CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Nội dung
Điện tích
Định luật Coulomb
Điện trường
Định lý Gauss
2
Chương 1: ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH TRONG CHÂN KHÔNG
Hiểu được các khái niệm cơ bản về điện trường tĩnh.
Nắm được các định luật cơ bản về sự tương tác điện.
Vận dụng giải các bài toán cụ thể vlực điện, cường độ
điện trường, điện thế.
Chuẩn đầu ra
Điện thế
Liên hệ giữa ờng độ
điện trường điện thế.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
1.1. ĐIỆN TÍCH
A. Khái niệm điện tích
Đã từ thời cổ Hy Lạp, khi cọ xát thủy tinh
với lụa thì thủy tinh t được các vật nhẹ
khác nên người ta đã nghĩ rằng thủy tinh đã
nhiễm điện hay đã mang điện tích.
Đến năm 1600, William Gibert khảo sát các
vật thể đi đến kết luận rằng: hai loại vật
liệu, một loại tính chất như thủy tinh gọi
chất cách điện còn loại thứ hai không tính
chất đó gọi chất dẫn điện.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Khái niệm điện tích
0 Khoảng năm 1700, Charles Dufay nhận thấy
khi cọ xát nhiều vật cách điện với nỉ hay lụa
thì chúng thể đẩy nhau hoặc hút nhau.
0 Benjamin Franklin gọi điện tích trên thanh
thủy tinh dương của cao su âm.
0 Sự nhiễm điện của một vật khi cọ xát vào
vật khác do các ion hay electron chuyển từ
vật này sang vật khác.
Các điện tích không tự sinh ra cũng
không tự mất đi chỉ chuyển từ vật
này sang vật khác hoặc bên trong vật
thôi.
Vậy
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
0 Nếu xét một hệ gồm các điện tích lập thì
tổng đại số điện tích trên các vật trong hệ
không đổi (định luật bảo toàn điện tích). Trong
tự nhiên tồn tại hai loại điện tích: điện tích âm
điện tích dương.
q = ± Ne , (đơn vị C trong hệ SI)
0 Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái
dấu thì hút nhau. Tương tác giữa các điện tích
đứng yên gọi tương tác tĩnh điện hay tương
tác Coulomb.
Khái niệm điện tích
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
B. Phân bố điện tích (PBĐT)
Điện tích điểm (ĐTĐ) điện tích tập
trung trong một vùng kích thước nhỏ so
với khoảng cách từ vùng đó đến điểm
muốn khảo sát. Ngược lại ta một phân
bố điện tích (PBĐT).
Biết được mật độ điện tích của một
phân bố điện tích liên tục ta thể tính
được toàn thể điện tích q của phân bố
đó.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Phân bố điện tích
2
s0
q dq
lim C/ m
S dS

l0
q dq
C
lim
m
d

Mật độ điện tích khối:
3 loại mật độ điện tích
Mật độ điện tích dài:
Mật độ điện mặt:
3
v0
q dq
lim C/ m
v dv

q λd

S
q dS

V
q dv
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB
Năm 1785, Coulomb đưa ra định luật tương tác
giữa hai điện tích điểm đứng yên.
Phương: đường nối hai điện tích.
Chiều: lực đẩy nếu hai điện tích cùng dấu
lực hút nếu hai điện tích trái dấu.
Cường độ: tỉ lệ thuận với tích số độ lớn của
hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách giữa hai điện tích.
PHÁT BIỂU
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Tương tác tĩnh điện giữa hai ĐTĐ
12
12 21
2
12
qq
F F k
r

: véctơ xác định vị t của điện tích chịu tác
dụng lực đối với điện tích gây ra lực tác dụng.
q
1
q
2
(a) q
1
q
2
> 0
12
F
21
F
q
1
q
2
12
F
21
F
12
r
21
r
(b) q
1
q
2
< 0
21
21 21
3
21
qq
F k r
r
12
12 12
3
12
qq
F k r
r
2
9
2
0
1
Nm
k 9.10
C
4


CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Giả sử ta n ĐTĐ:
q
1
, q
2
,q
i
,, q
n
tác
dụng đồng thời lên
điện tích điểm q
o
:
nn
io
ii
3
i 1 i 1
i
qq
F F k r
r



Tương tác tĩnh điện của nhiều ĐTĐ lên một ĐTĐ
io
ii
3
i
qq
F k r
r
Lực tĩnh điện do ĐTĐ q
i
tác dụng lên ĐTĐ q
0
:
Lực tĩnh điện do hệ n ĐTĐ
tác dụng lên ĐTĐ q
0
:
q
1
q
2
q
o
F
1
F
2
F
2
r
1
r
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Giới hạn của r: từ
10
15
m đến vài km.
Để xác định lực do một
PBĐT q liên tục tác dụng lên
ĐTĐ q
o
ta thể chia PBĐT q
thành các điện tích rất nhỏ dq
sao cho thể xem chúng các
ĐTĐ. Lực tương tác của ĐTĐ
dq lên ĐTĐ q
o
:
0
3
PBĐT q
q dq
F dF k r
r


q > 0
dq
q
o
> 0
r
dF
0
3
q dq
dF k r
r
Tương tác tĩnh điện của PBĐT lên một ĐTĐ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
1.3. Điện trường
A. Khái niệm điện trường
Để giải thích điều y người ta
thừa nhận tồn tại một i
trường vật chất (trung gian)
làm môi giới cho sự lan truyền
tương tác giữa các điện tích .
Vùng không gian điện trường
vùng không gian bị biến tính bởi sự hiện
diện của điện tích. Đại lượng vật đặc
cho điện trường véctơ cường độ điện
trường.
Do đâu các
điện tích thể
tương tác được
với nhau?
ĐIỆN TRƯỜNG
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
B. Véctơ cường độ điện trường
Đặt điện tích thử q
0
trong điện trường do
ĐTĐ q gây ra.
o
3
qq
F k r
r
Lực do q tác dụng lên một điện tích thử q
o
là:
3
o
Fq
k r E
qr

Xét tỉ số:
Tỉ số này chỉ ph thuộc q (điện tích gây ra
trường) r nên chính véctơ cường độ
điện trường do ĐTĐ q gây ra tại điểm khảo t.
Điện trường gây bởi một ĐTĐ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
3
q
E k r
r
trường xuyên tâm rời xa điện tích dương
(hướng về điện tích âm), đại lượng vật đặc
trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực.
E
Ta nhận thấy một điện tích bất kì đặt tại điểm có
cường độ điện trường sẽ chịu một lực:
F qE
E
Điểm đặt điện tích q (gây ra trường) được gọi
điểm nguồn, điểm khảo sát điện trường do q gây ra
gọi điểm trường. Véctơ trường điểm đặt
điểm trường.
Điện trường gây bởi một ĐTĐ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
i
ii
3
i
q
E k r
r
Điện trường do một hệ nhiều ĐTĐ gây ra
nn
i
ii
3
i 1 i 1
i
q
E E k r
r



Điện trường do ĐTĐ q
i
gây ra tại M:
Giả sử ta hệ gồm n ĐTĐ: q
1
, q
2
q
i
,, q
n
. Tìm
điện trường do hệ n ĐTĐ này gây ra tại điểm M nào
đó.
Suy ra điện trường do hệ n ĐTĐ gây ra tại M:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Điện trường gây bởi một PBĐT
dq
q > 0
r
dE
M
3
dq
dE k r
r
Véctơ cường độ
điện trường y ra
tại M bởi PBĐT:
3
PBDT q
dq
E dE k r
r


Chia nhỏ PBĐT thành
nhiều điện tích rất nhỏ
dq, sao cho thể xem
các ĐTĐ.
Véctơ cường độ điện trường
gây ra tại M bởi ĐTĐ dq:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
3
PBDT
d
E dE k r
r


3
PBDT v
dv
E dE k r
r


Nếu điện tích được phân bố liên tục trên một
chiều dài, một mặt, một thể tích thì:
3
PBDT S
dS
E dE k r
r


Điện trường gây bởi một phân bố điện tích
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
C. Đường sức điện trường
Định nghĩa:
những đường cong vẽ trong điện trường sao cho
tiếp tuyến tại mọi điểm của trùng với phương véctơ
cường độ điện trường.
Đặc điểm:
Chiều của đường sức chiều của véctơ cường độ
điện trường.
Số đường sức đi qua một đơn vị diện tích vuông góc
với bằng trị số véctơ điện trường tại đó:
n
dN
E
dS
E
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
Đường sức của điện trường
CHÚ Ý:
+ Các đường sức điện
trường không bao giờ cắt
nhau tại mỗi điểm véctơ
cường độ điện trường chỉ
một giá trị xác định.
+ Các đường sức điện
trường xuất phát từ các điện
tích dương kết thúc
điện tích âm. Do đó, chúng
các đường cong hở.
Đường sức điện trường
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com
(c)
(d)
(a)
(b)
(a) Điện tích điểm dương. (b) Điện tích điểm âm.
(c) Hai điện tích trái dấu. (d) Hai điện tích cùng dấu
Đường sức điện trường
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cuu duong than cong . com

Preview text:

cuu duong than cong . com CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Chương 1: ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH TRONG CHÂN KHÔNG Nội dung • Điện tích • Điện thế • Định luật Coulomb
• Liên hệ giữa cường độ • Điện trường
điện trường và điện thế. • Định lý Gauss Chuẩn đầu ra
• Hiểu được các khái niệm cơ bản về điện trường tĩnh.
• Nắm được các định luật cơ bản về sự tương tác điện. cuu duong than cong . com
• Vận dụng giải các bài toán cụ thể về lực điện, cường độ
điện trường, điện thế. 2 CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt 1.1. ĐIỆN TÍCH
A. Khái niệm điện tích
Đã có từ thời cổ Hy Lạp, khi cọ xát thủy tinh
với lụa thì thủy tinh hút được các vật nhẹ
khác nên người ta đã nghĩ rằng thủy tinh đã
nhiễm điện hay đã mang điện tích.

Đến năm 1600, William Gibert khảo sát các
vật thể và đi đến kết luận rằng: có hai loại vật
liệu, một loại có tính chất như thủy tinh gọi là chất
cuu duong than cong . com
cách điện còn loại thứ hai không có tính
chất đó gọi là chất dẫn điện. CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Khái niệm điện tích
0 Khoảng năm 1700, Charles Dufay nhận thấy
khi cọ xát nhiều vật cách điện với nỉ hay lụa
thì chúng có thể đẩy nhau hoặc hút nhau.

0 Benjamin Franklin gọi điện tích trên thanh
thủy tinh là dương và của cao su là âm.
0 Sự nhiễm điện của một vật khi cọ xát vào
vật khác là do các ion hay electron chuyển từ
vật này sang vật khác.

Các điện tích không tự sinh ra và cũng cuu duong than cong . com
không tự mất đi mà chỉ chuyển từ vật Vậy
này sang vật khác hoặc bên trong vật mà thôi. CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Khái niệm điện tích
0 Nếu xét một hệ gồm các điện tích cô lập thì
tổng đại số điện tích trên các vật trong hệ
không đổi (định luật bảo toàn điện tích
). Trong
tự nhiên tồn tại hai loại điện tích: điện tích âm và điện tích dương.

q = ± Ne , (đơn vị là C trong hệ SI)
0 Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái
dấu thì hút nhau. Tương tác giữa các điện tích
đứng yên gọi là tương tác tĩnh điện

cuu duong than cong . com hay tương tác Coulomb. CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
B. Phân bố điện tích (PBĐT)
Điện tích điểm (ĐTĐ) là điện tích tập
trung trong một vùng có kích thước nhỏ so
với khoảng cách từ vùng đó đến điểm
muốn khảo sát. Ngược lại ta có một phân
bố điện tích (PBĐT).
Biết được mật độ điện tích của một
phân bố điện tích liên tục ta có thể tính
cuu duong than cong . com
được toàn thể điện tích q của phân bố đó. CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Phân bố điện tích
Có 3 loại mật độ điện tích q  dq
Mật độ điện tích dài: C   lim  l  0  m  d q   λd q  dq
Mật độ điện mặt:   lim   2 C / m  s  0 S  dS q    dS S q  dq
Mật độ điện tích khối:   lim   3 C / m  v  0 v  cuu duong than cong . com dv q    dv V CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB
Năm 1785, Coulomb đưa ra định luật tương tác
giữa hai điện tích điểm đứng yên. PHÁT BIỂU
Phương: là đường nối hai điện tích.
Chiều: là lực đẩy nếu hai điện tích cùng dấu

và là lực hút nếu hai điện tích trái dấu.
Cường độ: tỉ lệ thuận với tích số độ lớn của cuu duong than cong . com
hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách giữa hai điện tích.
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Tương tác tĩnh điện giữa hai ĐTĐ r12 F F 21 12 (a) q q > 0 q 1 2 1 q2 r21 F F 21 12 (b) q q < 0 1 2 q q 1 2 q q q q 1 2 F  k r 1 2 F  F  k 12 3 12 r 12 21 2 r 12 12 q q 2 1 1 2 9 Nm F  k r k   9.10 21 3 21 2 4 C cuu duong than cong . com r 0 21
 r12 : véctơ xác định vị trí của điện tích chịu tác
dụng lực đối với điện tích gây ra lực tác dụng.
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Tương tác tĩnh điện của nhiều ĐTĐ lên một ĐTĐ q F o 1
Giả sử ta có n ĐTĐ: r1 q1 q , q …,q ,…, q tác 1 2 i n r2
dụng đồng thời lên F F
điện tích điểm q : 2 o q2
Lực tĩnh điện do ĐTĐ q tác dụng lên ĐTĐ q : i 0 q q i o F  k r i 3 i ri cuu duong than cong . com n n
Lực tĩnh điện do hệ n ĐTĐ q q i o
tác dụng lên ĐTĐ q : F  0 F  k r i 3 i   r i 1 i 1 i CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Tương tác tĩnh điện của PBĐT lên một ĐTĐ
Để xác định lực do một
PBĐT q liên tục tác dụng lên dF r
ĐTĐ q ta có thể chia PBĐT q o q > 0 o
thành các điện tích rất nhỏ dq dq
sao cho có thể xem chúng là các
ĐTĐ. Lực tương tác của ĐTĐ
q > 0 dq lên ĐTĐ q : o q dq 0 dF  k r 3 r q dq 0 F  dF  k r  cuu duong than cong . com 3
Giới hạn của r: từ r PBĐT q
1015m đến vài km. CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt 1.3. Điện trường
A. Khái niệm điện trường
Để giải thích điều này người ta
thừa nhận tồn tại một môi
Do đâu các
trường vật chất (trung gian) điện tích có thể
làm môi giới cho sự lan truyền tương tác được
tương tác giữa các điện tích. với nhau? ĐIỆN TRƯỜNG
Vùng không gian có điện trường là
vùng không gian bị biến tính cuu duong than cong . com bởi sự hiện
diện của điện tích. Đại lượng vật lý đặc
cho điện trường là véctơ cường độ điện trường.
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
B. Véctơ cường độ điện trường
Điện trường gây bởi một ĐTĐ
Đặt điện tích thử q trong điện trường do 0 ĐTĐ q gây ra.
Lực do q tác dụng lên một điện tích thử q là: o qqo F  k r 3 r F q  Xét tỉ số:  k r  E 3 q r o
Tỉ số này chỉ phụ thuộc q (điện
cuu duong than cong . com tích gây ra
trường) và r nên nó chính là véctơ cường độ
điện trường do ĐTĐ q gây ra tại điểm khảo sát.
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Điện trường gây bởi một ĐTĐ
Điểm đặt điện tích q (gây ra trường) được gọi là
điểm nguồn, điểm khảo sát điện trường do q gây ra
gọi là điểm trường. Véctơ trường có điểm đặt là điểm trường.
q E  k r 3 r
E là trường xuyên tâm và rời xa điện tích dương
(hướng về điện tích âm), là đại lượng vật lý đặc
trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực.

Ta nhận thấy một điện tích bất kì đặt tại điểm có
cường độ điện trường sẽ E chịu một lực: cuu duong than cong . com F  qE CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Điện trường do một hệ nhiều ĐTĐ gây ra
Giả sử ta có hệ gồm n ĐTĐ: q , q …q ,…, q . Tìm 1 2 i n
điện trường do hệ n ĐTĐ này gây ra tại điểm M nào đó.
Điện trường do ĐTĐ q gây ra tại M: i qi E  k r i 3 i ri
Suy ra điện trường do hệ n ĐTĐ gây ra tại M: n n q cuu duong than cong . com i E  E  k r i 3 i   r i 1 i 1 i CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Điện trường gây bởi một PBĐT
Chia nhỏ PBĐT thành dE
nhiều điện tích rất nhỏ r
dq, sao cho có thể xem M nó là các ĐTĐ. dq
Véctơ cường độ điện trường q > 0
gây ra tại M bởi ĐTĐ dq: dq dE  k r 3 r Véctơ cường độ cuu duong than cong . com dq điện trường   gây ra E dE k r   3 tại r M bởi PBĐT: PBDT q CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Điện trường gây bởi một phân bố điện tích
Nếu điện tích được phân bố liên tục trên một
chiều dài, một mặt, một thể tích thì: d E  dE  k r   3r PBDT dS  E  dE  k r   3r PBDT S cuu duong than cong . com dv  E  dE  k r   3r PBDT v CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
C. Đường sức điện trườngĐịnh nghĩa:
Là những đường cong vẽ trong điện trường sao cho
tiếp tuyến tại mọi điểm của nó trùng với phương véctơ
cường độ điện trường.
Đặc điểm:
Chiều của đường sức là chiều của véctơ cường độ điện trường.
Số đường sức đi qua một đơn vị diện tích vuông góc
với nó bằng trị số véctơ điện trường E tại đó: cuu duong than cong . com dN  E dSn CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Đường sức điện trường CHÚ Ý: + Các
đường sức điện
trường không bao giờ cắt
nhau vì
tại mỗi điểm véctơ
cường độ điện trường chỉ
có một giá trị xác định.
+ Các
đường sức điện
trường xuất phát từ các điện
tích dương và kết thúc ở
điện tích âm. Do đó, chúng
cuu duong than cong . com
là các đường cong hở.
Đường sức của điện trường CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Đường sức điện trường (a) (b) cuu duong than cong . com (c) (d)
(a) Điện tích điểm dương. (b) Điện tích điểm âm.
(c) Hai điện tích trái dấu. (d) Hai điện tích cùng dấu
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt