Bài 2. Điện trường trang 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74 Vật Lí 11 Cánh diềuTrong Hình 2.1, thanh nam châm tác dụng lực lên vật bằng sắt mà không tiếp xúc với vật. Tương tự như vật, chiếc lược tích điện tác dụng lực lên quả cầu tích điện cũng không tiếp xúc với quả cầu. Quảng cáo
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn
Câu hỏi tr 67 KĐ Trong Hình 2.1, thanh nam châm tác dụng lực lên vật bằng sắt mà không tiếp xúc với vật. Tương tự như vật, chiếc lược tích điện tác dụng lực lên quả cầu tích điện cũng không tiếp xúc với quả cầu. Ở trung học cơ sở, ta đã biết, giống như lực hấp dẫn giữa các vật có khối lượng được thực hiện thông qua trường hấp dẫn, lực tác dụng của nam châm lên vật có tính chất từ được thực hiện thông qua từ trường của nam châm. Lực tác dụng giữa các vật tích điện có thông qua một trường nào không? Trường đó được đặc trưng bởi đại lượng nào?
Phương pháp giải: Liên hệ kiến thức đã học về trường hấp dẫn và kiến thức học trong bài về lực điện và điện trường. Lời giải chi tiết: Lực tác dụng giữa các vật tích điện thông qua trường điện, hay điện trường. Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường được đặc trưng bởi cường độ điện trường. Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Câu hỏi tr 68 CH 1 Lấy một ví dụ lực hút của nam châm lên vật khác Phương pháp giải: Dựa vào hiện tượng nam châm hút các vật trong đời sống hàng ngày. Lời giải chi tiết: Đưa nam châm lại gần một ghim giấy bằng sắt, nam châm tác dụng lực hút lên ghim giấy khiến nó bị kéo lại gần và tiếp xúc với nam châm, không bị rơi ra khỏi nam châm. Câu hỏi tr 68 CH 2 Năm 1600, William Gilbert (Uy-li-am Ghin-bơ), (1540 – 1603) đưa ra giả thuyết rằng một số vật liệu, chẳng hạn như hổ phách, khi bị cọ xát sẽ tiết ra một loại “chất lỏng” vào môi trường xung quanh nó. Ông đề xuất rằng “chất lỏng” đó đã tiếp xúc với vật liệu khác và tạo ra lực điện giữa chúng. Bạn có ý kiến gì về đề xuất của Gilbert? Phương pháp giải: So sánh giả thuyết của William Gilbert về “chất lỏng” tiết ra từ vật liệu với điện trường. Lời giải chi tiết: Giả thuyết của William Gilbert có phần đúng. “Chất lỏng” mà Gilbert nói tới có ý nghĩa tương đương với điện trường. Các vật liệu nhiễm điện tác dụng lực điện lên nhau dù không tiếp xúc, đó là do nó được thực hiện thông qua trường điện, mà cách giải thích về việc tồn tại “chất lỏng” cho phép tạo ra lực điện giữa các vật liệu nhiễm điện phản ánh được phần nào sự xuất hiện của điện trường. Câu hỏi tr 69 CH Tính độ lớn và vẽ hướng của cường độ điện trường do một điện tích điểm \({4.10^{ - 8}}\)C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong môi trường có hằng số điện môi là 2 Phương pháp giải: Áp dụng định luật Coulomb. Tính cường độ điện trường\(\vec E = \frac{{\vec F}}{q}\). Lời giải chi tiết: Điện tích điểm có điện tích dương, nên cường độ dòng điện hướng ra khỏi điện tích điểm như hình vẽ sau:
Giả sử, đặt tại vị trí đang xét một điện tích thử q. Lực điện do điện tích điểm đã cho tác dụng lên điện tích thử là: \(F = k\frac{{\left| {Qq} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\). Độ lớn của cường độ dòng điện là: \(E = \frac{F}{q} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = {9.10^9}.\frac{{{{4.10}^{ - 8}}}}{{2.0,{{05}^2}}} = 72000\) (V/m) Câu hỏi tr 71 LT Hình 2.8 là hình dạng đường sức điện trường giữa hai điện tích. Xác định dấu của các điện tích ở mỗi hình a), b), c).
Phương pháp giải: Đường sức điện xuất phát ở điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Lời giải chi tiết:
Câu hỏi tr 72 LT Khoảng cách giữa hai bản phẳng song song là 15 mm, hiệu điện thế giữa chúng là 750 V. Lực tác dụng lên một quả cầu nhỏ tích điện ở trong khoảng không gian giữa hai bản là \(1,{2.10^{ - 7}}\)N. Tính: a. Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản. b. Điện tích của quả cầu nhỏ. Phương pháp giải: Tính độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản phẳng song song \(E = \frac{U}{d}\). Lực điện tác dụng lên quả cầu là \(F = \left| q \right|E\), tính được độ lớn điện tích của quả cầu. Lời giải chi tiết: a. Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản là: \(E = \frac{U}{d} = \frac{{750}}{{0,015}} = 50000\)(V/m). b. Điện tích của quả cầu là q, lực điện tác dụng lên quả cầu là F. \(F = \left| q \right|E \Rightarrow \left| q \right| = \frac{F}{E} = \frac{{1,{{2.10}^{ - 7}}}}{{50000}} = 2,{4.10^{ - 12}}\)(C). Câu hỏi tr 73 CH 1 Trong Hình 2.10, nếu tốc độ ban đầu của electron trong điện trường bằng không thì nó sẽ chuyển động như thế nào?
Phương pháp giải: Áp dụng định luật II Newton và chuyển động thẳng biến đổi đều. Lời giải chi tiết: Ở giữa hai bản phẳng, cường độ điện trường \(\vec E\)có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên. Lực điện tác dụng lên electron là: \(\vec F = q\vec E\)có hướng ngược lại với \(\vec E\). Electron chịu tác dụng của trọng lực và lực điện. Áp dụng định luật II Newton: \(\vec P + \vec F = m\vec a\). Gia tốc có độ lớn không đổi, phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống. Nếu tốc độ ban đầu của electron bằng 0 thì electron sẽ chuyển động nhanh dần đều theo theo hướng từ trên xuống. Câu hỏi tr 73 CH 2 Trong ống phóng điện tử ở Hình 2.11, hiệu điện thế giữa hai cặp bản nằm ngang và giữa hai cặp bản thẳng đứng sẽ làm chùm electron bị lệch như thế nào?
Phương pháp giải: Chuyển động của electron trong điện trường giữa hai bản phẳng Lời giải chi tiết: Khi đi qua cặp bản nằm ngang, dưới tác dụng của lực điện do điện trường tác dụng lên electron, electron bị lệch lên trên hoặc xuống dưới về phía bản dương. Khi đi qua cặp bản thẳng đứng, electron bị lệch sang trái hoặc phải về phía bản dương. Bằng cách điều chỉnh hiệu điện thế giữa hai bản ở mỗi cặp bản cho phù hợp, ta có thể điều khiển chùm electron đập lên vị trí xác định của màn huỳnh quang. Câu hỏi tr 73 CH 3 Ống phóng điện tử có thể được sử dụng ở thiết bị nào? Phương pháp giải: Dựa vào hiểu biết về cấu tạo các thiết bị trong cuộc sống. Lời giải chi tiết: Ống phóng điện tử được sử dụng trong màn hình ti vi, màn hình máy tính, dao động kí điện tử, thiết bị phát tia X, …. Câu hỏi tr 74 VD Vẽ sơ đồ giải thích cách dùng lực điện để tách riêng các ion trong một chùm gồm các ion có khối lượng và điện tích khác nhau. Phương pháp giải: Dựa vào độ lớn của lực điện tác dụng lên các ion khác nhau trong cùng một điện trường. Lời giải chi tiết: Cho chùm ion đi vào điện trường đều (giữa hai bản phẳng có hiệu điện thế). Khi đó, với do khối lượng và điện tích khác nhau, các điện tích sẽ chịu lực điện khác nhau và có gia tốc khác nhau. Do đó, các ion có cùng dấu và cùng gia tốc sẽ dừng lại tại các vị trí giống nhau. Sử dụng liên tiếp các điện trường đều có cường độ điện trường có hướng khác nhau và độ lớn không giồng nhau, ta tách được những ion có cùng khối lượng và điện tích ở cùng vị trí.
Bài đọc
>> Xem chi tiết: Lý thuyết Điện trường - Vật Lí 11 Cánh diều
+
BÀI 2. ĐIỆN TRƯỜNG I. Khái niệm điện trường - Điện trường là trường được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích. - Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực lên điện tích đặt trong nó. II. Cường độ điện trường 1. Định nghĩa \(\overrightarrow E = \frac{{\overrightarrow F }}{q}\) - Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng vecto có phương và chiều là phương chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương, có độ lớn bằng thương số giữa độ lớn của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đang xét và độ lớn của điện tích đó. - Với điện tích điểm có giá trị Q, đặt trong chân không, độ lớn của cường độ điện trường là \(E = \frac{F}{q} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}\)
2. Đơn vị đo cường độ điện trường Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét, kí hiệu là V/m. III. Đường sức điện trường 1. Điện phổ
- Hình ảnh của các đường hạt bột cho ta hình ảnh của điện phổ của hai bản song song tích điện hoặc của một đầu thanh kim loại tích điện. - Giải thích: do các hạt bột đã bị nhiễm điện và nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương của cường độ điện trường tại đó. 2. Đường sức điện Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm bất kì trên đường trùng với phương của cường độ điện trường tại điểm đó. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của cường độ điện trường tại điểm đang xét.
IV. Điện trường đều 1. Định nghĩa Điện trường đều là điện trường có cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau. 2. Điện trường giữa hai bản phẳng song song Cường độ điện trường giữa hai bản phụ thuộc vào hai đại lượng: - Hiệu điện thế U giữa hai bản. Hiệu điện thế càng cao thì điện trường càng mạnh, E tỉ lệ thuận với U. - Khoảng cách d giữa hai bản. Khoảng cách giữa hai bản càng lớn thì điện trường càng yếu, E tỉ lệ nghịch với d. Xét về mặt độ lớn thì ta có biểu thức: \(E = \frac{U}{d}\) 3. Điện tích chuyển động trong điện trường đều
- Một electron bay theo phương ngang vào khoảng không gian giữa hai bản song song tích điện trái dấu, điện trường đều ở khoảng không gian giữa hai bản tác dụng lên electron một lực điện không đổi, hướng từ bản âm sang bản dương. - Chuyển động của electron gần giống như chuyển động của vật được ném ngang trong trường hấp dẫn của Trái Đất. Đều có dạng quỹ đạo là dạng parabol. - Ứng dụng của chuyển động của electron trong khoảng không gian giữa hai bản cực song song tích điện, ví dụ như trong ống phóng điện tử của các máy hiện sóng.
- Từ bộ phát, chùm electron được tăng tốc bằng một hiệu điện thế lớn, chúng đi qua các cặp bản song song: một căng bản nằm ngang, một cặp bản thẳng thứng. Khi đặt dác hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó, ta có thể điều khiển chùm electron đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang. Sơ đồ tư duy về “Điện trường”
- Thu gọn
 Chia sẻ Bình luận
|
Danh sách bình luận