Trong bài viết dưới đây chúng ta sẽ thảo luận về lý thuyết của Cường độ điện trường là gì? Và công thức tính cường độ điện trường Kèm theo là các bài tập thường gặp có lời giải chi tiết để các bạn tham khảo

Cường độ điện trường là gì?

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Kí hiệu là E. Đơn vị của cường độ điện trường là Vôn/mét kí hiệu là V/m

Giả sử có điện tích điểm Q đặt tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, ta đặt một điện tích điểm q gọi là điện tích thử và coi lực điện tác dụng lên q (hình 3.2). Theo định luật Coulomb, q càng xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói rằng điện trường yếu hơn ở những điểm càng xa Q. Vì vậy cần xây dựng khái niệm đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm.

Bạn đang xem: Công thức xác định cường độ điện trường

Công thức tính cường độ điện trường

Cường độ điện trường được tính bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (q lấy số dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q.

E = F/q

Trong đó:

E là cường độ điện trường tại điểm ta coi F là độ lớn lực tác dụng lên điện tích tại điểm đó q là độ lớn điện tích

Công thức tính cường độ điện trường của điện tích điểm

Cường độ điện trường của điện tích điểm Q trong chân không

E = F/q = k.|Q|/r2 = q/4πε0εr2

Trong đó:

E: Cường độ điện trường tại điểm đang xét q: Độ lớn điện tích gây ra điện trườngε0: Hằng số điện môi của chân khôngε: Hằng số điện môi của môi trường đang xét: Khoảng cách từ tâm điện trường đến mức chúng tôi đang xem xét

Nguyên lý chồng chất điện trường: Một điểm M đặt trong điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra thì cường độ điện trường tại M: EM→ = E1→ + E2→ + E3→ + …

Bài tập vận dụng công thức tính cường độ điện trường có lời giải

Dạng 1: Cách tính cường độ điện trường tại một điểm

Phương pháp:

EM → có phương nằm trên đường nối điện tích điểm Q với điểm M

EM → có hướng ra nếu Q dương, hướng vào nếu Q âm

Kích cỡ:

Ví dụ 1: Tại hai điện tích điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích q1 = +16.10-8 C và q2 = –9.10-8 C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ véc tơ cường độ. Điện trường tại điểm C cách A 4 cm và cách B 3 cm.

Câu trả lời

Gọi E1→, E2→ lần lượt là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại C.

Do AB = 5 cm; AC = 4 cm; BC = 3 cm => tam giác ABC vuông tại C.

Cường độ điện trường tổng hợp tại C:EC→ = E1→+ E2→

Chúng tôi có một bản vẽ:

Ví dụ 2: Cho hai điểm A và B nằm trên cùng một đường sức điện do điện tích q > 0 gây ra. Độ lớn cường độ điện trường tại A là 36 V/m và tại B là 9 V/m.

Một. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.

b. Nếu đặt tại M một điện tích q0 = -10-2C thì lực điện tác dụng lên nó có độ lớn là bao nhiêu? Xác định hướng của lực này.

Câu trả lời

b. Lực điện do điện trường tác dụng lên điện tích q0 đặt tại M là:

F = |q0|E = 0,16 N, ngược hướng với vectơ E.

Dạng 2: Cách xác định vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại M

phương phápp: Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

Xác định phương, chiều, độ lớn của mỗi vectơ cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra. Vẽ véc tơ cường độ điện trường tổng hợp (quy tắc hình bình hành) Xác định độ lớn cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ.

Khi xác định tổng của hai vectơ phải lưu ý các trường hợp đặc biệt: ↑↑, ↑↓, ⊥, tam giác vuông, tam giác đều,… Nếu không có trường hợp đặc biệt nào thì có thể tính được độ dài của vectơ. định lý hàm số cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA

Ví dụ 1: Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = q2 = 16.10-8C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích điểm này gây ra tại

Một. M với MA = MB = 5 cm.

b. N có NA = 5 cm, NB = 15 cm.

c. C biết AC = BC = 8 cm.

d. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = 2.10-6 C đặt tại C .

Câu trả lời

Một. Ta có MA = MB = 5 cm và AB = 10 cm nên M là trung điểm của AB.

Vectơ cường độ điện trường tại M là tổng của hai vectơ cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra: E→ = E→1M + E→2M

b. Ta có NA = 5 cm, NB = 15 cm và AB = 10 cm nên N nằm ngoài AB và nằm trên đoạn thẳng AB.

Vectơ cường độ điện trường tại M là tổng của hai vectơ cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra: E→ = E→1N + E→2N

Vì E→1M cùng phương và cùng chiều với E→2M nên EM = E1M + E2M = 6,4.105 V/m

c. Ta có AC = BC = 8 cm và AB = 10 cm nên C nằm trên trung điểm của AB.

Tương tự ta có vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C sẽ là:

EC = 2E1Ccosα = 3,51.105 V/m

d. Lực điện trường tổng hợp tác dụng lên q3 là F = q3E = 0,7 N

Có cùng hướng với E → C

Dạng 3: Cách xác định vị trí có cường độ điện trường bằng 0

Phương pháp:

Trong trường hợp hai điện tích cùng dấu thì q1 > 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B.

Gọi M là điểm có cường độ điện trường triệt tiêu thì:

Trường hợp hai điện tích trái dấu q1 2 > 0 đặt tại B.

Với |q1| > |q2| ⇒ M thuộc đoạn thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, gần B hơn (r1 > r2)

Nếu EM→ ​​= E1→ + E2→ + E3→ = 0→ ⇒ E3→ = -(E1→ + E2→)….

Ví dụ: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1 = q3 = q. Phải đặt tại B một điện tích bằng bao nhiêu để cường độ điện trường tại D bằng không.

Xem thêm: M Luu Huynh gia bao nhieu nguyên tố hóa học Lưu huỳnh

Câu trả lời

Cường độ điện trường tổng hợp tại đỉnh D của hình vuông:

ED→ = E1→ + E2→ + E3→, trong đó E1→, E2→, E3→ lần lượt là cường độ điện trường do q1, q2, q3 gây ra tại D.

+ Để cường độ điện trường tại D bị triệt tiêu thì ED → = 0

Vì q1 = q3 và AD = CD nên E1 = E3 và cường độ điện trường tổng hợp

Trên đây là toàn bộ lý thuyết và công thức tính cường độ điện trường giúp các em có thể áp dụng vào làm bài tập.