Hướng dẫn giải bài bác 3. Điện trường cùng cường độ năng lượng điện trường. Đường sức năng lượng điện sgk trang bị Lí 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 trang 20 21 sgk đồ gia dụng Lí 11 bao gồm đầy đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài xích tập, kèm theo công thức, định lí, chăm đề có trong SGK để giúp đỡ các em học viên học tốt môn đồ dùng lý 11, ôn thi giỏi nghiệp thpt quốc gia.
Bạn đang xem: Bài tập vật lý 11 trang 21
LÍ THUYẾT
ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG
ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN
I. Điện trường
1. Môi trường xung quanh truyền xúc tiến điện
Giả sử ta đặt hai quả cầu điện tích trái dấu trong một bình kín đáo rồi hút hết không khí ra. Ta đang biết, lực hút của nhì quả cầu không hồ hết yếu đi và lại mạnh lên. Vậy nên phải bao gồm một môi trường nào kia truyền ảnh hưởng điện giữa hai quả cầu. Môi trường xung quanh đó là năng lượng điện trường.
2. Điện trường
Điện ngôi trường là môi trường thiên nhiên (dạng đồ vật chất) bảo phủ điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường công dụng lực năng lượng điện lên những điện tích khác đặt trong nó.
Nơi nào có điện tích thì bao quanh điện tích đó có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại vị trí một điểm trong không gian sẽ gây nên xung quanh nó một năng lượng điện trường. Một điện tích q bên trong điện trường đó sẽ ảnh hưởng Q tính năng một lực điện cùng ngược lại, q cũng chức năng lên Q một lực đối (hình 3.1)
II. Cường độ điện trường
1. Có mang cường độ điện trường
Giả sử gồm một năng lượng điện điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo nên một điện trường bao quanh nó. Để nghiên cứu và phân tích điện ngôi trường của Q tại điểm M, ta để ở đó một năng lượng điện điểm q, gọi là điện tích thử với xét lực điện tính năng lên q (Hình 3.2). Theo định lao lý Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực năng lượng điện càng nhỏ. Ta nói năng lượng điện trường tại những điểm càng xa Q càng yếu. Chính vì như vậy cần đề xuất xây dựng một khái niệm đặc thù cho sự mạnh, yếu hèn của điện trường trên một điểm. Khái niệm đó là cường độ năng lượng điện trường.
2. Định nghĩa.
Thực nghiệm chứng minh rằng lần lượt các điện tích demo q1, q2,… khác biệt tại một điểm thì:
(dfracF_1q_1=dfracF_2q_2=…)
Ta rất có thể thấy độ to của lực điện chức năng lên năng lượng điện thử q = +1C để đặc trưng cho cường độ điện trường tại điểm mà lại ta xét. Tuy vậy theo phương pháp (1.1), độ to F của lực điện tỉ lệ thuận cùng với q, nên thương số (fracFq) chính là độ lớn của lực điện chức năng lên năng lượng điện 1C. Vì chưng đó, ta đang lấy yêu thương số này có tác dụng số đo của cường độ điện trường. Vậy ta gồm định nghĩa sau:
Cường độ năng lượng điện trường trên một điểm là đại lượng đặc thù cho chức năng lực của năng lượng điện trường trên điểm đó. Nó được xác minh bằng yêu mến số của độ to lực năng lượng điện F công dụng lên một điện tích thử q (dương) để tại điểm đó và độ béo của q.
6. Nguyên lí ông chồng chất điện trường
Giả sử bao gồm hai điện tích điểm Q1 và Q2 gây nên tại điểm M nhì vec tơ cường độ điện trường (overrightarrowE_1) và (overrightarrowE_2).
Nguyên lí ông xã chất điện trường: những điện trường E1 cùng E2 đồng thời tác dụng lực điện lên năng lượng điện q một cách độc lập với nhau. Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng phù hợp của (overrightarrowE_1) với (overrightarrowE_2).
(overrightarrowE=overrightarrowE_1+overrightarrowE_2) (3.3)
Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng thích hợp theo quy tắc hình bình hành.
III. Đường mức độ điện
1. Hình ảnh các mặt đường sức điện
Người ta minh chứng được rằng, những hạt bé dại đã bị lây truyền điện với nằm dọc từ phương của lực điện. Tập hợp các hạt nhỏ tuổi sẽ nằm dọc theo số đông đường nhưng mà tiếp con đường tại mỗi điểm ở theo phương của vectơ độ mạnh điện trường trên đó. Mỗi đường đó gọi là 1 đường sức điện.
2. Định nghĩa
Đường sức điện là đường cơ mà tiếp đường tại từng điểm của nó là giá bán của vectơ độ mạnh điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức năng lượng điện là đường nhưng lực điện tác dụng dọc theo nó.
3. Các điểm sáng của mặt đường sức điện
– Qua từng điểm trong điện trường gồm một và duy nhất đường mức độ điện nhưng mà thôi.
– Đường sức năng lượng điện là mọi đường gồm hướng. Hướng của đường sức năng lượng điện tại một điểm là vị trí hướng của vectơ độ mạnh điện trường tại điểm đó.
– Đường sức năng lượng điện của điện trường tĩnh điện là hàng không khép kín. Nó ra đi điện tích dương và dứt ở năng lượng điện âm.
– Tuy những đường sức từ là dày đặc nhưng người ta chỉ vẽ một số ít đường theo nguyên tắc sau : Số mặt đường sức đi sang một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức năng lượng điện tại điểm nhưng ta xét thì tỉ lệ với độ mạnh điện trường tại điểm đó.
4. Điện trường đều
Điện trường đều là năng lượng điện trường cơ mà vectơ độ mạnh điện trường tại các điểm đều phải sở hữu cùng phương, thuộc chiều, và thuộc độ lớn; con đường sức năng lượng điện là số đông đường thẳng tuy nhiên song biện pháp đều.
Điện trường vào một năng lượng điện môi đồng chất nằm tại giữa hai bản kim nhiều loại phẳng đặt tuy nhiên song với nhau với điện tích bằng nhau, trái dấu là 1 trong điện trường đều.
CÂU HỎI (C)
1. Trả lời câu hỏi C1 trang 17 đồ Lý 11
Hãy chứng tỏ vectơ độ mạnh điện trường trên điểm M của một năng lượng điện điểm Q gồm phương với chiều như trên hình 3.3.
Trả lời:
Giả sử trên M điện tích thử q > 0
– Ở trường đúng theo a): Q với q có điện cùng dấu nên chúng đẩy nhau. Lực Cu–lông công dụng nên điện tích q có khunh hướng ra xa Q.
Do q > 0 đề nghị (overrightarrow E ) trên M cùng chiều cùng với (overrightarrow F ) yêu cầu cũng hướng ra phía xa Q (>0)
– Ở trường thích hợp b): Q và q tích điện trái dấu cần chúng hút nhau. Lực Cu–lông tác dụng nên năng lượng điện q (tại M) hướng đến phía Q.
Do q > 0 nên (overrightarrow E ) trên M cùng chiều với (overrightarrow F ) đề nghị cũng hướng tới phía Q (
2. Trả lời thắc mắc C2 trang 19 đồ gia dụng Lý 11
Dựa vào khối hệ thống đường sức (Hình 3.6 cùng 3.7), hãy minh chứng rằng độ mạnh điện trường của một điện tích điểm càng gần điện tích điểm càng lớn.
Trả lời:
Càng gần năng lượng điện điểm thì khối hệ thống đường mức độ càng xum xê nên ngơi nghỉ đó điện trường sẽ bạo gan (theo quy ước vẽ mặt đường sức điện).
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Dưới đó là phần giải đáp Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 trang đôi mươi 21 sgk thứ Lí 11 tương đối đầy đủ và gọn nhẹ nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập chúng ta xem sau đây:
❓
1. Giải bài 1 trang trăng tròn Vật Lý 11
Điện trường là gì?
Trả lời:
Điện trường là một dạng vật hóa học (môi trường) đặc biệt quan trọng bao bao phủ hạt mang điện tích và gắn liền với năng lượng điện đó.
Điện trường tính năng lực năng lượng điện lên các điện tích khác để trong nó.
2. Giải bài xích 2 trang 20 Vật Lý 11
Cường độ năng lượng điện trường là gì? Nó được xác minh như nuốm nào ? Đơn vị độ mạnh điện trường là gì?
Trả lời:
Cường độ năng lượng điện trường trên một điểm là đại lượng đặc thù cho chức năng lực của năng lượng điện trường trên điểm đó. Nó được khẳng định bằng mến số của độ to lực điện F công dụng lên một năng lượng điện thử q (dương) đặt tại đặc điểm đó và độ béo của q.
(E=dfracFq)
Đơn vị đo cường độ điện trường là V/m.
3. Giải bài 3 trang trăng tròn Vật Lý 11
Vectơ cường độ điện trường là gì ? Nêu những điểm sáng của vectơ cường độ điện trường tại một điểm ?
Trả lời:
Vectơ cường độ điện trường:
Vì lực F là đại lượng vectơ, còn năng lượng điện q là đại lượng vô hướng, yêu cầu cường độ điện trường E cũng là một đại lượng vectơ.
Cường độ năng lượng điện trường được màn trình diễn bằng một vectơ hotline là vectơ cường độ điện trường.
Ta tất cả công thức: (overrightarrow E = overrightarrow F over q)
Vectơ cường độ điện ngôi trường (overrightarrow E ) có:
– Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện công dụng lên điện tích thử q dương.
– Chiều dài (môđun) biểu diễn độ mập của cường độ điện ngôi trường theo một tỉ trọng xích làm sao đó.
Những đặc điểm của vectơ độ mạnh điện trường tại một điểm:
Điểm đặt: tại M.
– Phương: đường nối M và Q
– Chiều: hướng ra xa Q nếu như Q > 0
Hướng vào Q nếu như Q 9
4. Giải bài 4 trang đôi mươi Vật Lý 11
Viết phương pháp tính với nêu những điểm sáng của độ mạnh điện trường của một năng lượng điện điểm.
Trả lời:
– cường độ điện trường của một điện tích điểm trong chân không: (E = kdfrac Q ightr^2)
– Độ béo của độ mạnh điện trường (E) không phụ thuộc vào vào độ lớn của năng lượng điện thử (q)
– Chiều:
+ hướng ra xa Q giả dụ Q > 0
+ hướng vào Q nếu như Q
5. Giải bài xích 5 trang 20 Vật Lý 11
Cường độ năng lượng điện trường của một hệ điện tích điểm được xác định thế nào?
Trả lời:
Véc tơ độ mạnh điện ngôi trường một hệ năng lượng điện điểm bằng tổng véc tơ độ mạnh điện trường của mỗi điện tích điểm thành phần: (overrightarrow E = overrightarrow E_1 + overrightarrow E_2 + … + overrightarrow E_n )
Các véctơ độ mạnh điện trường trên một điểm được tổng hòa hợp theo nguyên tắc hình bình hành.
6. Giải bài 6 trang 20 Vật Lý 11
Phát biểu nguyên lí ông xã chất điện trường.
Trả lời:
Nguyên lí ck chất điện trường
Giả sử có hai năng lượng điện điểm (Q_1) và (Q_2) gây nên tại điểm M hai vec tơ cường độ điện ngôi trường (overrightarrow E_1 ) cùng (overrightarrow E_2 ).
Nguyên lí ông chồng chất năng lượng điện trường: những điện trường (E_1) với (E_2) đồng thời chức năng lực năng lượng điện lên năng lượng điện q một cách chủ quyền với nhau. Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng vừa lòng của (overrightarrow E_1 ) và (overrightarrow E_2 )
(overrightarrow E = overrightarrow E_1 + overrightarrow E_2)
Các vectơ cường độ điện trường trên một điểm được tổng hòa hợp theo nguyên tắc hình bình hành.
7. Giải bài 7 trang trăng tròn Vật Lý 11
Nêu tư tưởng và đặc điểm của đường sức điện.
Trả lời:
Định nghĩa:
Đường sức điện là đường cơ mà tiếp tuyến đường tại mỗi điểm của chính nó là giá bán của vectơ cường độ điện trường trên điểm đó. Nói biện pháp khác, mặt đường sức điện là đường cơ mà lực điện chức năng dọc theo nó.
Các điểm sáng của đường sức điện:
– Qua mỗi điểm trong điện trường gồm một và duy nhất đường sức điện cơ mà thôi.
– Đường sức điện là hầu hết đường có hướng. Vị trí hướng của đường sức năng lượng điện tại một điểm là vị trí hướng của vectơ độ mạnh điện trường trên điểm đó.
– Đường sức điện của năng lượng điện trường tĩnh năng lượng điện là đường không khép kín. Nó đi ra điện tích dương và dứt ở năng lượng điện âm.
– Tuy những đường mức độ từ là rậm rạp nhưng tín đồ ta chỉ vẽ một số trong những ít đường theo luật lệ sau : Số đường sức đi qua 1 điện tích nhất thiết đặt vuông góc với mặt đường sức năng lượng điện tại điểm nhưng ta xét thì tỉ trọng với độ mạnh điện trường trên điểm đó.
8. Giải bài xích 8 trang trăng tròn Vật Lý 11
Điện trường hầu hết là gì?
Trả lời:
– Điện trường đều phải có cường độ tại hầu hết điểm như nhau.
– Vectơ cường độ điện trường tại hồ hết điểm gồm cùng phương, chiều với độ lớn,
– những đường sức năng lượng điện là hầu hết đường thẳng tuy nhiên song bí quyết đều.
?
1. Giải bài xích 9 trang trăng tròn Vật Lý 11
Đại lượng nào dưới đây không liên quan đến cường độ năng lượng điện trường của năng lượng điện điểm Q tại một điểm?
A. Điện tích Q.
B. Điện tích test q.
C. Khoảng cách r từ Q cho q.
D. Hằng số điện môi của môi trường.
Bài giải:
Điện tích test q chỉ có chức năng nhận biết sự sống thọ của năng lượng điện trường chứ không tương quan đến độ mạnh điện trường của một năng lượng điện điểm Q.
⇒ Đáp án B.
2. Giải bài 10 trang 21 thiết bị Lý 11
Đơn vị như thế nào sau đây là đơn vị đo độ mạnh điện trường?
A. Niu-tơn.
B. Cu-lông.
C. Vôn nhân mét.
D. Vôn trên mét.
Bài giải:
Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét.
⇒ Đáp án D.
3. Giải bài 11 trang 21 đồ dùng Lý 11
Tính cường độ điện trường và vẽ vectơ cường độ điện trường vị một điện tích điểm +4.10-8 C gây ra tại một điểm cách nó 5cm trong chân không.
Bài giải:
Ta có, độ mạnh điện trường:
(E = displaystyle k Q ight over r^2 = 4.10^ – 8 ight over left( 5.10^ – 2 ight)^2 = 144.10^3left( V/m ight))
Hình vẽ:
4. Giải bài xích 12 trang 21 vật Lý 11
Hai điện tích điểm q1 = 3.10-8 C và q2 = – 4.10-8 C đặt cách nhau 10 centimet trong chân không. Hãy tìm những điểm cơ mà tại đó cường độ điện trường bằng không. Tại những điểm đó gồm điện ngôi trường không?
Bài giải:
– Điện tích điểm quận 1 = 3.10-8 C để tại điểm A, q.2 = – 4.10-8 C để tại điểm B, AB = 10cm.
– hotline C là vấn đề mà tại đó độ mạnh điện trường bằng không.
– hotline (overrightarrowE_1C) với (overrightarrowE_2C) là độ mạnh điện trường của quận 1 và q2 tại C.
– Cường độ điện trường tổng hợp tại C:
(overrightarrow E_C = overrightarrow E_1C + overrightarrow E_2C = 0 Rightarrow overrightarrow E_1C = – overrightarrow E_2C )
⇒ nhị vecto này thuộc phương, ngược chiều, cùng độ lớn.
+ nhị vecto cùng phương, tức là điểm C buộc phải nằm trên tuyến đường thẳng AB.
+ hai vectơ này đề nghị ngược chiều, có nghĩa là C đề nghị nằm ngoại trừ đoạn AB.
+ nhị vectơ này có cùng độ lớn, có nghĩa là điểm C ngay gần A hơn B vị |q1| 2|.
Ta có hình vẽ:
Đặt AC = x, ta bao gồm :
(eqalign& E_1C = E_2C Leftrightarrow k over x^2 = k over left( AB + x ight)^2cr& Rightarrow left( AB + x ight)^2 over x^2 = left )
– hình như còn buộc phải kể đến các điểm nằm khôn cùng xa q1 và q2. Trên điểm C và các điểm này thì cường độ điện trường cũng bằng không, có nghĩa là không có điện trường.
5. Giải bài 13 trang 21 thứ Lý 11
Tại hai điện tích điểm A cùng B giải pháp nhau 5cm trong chân không tồn tại hai năng lượng điện tích quận 1 = +16.10-8 C và q.2 = – 9.10-8 C. Tính cường độ điện ngôi trường tổng hợp với vẽ vectơ độ mạnh điện trường trên điểm C nằm biện pháp A một khoảng tầm 4cm và biện pháp B một khoảng 3cm.
Bài giải:
Gọi (overrightarrowE_1) và (overrightarrowE_2) thứu tự là cường độ điện ngôi trường do q1 và quận 2 gây ra sống C.
Do (AB = 5cm); (AC = 4cm); (BC = 3cm) ⇒ tam giác ABC vuông tại C.
Xem thêm: Cảm Nhận Bài Lưu Biệt Khi Xuất Dương Hay Nhất, Cảm Nhận Bài Thơ Lưu Biệt Khi Xuất Dương
Cường độ điện trường tổng hợp tại C: (overrightarrow E_C = overrightarrow E_1 + overrightarrow E_2 )
Ta có hình vẽ:
Ta có:
(E_1 = displaystyle k q_1 ight over AC^2 = 16.10^ – 8 ight over left( 4.10^ – 2 ight)^2 = 9.10^5V/m)
(E_2 =displaystyle k q_2 ight over BC^2 = over left( 3.10^ – 2 ight)^2 = 9.10^5V/m)
Vì tam giác ABC vuông tại C nên hai vectơ (overrightarrowE_1) với (overrightarrowE_2) vuông góc cùng với nhau.
⇒ Cường độ điện trường tổng hợp tại C là:
(left{ matrixE_C = sqrt E_1^2 + E_2^2 hfill crE_1 = E_2 hfill cr ight. )
(Rightarrow E_C = sqrt 2 E_1 = sqrt 2 .9.10^5 = 12,7.10^5left( V/m ight))
Bài trước:
Bài tiếp theo:
Trên đó là phần hướng dẫn Giải bài bác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 trang trăng tròn 21 sgk trang bị Lí 11 đầy đủ, ngăn nắp và dễ nắm bắt nhất. Chúc chúng ta làm bài xích môn đồ lý 11 giỏi nhất!