Điện trường tồn tại và được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống chúng ta. Vậy điện trường là gì? Các kiến thức cần nắm về điện trường thế nào? Mayruaxemini.vn sẽ cung cấp đầy đủ ngay trong bài viết dưới đây!
Điện trường là gì?
Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích. Điện trường có tác dụng điện lên các điện tích được đặt trong nó. Điện trường là đại lượng có hướng và được biểu diễn thông qua vectơ cường độ dòng điện. Đường sức điện là cách biểu diễn của cường độ dòng điện.
Bằng mắt thường chúng ta sẽ không thể thấy được điện trường. Tuy nhiên, bạn có thể nhận biết sự tồn tại của điện trường thông qua các hiện tượng vật lý.
Ví dụ: Đưa bóng đến nhỏ lại gần quả cầu Plasma có điện tích đứng yên. Bạn sẽ phát hiện rằng đèn sáng lên. Khoảng cách giữa quả cầu plasma và bóng đèn càng xa thì độ sáng của bóng sẽ càng yếu.
Với hiện tượng này, ta biết rằng điện trường có tồn tại và tác dụng điện lên bóng đèn. Nhờ vậy bóng đèn mới phát sáng.
Điện trường tĩnh là gì?
Điện trường tĩnh được hiểu đơn giản là môi trường hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường. Hơn nữa, điện trường tĩnh là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng thực hiện công khi điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó.
Điện trường đều là gì?
Điện trường đều là dòng điện có vectơ cường độ điện trường cùng phương cùng chiều cùng độ lớn tại mọi điểm. Đường sức điện lúc này là những đường thẳng song song và cách đều nhau.
Tính chất của điện trường là gì?
Tính chất cơ bản của điện trường là có tác dụng lực điện lên điện tích trong nó. Chiều của vectơ cường độ dòng điện được quy ước như sau:
Vectơ cường độ dòng điện tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên điện tích dương tại điểm đó trong điện trường.
Bạn cần chú ý rằng phát biểu rằng vectơ cùng phương cùng chiều với vectơ điện tác dụng lên điện tích là sai. Bởi trong nhiều trường hợp có xuất hiện điện tích âm.
Cường độ điện trường là gì?
Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Công thức tính cường độ dòng điện là: E = F/q
Trong đó:
- E là ký hiệu của cường độ dòng điện
- F là lực điện trường tác dụng lên điện tích
- q là độ lớn của điện tích
Đơn vị của cường độ điện trường là Vôn/Mét – ký hiệu V/m
Vectơ cường độ dòng điện là gì?
Vectơ cường độ dòng điện là biểu diễn của cường độ dòng điện qua một vectơ nhất định. Đặc điểm của vectơ cường độ dòng điện là:
- Có phương và chiều cùng với lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương
- Chiều dài của vectơ biểu diễn cho độ lớn của cường độ điện trường
- Vectơ cường độ điện trường ở bất cứ điểm nào trên đường sức điện đều có phương trình tiếp tuyến tại điểm đó và có chiều trùng với chiều các đường sức điện trường.
Nguyên lý chồng chất điện trường
Nguyên lý chồng chất điện trường cho rằng:
Vectơ cường độ điện trường được tạo ra bởi hệ điện tích bằng tổng của các vectơ cường độ điện trường gây ra từ những điện tích điểm của hệ.
Cụ thể:
Ta có điện tích ở điểm Q1 và Q2 lần lượt được gây ra ở điểm M. 2 vectơ cường độ dòng điện lần lượt là E1, E2. Điện trường 2 vectơ lần lượt tác động lực lên điện tích 1. Vậy cường độ điện trường lúc này sẽ là: E = E1 + E2
Độ lớn các vectơ cường độ điện trường lúc này sẽ được tổng hợp dựa trên quy tắc hình bình hành như sau:
Các dạng bài tập về điện trường thường gặp
Có 2 dạng bài tập điện tích điện trường thường gặp là:
Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại 1 điểm cụ thể
Cách giải của dạng bài này là tuân theo công thức:
Độ lớn E = k(Q/ε.r2)
Trong đó:
- E là ký hiệu của cường độ điện trường
- k = 9.10^9
- q là độ lớn điện tích
- ε là ký hiệu hằng số điện môi trong môi trường
- r là khoảng cách từ điện tích đến điểm cần tính cường độ điện trường
Ví dụ: Xác định cường độ điện trường ở điểm M. Biết rằng, điện tích Q = 10^-16C, r = 30cm
Giải: Áp dụng công thức: E = k(Q/ε.r2)
Ta có: E = 9.109(10^-16C/1.30^2) = 10^5 V/m
Dạng 2: Tính cường độ điện trường tổng hợp
Công thức tính cường độ điện trường tổng hợp là:
E = E1 + E2 + E3+ … + En
Cách giải dạng bài này là:
- Vẽ các vectơ cường độ điện trường tổng hợp
- Xác định độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp trên quy tắc hình bình hành
Ví dụ:
Giải đáp về điện trường
Ngoài khái niệm điện trường là gì thì nhiều độc giả cũng có các thắc mắc liên quan như:
Năng lượng điện trường là gì?
Điện trường có thể sinh ra thế năng được gọi là năng lượng điện trường.
CÔng thức tính năng lượng điện trường là: W = ½.C.U² = ½.Q.U = ½.Q²/C
Trong đó:
- W là năng lượng điện trường
- Q là điện tích
- U là hiệu điện thế dòng điện
- C là điện dung
Cách tính cường độ điện trường tại trung điểm
Để tính cường độ điện trường tại trung điểm bạn cần áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường. Cụ thể các bước để giải bài toán này như sau:
Bước 1: Xác định rõ phương, chiều, độ lớn của các vectơ cường độ điện trường tại trung điểm
Bước 2: Vẽ vectơ cường độ điện trường theo quy tắc hình bình hành
Bước 3: Xác định cường độ điện trường thông qua hình vẽ và kết luận dựa trên các giả thiết sau:
Điện trường không được gọi là điện trường đều khi nào?
Điện trường không được xem là điện trường đều khi lực tác động lên điện tích thử thay đổi từ điểm này qua điểm khác trong cùng môi trường.
Hy vọng với những thông tin bên trên, bạn đã hiểu rõ điện trường là gì cũng như đơn vị đo, công thức tính và một số vấn đề liên quan. Nếu còn thắc mắc gì cần hỗ trợ, bạn có thể để lại bình luận bên dưới để cùng trao đổi nhé.
