Bài giảng Vật lý điện từ - Bài 1: Điện trường tĩnh

Bài giảng Vật lý điện từ - Bài 1: Điện trường tĩnh. Bài này cung cấp cho học viên những nội dung về: tương tác điện – định luật Coulomb; điện trường - định lý Gauss; định thế - hiệu điện thế; lưỡng cực điện; một số ứng dụng của tĩnh điện;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý điện từ - Bài 1: Điện trường tĩnh Khoa : Cơ- Điện- Điện Tử Bộ môn Vật lý VẬT LÝ ĐIỆN TỪ Năm 2016 MÔ TẢ HỌC PHẦN - Trình bày những kiến thức cơ bản về các hiện tượng điện - từ và một số ứng dụng của chúng trong khoa học, công nghệ và đời sống. - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng của một số linh kiện điện tử thông dụng như điện trở, tụ điện, cuộn cảm,… thường gặp trong các mạch điện tử. - Trình bày về tính dẫn điện của vật rắn tinh thể và siêu dẫn, chất bán dẫn và ứng dụng. NỘI DUNG HỌC PHẦN - Bài 0: Giải tích vectơ - Bài 1: Điện trường tĩnh - Bài 2: Tụ điện và chất điện môi. - Bài 3: Dòng điện và điện trở - Bài 4: Từ trường tĩnh - Bài 5: Cảm ứng điện từ. - Bài 6: Cuộn cảm - Bài 7: Giới thiệu trường và sóng điện từ. - Bài 9: Chất bán dẫn - Ứng dụng Bài 1 ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, SV phải : – Nêu được các khái niệm: điện trường, cường độ điện trường, đường sức, điện thông, điện thế, hiệu điện thế. – Xác định được vectơ cường độ điện trường và điện thế gây bởi các điện tích điểm, các vật mang điện. – Vận dụng được định lý Gauss để tính cường độ điện trường. – Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường và điện thế; Tính được công của lực điện trường. NỘI DUNG I – Tương tác điện – Định luật Coulomb II - Điện trường - Định lý Gauss III – Định thế - hiệu điện thế IV – Lưỡng cực điện V – Một số ứng dụng của tĩnh điện I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB 1 – Điện tích - Định luật bảo toàn điện tích: Các vật sau khi bị chà xát có thể hút hoặc đẩy nhau. Ta nói chúng bị nhiễm điện. Vật nhiễm điện có chứa các điện tích. 12/2/2022 I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB 1 – Điện tích - Định luật bảo toàn điện tích: • Có hai loại điện tích: dương (+) và âm (-). • Điện tích có giá trị nhỏ nhất gọi là điện tích nguyên tố: 19 e  1, 6.10 C • Điện tích chứa trên một vật nhiễm điện luôn bằng bội số nguyên lần của điện tích nguyên tố: Q = ne • Giá trị tuyệt đối của điện tích được gọi là điện lượng. • Vật mang điện có kích thước rất nhỏ gọi là điện tích điểm. • Hệ cô lập thì tổng điện tích của hệ được bảo toàn. • Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB 2 – Định luật Coulomb:  q1 r12 q2 +  - F12  q2 q1 r 12  + + F12 I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB 2 – Định luật Coulomb: q1  r 12 q2  + + F12 Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không:  k = 9.10 9 (Nm2/C2)  qq r 1 2 12 F12  k 2 . r r r: k/c giữa 2 đtích  Phương: Trong mtvc đẳng hướng, lực    Chiều: tương tác giảm đi  lần:    Fck F | q1q 2 | F12    Modun: F  k 2  r  Điểm đặt: I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB Ví dụ: Cho điện tích q1 = 5µC và q2 = - 4µC đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20cm trong không khí. a) Tính lưc tương tác giữa hai điện tích. b) Đặt thêm điện tích q3 = 8µC tại C cách A 16cm và cách B 12cm. Tính lực tác dụng lên q3. Giải q1 r q2 a) Lực tương tác giữa hai +  - điện tích: F k | q1q 2 | 9.109.5.106.4.106 F 2   4,5N r 1.0, 22 I – TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT COULOMB b) Lực tác dụng lên q3:    20 q2 q1 + - F  F13  F23 12 F23   16  Do F13  F23 nên: F  F2  F2 q + F 13 23 3 Mà: F13  k | q1q 3 | 9.109.5.106.8.106 F13  2  2  14N .r 1.0,16 9 6 6 k | q 2 q 3 | 9.10 .4.10 .8.10 F23  2  2  20N .r 1.0,12  F  142  202  24, 4N II – ĐIỆN TRƯỜNG 1 – Khái niệm về điện trường: Điện trường là môi trường vật chất bao quanh các điện tích, tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. Q q  + + F  q F - II – ĐIỆN TRƯỜNG 2 – Vectơ cường độ điện trường:  E M   E  F Lực đt   E F  qE M q   q > 0: F  E   q & ...