XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TẠI MỘT ĐIỂM
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- \(\overrightarrow {{E_M}} \) có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điểm Q với điểm M
- \(\overrightarrow {{E_M}} \) có chiều đi ra nếu Q dương, có chiều đi vào nếu Q âm
- Độ lớn:
\({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon r_M^2}}\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10-8 C một khoảng 3 cm.
Giải
Vì q > 0 nên véctơ E có gốc đặt tại M, chiều đi ra xa điện tích q
Độ lớn:
\({E_{}} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon r_{}^2}} = {9.10^9}.\frac{{{{2.10}^{ - 8}}}}{{{{1.0.003}^2}}} = {2.10^5}V/m\)
Ví dụ 2: Một điện tích q trong nước (ε = 81) gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 26 cm một điện trường E = 1,5.104 V/m. Hỏi tại điểm N cách điện tích q một khoảng r = 17 cm có cường độ điện trường bằng bao nhiêu?
Giải
Do:
\(\begin{array}{l} E \sim \frac{1}{{{r^2}}} \Rightarrow \frac{{{E_M}}}{{{E_N}}} = {\left( {\frac{{{r_N}}}{{{r_M}}}} \right)^2}\\ \Rightarrow {E_M} = {3,5.10^4}V/m \end{array}\)
Ví dụ 3: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q > 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36 V/m, tại B là 9 V/m.
a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.
b. Nếu đặt tại M một điện tích q0 = -10-2C thì lực điện tác dụng lên nó có độ lớn là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực này.
Giải
a. Ta có:
\({E_{}} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon r_{}^2}}\)
Do đó:
EA=kq/OA2=36
EB=kq/OB2=9
EM=kq/OM2
=> OB=2OA;
=> EM/EA=(OA/OM)2
=> OM=(OA+OB)/2=1,5OA
⇒ EM = 16 V/m
b. Lực điện do điện trường tác dụng lên điện tích q0 đặt tại M là:
F = |q0|E = 0,16 N, ngược hướng với véctơ E.
Ví dụ 4: Một electron có q = -1,6.10-19 C và khối lượng của nó bằng 9,1.10-31 kg. Xác định độ lớn gia tốc a mà e thu được khi đặt trong điện trường đều E = 100 V/m.
Hướng dẫn:
Ta có: F = |q|E = ma → a =|q|E/m = 1,785.10-3 m/s2.
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 30 cm, một điện trường có cường độ E = 30000V/m. Độ lớn điện tích Q bằng bao nhiêu?
Đ/S: 3.10-7C
Bài 2: Một điện tích q trong dầu gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 10 cm một điện trường E = 25.104 V/m. Hỏi tại N cường độ điện trường 9.104 V/m cách điện tích khoảng bằng bao nhiêu?
Đ/S: rN ≈ 16,7 cm
Bài 3: Điện tích điểm q = -3.10-6 được đặt tại điểm mà tại đó điện trường có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống và cường độ điện trường . Xác định phương, chiều và độ lớn của lực tác dụng lên điện tích q ?
Đ/S: F = 0,036 N, có phương thẳng đứng, chiều hướng từ dưới lên trên
Bài 4: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q < 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 49 V/m, tại B là 16 V/m.
a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.
b. Nếu đặt tại M một điện tích q0 = 2.10-2C thì lực điện tác dụng lên nó có độ lớn là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực này.
Đ/S:
a. EM ≈ 26 V/m
b. F = q0EM = 2.10-2.26 = 0,52 N; q0 > 0
→ F cùng chiều với E: Lực hút
---------------------
Trên đây là trích dẫn toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Phương pháp xác định cường độ điện trường tại một điểm môn Lý 11 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
