Bài 17. Khái niệm điện trường

1. Kiến thức trọng tâm

1.1. Khái niệm điện trường

• Điện trường là một dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích và truyền tương tác điện.

• Điện tích đặt trong điện trường chịu tác dụng của lực điện.

• Điện tích thử được chọn dương và có độ lớn đủ nhỏ để không làm thay đổi đáng kể điện trường đang khảo sát.

1.2. Cường độ điện trường

$$\mathrm{E=}\frac{F}{q}$$

• Vectơ E cùng phương, cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương.

• Đơn vị: $N/C$; đồng thời $\mathrm{1N}/C=\mathrm{1V}/m$.

• Lực tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: $F=\left|q\right|E$; chiều phụ thuộc dấu của q.

1.3. Điện trường của điện tích điểm

$$\mathrm{E=}\frac{k\left|Q\right|}{\left(\epsilon r^2\right)}$$

• Nếu $Q>0:E$ hướng ra xa Q.

• Nếu $Q<0:E$ hướng về Q.

• Trong chân không, $\epsilon =1$ và $k=9\times {10}^{9}N\cdot m^2/C^2$.

1.4. Nguyên lí chồng chất điện trường

$\overrightarrow{E}={\overrightarrow{E}}_1+{\overrightarrow{E}}_2+$ … + ${\overrightarrow{E}}_n$

• Tính riêng điện trường do từng điện tích gây ra tại điểm xét.

• Cộng các Vectơ theo quy tắc hình bình hành hoặc quy tắc đa giác.

• Độ lớn điện trường tổng hợp phụ thuộc cả độ lớn và góc giữa các Vectơ thành phần.

1.5. Điện phổ

• Điện phổ là hình ảnh biểu diễn sự phân bố của các đường sức điện.

• Để quan sát điện phổ, người ta cho các hạt cách điện nhỏ lơ lửng trong dầu rồi đặt một hoặc hai vật tích điện vào bể.

• Dưới tác dụng của điện trường, các hạt cách điện sắp xếp dọc theo những đường xác định.

• Các đường do các hạt tạo thành cho biết hình dạng của đường sức điện trong điện trường.

1.6. Đường sức điện

• Tiếp tuyến với đường sức tại một điểm cho phương của Vectơ E tại điểm đó.

• Chiều đường sức là chiều của Vectơ E.

• Đường sức xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm hoặc ở vô cực.

• Các đường sức điện không cắt nhau; mật độ đường sức biểu thị tương đối độ mạnh yếu của điện trường.

2. Hiểu sâu bản chất

💡 Cường độ điện trường là đặc trưng của điện trường tại điểm xét, không phụ thuộc điện tích thử.

💡 Nếu dùng điện tích thử âm, lực điện ngược chiều E nhưng giá trị E của điện trường không đổi.

💡 Tại điểm đối xứng giữa hai điện tích bằng nhau cùng dấu, hai Vectơ điện trường có thể triệt tiêu.

💡 Đường sức chỉ là mô hình biểu diễn; tại mỗi điểm chỉ có một Vectơ E xác định.

3. Ghi nhớ nhanh

• $E=F/q$.

• Điện tích dương → E hướng ra.

• Điện tích âm → E hướng vào.

• Điện trường tổng hợp là tổng Vectơ .

• Đường sức không cắt nhau.

4. Lưu ý cho học sinh

• Phải phân biệt Vectơ lực F và Vectơ cường độ điện trường E.

• Khi $q<0$, lực điện ngược chiều E.

• Cộng điện trường theo quy tắc Vectơ , không cộng máy móc các độ lớn.

• Trong công thức điện tích điểm, r là khoảng cách từ điện tích Q đến điểm xét.