Bài giảng và bài tập Vật lý 1 - Bài: Điện trường tĩnh - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng và bài tập Vật lý 1 - Bài: Điện trường tĩnh - Lê Quang Nguyên

1. Ni dung 1. Đin tích a. Tính ch t b. Đnh lu t Coulomb Đin tr ưng t ĩnh 2. Đin tr ưng a. Cưng ñ ñin tr ưng b. Đin tr ưng c a m t ñin tích ñim Lê Quang Nguyên c. Nguyên lý ch ng ch t ñin tr ưng www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen d. Đưng s c ñin tr ưng nguyenquangle@zenbe.com 3. Đin tích và ñin tr ưng quanh ta 4. Bài t p áp d ng 1a. Tính ch t c a ñin tích 1b. Đnh lu t Coulomb • Đin tích c a h kín ñưc b o •Lc t ĩnh ñin do ñin tích ñim F toàn. q tác ñng lên ñin tích ñim 1 r q2 • Đin tích b lưng t hóa, e = q2 (ñt trong chân không): -19
   1,60 × 10 C là ñin tích c ơ q q
   q1 = 1 2 = q1q2 s. F k F k 3 r Hai ñin tích cùng r 2 r •Vt ñưc tích ñin thông qua: du =πε = × 9 2 2 F – c xát v i m t v t khác, k 140 8,99 10 N.m /C q ε = × −122 2 r 2 – ti p xúc v i m t v t tích ñin, 0 8,85 10 C /N.m – hi n t ưng cm ng ñin. ε q Mt ñt tích ñin • 0 ñưc g i là hng s ñin. 1 thông qua c m ng. Hai ñin tích trái d u • r là vectơ ni t q1 ñn q2.
2. 3a. Tia ch p – 1 3a. Tia ch p – 2 Đin tr ưng gi a mây và mt ñt làm tóc ng ưi ph n này d ng ng ưc lên. 3b. ng phóng ñin t 3c. Máy photocopy Mô ph ng
3. 4b. Bài t p 2 4b. Tr li BT 2 – 1 Mt thanh th ng AB có chi u dài L ñưc tích ñin • Chia thanh làm nhi u ñon vi phân, m i ñon có ñu v i m t ñ λ > 0. Tìm ñ ln ñin tr ưng t i chi u dài dx , ñin tích dq = λdx , có v trí x . mt ñim M n m trên ñưng trung tr c c a thanh, • dq to ra M m t ñin tr ưng có ñ ln b ng: cách thanh m t kho ng R. dq λdx dE = k = k A r 2 R2 + x2 dE M R L O y x M R r dx B 4b. Tr li BT 2 – 2 4b. Tr li BT 2 – 3
   
   • Đin tr ưng toàn ph n t i M: E =∫ dE λdx R L 2 dx E = k ⋅ = kλR • Do ñi x ng, E có phương trên trc y. y ∫ 2 ∫ 2 2 3 2 r r −L 2 ()R + x • Do ñó: = = α Ey ∫ dE y ∫ dE cos dx = x ∫ 3 2 1 2 (R2 + x2 ) R 2 (R2 + x2 ) kλR L dE E = ⋅ y 2 2 2 1 2 α R (L 4 + R ) O y R 2kλL λL r dE’ E = = y 2 + 2 πε 2 + 2 R R 4L 2 0 R 4R L
4. 4c. Tr li BT 3 – 3 4d. Bài t p 4 λ α Mt ñĩa tròn bán kính R ñưc tích ñin ñu v i = cos σ Ez ∫ k 2 ds mt ñ ñin tích là > 0. Đĩa tròn này n m trong r mt ph ng xy . Tìm ñin tr ưng t i m t ñim M λ α λ α nm trên tr c z, cách m t ph ng xy mt kho ng = cos = cos π Ez k 2 ds k 2 2 R bng a. r ∫ r cos α = a r r 2 = R 2 + a2 M O a R = π λ a z Ez 2 Rk 3 (R2 + a2 ) 2 4d. Tr li BT 4 4d. Tr li BT 4 (tt) • Chia ñĩa tròn thành nhi u vành, m i vành có bán • Theo BT 3, m i vành t o ra t i M m t ñin tr ưng kính là r và b dày là dr . nm trên tr c z: •Mi vành có di n tích là 2πrdr , do ñó có ñin tích = π λ a = π σ rdr dE z 2 rk 3 2 k a 3 là σ2πrdr và mt ñ ñin tích dài là λ = σ2πrdr / (r 2 + a2 ) 2 (r 2 + a2 ) 2 π σ 2 r = dr . • Đin tr ưng toàn ph n là tng c a các ñin tr ưng mt ñ ñin do các vành nh ư trên t o ra: dài λ = σ dr R dr = π σ rdr Ez 2 k a∫ 3 2 2 2 r 0 (r + a )  1  R  a  E = −2π kσ a = 2π kσ 1−  z  2 2  2 2  r + a 0  R + a 