Chương 7 - Trường tĩnh điện

48 CHƯƠNG 7 - TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

7.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU:
1. Yêu cầu đối với người học là phải nắng vững định nghĩa và hiểu được ý
nghĩa vật lý cùng đơn vị đo của các đại lượng:
9 véctơ cường độ điện trường,
9 điện thế,
9 hiệu điện thế,
9 điện thông;
2. Hiểu và vận dụng được định luật Coulomb, định lý Ôxtrôgratxki –
Gauss, nguyên lý chồng chất điện trường để giải các bài toán tĩnh điện;
3. Hiểu định nghĩa và tính chất của lưỡng cực điện; nhớ và vận dụng được
biểu thức mô tả mối quan hệ giữa véctơ cường độ điện trường và điện thế
7.2. TÓM TẮT NỘI DUNG
1) Lực tương tác Coulomb giữa hai điện tích điểm:
F
=
3
21
r
qkq
ε

r

2) Véctơ cường độ điện trường

i
q

5) Công của lực tĩnh điện: A
MN
= q
dsE
N
M
∫
= q (V
M
- V
N
)
6) Tính chất thế của trường tĩnh điện:
∫
)(
C
dsE
= 0
7) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường
V
M
– V
N
=
dsE
N
M

trong một điện trường đều. Công mà bạn thực hiện phụ thuộc như thế nào vào
sự định hướng ban đầu của lưỡng cực đối với điện trường.
5. Một mặt bao trọn một lưỡng cực điện. Điện thông qua mặt này bằng bao
nhiêu?
6. Một quả bóng cao su hình cầu có một điện tích được phân bố đều trên
mặt của nó. Khi quả bóng được bơm lên, cường độ điện trường thay đổi như thế
nào cho các điểm (a) bên trong quả bóng, (b) ở bề mặt quả bóng và (c) ở ngoài
quả bóng?
7. Electron có xu hướng chuyển động đến nơi có điện thế cao hay điện
thế thấp?
8. Hai mặt đẳng thế khác nhau có thể cắt nhau không?
9. Phân biệt giữa hiệu điện thế và hiệu thế năng. Cho các phát biểu trong
đó mỗi thuật ngữ đó được dùng một cách chính xác.
10. Làm thế nào anh (chị) có thể khẳng định điện thế trong một miền cho
trước của không gian có cùng một giá trị trong toàn miền đó?
7.4. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
7.4.1. Hai viên bi nhỏ giống hệt nhau, có điện tích q
1
= 2.10
-6
C và
q
2
= 4.10
-6
C đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì chúng hút nhau
một lực F = 0,8N.
a) Tính khoảng cách r.
b) Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ thì chúng sẽ đẩy nhau hay
hút nhau với lực F’ bằng bao nhiêu?

s
-1
.
7.4.4. Hai viên bi nhỏ giống hệt nhau, tích điện +q
1
và –q
2
đặt cách nhau
2m trong không khí. Mỗi viên gây ra cường độ điện trường tại trung điểm M
của đoạn thẳng nối chúng có độ lớn E
1
= 150V/m và E
2
= 300V/m. Cho chúng
tiếp xúc nhau rồi trả về chỗ cũ. Hãy xác định:
a) Điện tích của mỗi viên bi.
b) Véctơ cường độ điện trường tại M.
Đáp số: a) q’
1
= q’
2
= -
50r
2
k
= -5,55.10
-9
C; b) E’
M
= 0


7.7. Giữa mặt phẳng rất rộng, thẳng đứng, tích điện đều, mật độ điện mặt
σ = +4.10
-6
C/m
2
treo con lắc gồm sợi dây không giãn, không dẫn điện và hòn bi
khối lượng m = 1g sao cho dây căng, thẳng đứng. Tích cho hòn bi điện tích
q = 10
-9
C thì dây lệch góc α bằng bao nhiêu so với phương thẳng đứng? (Hệ
thí nghiệm đặt trong không khí).
Hướng dẫn:
Chương 7 - Trường tĩnh điện

51
Ở vị trí cân bằng
e
F
+
T
+
P
= 0 với
e
F
= q
E

từ

hình chiếu của đoạn O
1
M xuống phương O
1
O
2
là O
1
H = h. Hãy xác định cường
độ điện trường tại M.
Hướng dẫn:
Dùng phương pháp chồng chất điện trường

M
E
=
ρ
3εε
0
=
21
OO
=
0
3
εε
ρ
a
=
const

b) Công của lực điện khi di chuyển một electron từ A đến B. Đáp số
:
a) U
AC
= 200v, U
CB
= 0, U
AB
= 200V.
b) A
AB
= -3,2.10
-17
J
7.4.11. Tính điện thế do một đĩa tròn tâm O bán kính R tích điện đều với
điện tích Q gây ra tại một điểm nằm trên trục của đĩa và cách tâm một đoạn là h:
Hướng dẫn: Tính tương tự như bài 7.5
Đáp số: V =
2kQ
εR
2
( R
2
+ h
2
– h)
7.4.12. Căn cứ vào kết quả bài tập 7.8, chọn gốc tính điện thế ở vô cực, hãy