Điện trường SVIP

I. KHÁI NIỆM ĐIỆN TRƯỜNG

Điện trường là dạng vật chất do điện tích tạo ra, tồn tại xung quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích.

II. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

1. Định nghĩa

Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường.

- Độ lớn: \(E=\dfrac{F}{q}\).

- Cường độ điện trường là một đại lượng vectơ: \(\overrightarrow{E}=\dfrac{\overrightarrow{F}}{q}\).

  Biểu diễn vectơ cường độ điện trường tại một điểm

- Độ lớn cường độ điện trường do một điện tích điểm \(Q\) gây ra tại điểm cách nó một khoảng \(r\) trong chân không hoặc không khí được tính bằng:

\(E=\dfrac{\left|Q\right|}{4\pi\varepsilon_0r^2}=k\frac{\left|Q\right|}{r^2}\)

- Cường độ điện trường của hệ điện tích điểm tại một điểm bằng tổng vectơ các cường độ điện trường do từng điện tích điểm gây ra tại điểm đó:

\(\overrightarrow{E}=\overrightarrow{E_1}+\overrightarrow{E_2}+\overrightarrow{E_3}+...\)

2. Đơn vị đo cường độ điện trường

Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn/mét (V/m).

III. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN TRƯỜNG

1. Điện phổ

Điện phổ là hình ảnh trực quan biểu diễn sự phân bố của điện trường trong không gian, được quan sát thông qua sự sắp xếp của các hạt nhỏ cách điện theo hướng của các đường sức điện dưới tác dụng của lực điện trường.

Điện phổ xung quanh một điện tích

Điện phổ xung quanh hai điện tích cùng dấu

Điện phổ xung quanh hai điện tích trái dấu

2. Đường sức điện

Đường sức điện là đường vẽ trong điện trường sao cho hướng của vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trùng với tiếp tuyến của đường sức tại điểm đó.

Các đường sức điện của điện trường xung quanh một điện tích dương

Hệ các đường sức điện của điện trường xung quanh hai điện tích dương đặt gần nhau

Hệ các đường sức điện của điện trường xung quanh hai điện tích trái dấu đặt gần nhau

IV. ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU

1. Định nghĩa

Điện trường đều là điện trường có cường độ điện trường tại mọi điểm bằng nhau về phương, chiều và độ lớn.

2. Điện trường giữa hai bản phẳng song song

Điện trường đều tồn tại giữa hai bản kim loại phẳng song song khi chúng được nối với hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế cao. Cường độ điện trường đều giữa hai bản phẳng trái dấu được tính bằng tỉ số giữa hiệu điện thế và khoảng cách giữa hai bản.

 \(E=\dfrac{U}{d}\)

Các đường sức điện trong vùng này là các đường thẳng song song, cách đều và cùng chiều.

Trong đó:

• \(U\) là hiệu điện thế giữa hai bản phẳng, đơn vị là vôn (V).
• \(d\) là khoảng cách giữa hai bản phẳng, đơn vị là mét (m).
• \(E\) là cường độ điện trường giữa hai bản phẳng, đơn vị là vôn trên mét (V/m).

3. Điện tích chuyển động trong điện trường đều

Khi một điện tích bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức:

- Thành phần vận tốc theo phương vuông góc với đường sức không đổi.

- Thành phần vận tốc theo phương song song với đường sức bị biến đổi do tác dụng của lực điện.

Kết quả là vận tốc tổng hợp của điện tích thay đổi cả về phương và độ lớn, làm cho quỹ đạo chuyển động của điện tích trở thành đường parabol.

Ống phóng điện tử

 Mô hình ống phóng tia điện tử

Dao động kí là thiết bị hiển thị tín hiệu điện dưới dạng hình ảnh trên màn hình. Nó gồm bốn bộ phận chính: ống phóng tia điện tử, màn huỳnh quang, súng điện tử và hệ thống lái tia.

Súng điện tử phát ra chùm electron, chùm này bị lái theo hai phương (X và Y) rồi đập vào màn huỳnh quang, tạo thành điểm sáng hiển thị tín hiệu.

Hệ thống lái tia gồm hai cặp bản kim loại:

- Cặp bản lái theo phương X (ngang): điều khiển tia điện tử quét ngang trên màn.

- Cặp bản lái theo phương Y (dọc): điều khiển tia điện tử lên xuống.

Tín hiệu được hiển thị là sự kết hợp của hai chuyển động trên. Kết quả là ta nhìn thấy dạng đồ thị của tín hiệu điện theo thời gian trên màn huỳnh quang.