Bài 18. Điện trường đều

1. Kiến thức trọng tâm

1.1. Khái niệm điện trường đều

• Điện trường đều là điện trường có vectơ E như nhau tại mọi điểm.

• Đường sức là các đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.

• Trong thực tế, vùng trung tâm giữa hai bản phẳng song song tích điện trái dấu có thể coi gần đúng là điện trường đều.

1.2. Điện trường đều giữa hai bản phẳng song song

• Vectơ $\overrightarrow{E}$ hướng từ bản nhiễm điện dương sang bản nhiễm điện âm.

$$\mathrm{E=}\frac{U}{d}$$

• U là hiệu điện thế giữa hai bản, đơn vị V; d là khoảng cách giữa hai bản, đơn vị m.

• Công thức $E=U/d$ chỉ áp dụng trực tiếp cho điện trường đều.

1.3. Tác dụng lên điện tích

$$\mathrm{F=}\left|q\right|\text{E;a=}\frac{\left|q\right|E}{m}$$

• Với $q>0$, lực cùng chiều E; với $q<0$, lực ngược chiều E.

• Nếu bỏ qua trọng lực và các lực khác, gia tốc của điện tích là hằng số.

1.4. Điện tích bay vuông góc với đường sức

• Chọn Ox theo vận tốc ban đầu: $x=v_{0}t$.

• Chọn Oy cùng chiều $E:y=\left(\frac{\mathrm{qE}}{\mathrm{2m}}\right)t^2$, trong đó q mang dấu đại số.

• Khử t, quỹ đạo có dạng parabol: $y=\frac{\mathrm{qE}{x}^2}{\left(\mathrm{2m}{v}_0^2\right)}$.

1.5. Một số ứng dụng

• Làm lệch chùm electron hoặc ion trong thiết bị điện tử.

• Lọc bụi tĩnh điện trong nhà máy và máy lọc không khí.

• Điều khiển chuyển động của hạt tích điện trong các hệ đo và phân tích.

2. Hiểu sâu bản chất

💡 Điện trường chỉ gần đều ở vùng trung tâm giữa hai bản; gần mép, đường sức bị cong.

💡 Lực điện không phụ thuộc vận tốc của hạt, nhưng quỹ đạo phụ thuộc vận tốc ban đầu.

💡 Điện tích âm và dương có quỹ đạo cong về hai phía ngược nhau trong cùng điện trường.

💡 Chuyển động vuông góc đường sức có cấu trúc toán học giống chuyển động ném ngang.

3. Ghi nhớ nhanh

• Điện trường đều → E không đổi.

• Đường sức thẳng, song song, cách đều.

• $E=U/d$.

• $F=\left|q\right|E$.

• Bay vuông góc đường sức → quỹ đạo parabol.

4. Lưu ý cho học sinh

• Đổi d về mét trước khi dùng $E=U/d$.

• Không dùng $F=\mathrm{qE}$ để tính độ lớn nếu q âm; dùng $F=\left|q\right|E$ rồi xét chiều.

• Công thức quỹ đạo parabol giả thiết điện trường đều và bỏ qua các lực khác.

• Chiều E luôn từ bản dương sang bản âm.