Định luật Cu lông I. Sự nhiễm điện của các vật. Sự nhiễm điện của các vật Khi cọ xát những vật như thanh thủy tinh, thanh nhựa, mảnh pôliêtilen,… vào dạ hoặc lụa, … thì những vật đó có thể hút những vật nhẹ như mẩu giấy, sợi bông, mẩu xốp… Ta nói rằng những vật đó đã bị nhiễm điện. Sau khi cọ xát vào vải khô, thước nhựa hút mẩu giấy Sau khi cọ xát vào vải khô, thước nhựa hút mẩu xốp 2.
Điện tích điểm + Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. Hai loại điện tích Có 2 loại điện tích: điện tích dương (+) và điện tích âm (-). Các điện tích cùng loại (dấu) thì đẩy nhau.
Các điện tích khác loại (dấu) thì hút nhau. Tương tác giữa 2 điện tích điểm II. Định luật Cu - lông. Hằng số điện môi 1.
Định luật Cu – lông - Nhà bác học Cu – lông đã sử dụng cân xoắn để đo lực đẩy giữa hai quả cầu nhỏ tích điện cùng dấu. - Từ các kết quả thí nghiệm, ta có định luật Cu – lông được phát biểu như sau: “Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng”. r2 Trong đó: + F: lực tương tác (N) 9 N.10 : hệ số tỉ lệ ( 2 ) C + q1, q2: điện tích của 2 điện tích (C) + r: khoảng cách giữa 2 điện tích (m) Biểu diễn lực tương tác Cu – lông trong một số trường hợp 2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính.
Hằng số điện môi + Điện môi là môi trường cách điện Ví dụ: không khí, dầu hỏa, nước nguyên chất, thủy tinh, thạch anh,… Thạch anh + Khi đặt các điện tích điểm trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi lần so với khi đặt chúng ở trong chân không. q1q 2 Fk r 2 : là hằng số điện môi của môi trường ( 1 ). + Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi chúng đặt ở trong chân không.
Bảng hằng số điện môi của một số chất I. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố + Cấu tạo nguyên tử: - Hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm, gồm: nơtron không mang điện và proton mang điện dương. - Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân.
- Số proton bằng số electron nên độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn điện tích âm của các electron khi đó nguyên tử trung hòa về điện. + Điện tích của electron và proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được nên ta gọi chúng là điện tích nguyên tố (âm hoặc dương). Điện tích của electron: - e = - 1,6.10-19 C Điện tích của proton: + e = 1,6. Thuyết electron Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết electron.
Nội dung thuyết electron: - Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. Ví dụ: nguyên tử Fe mất đi 2 electron sẽ trở thành Fe2+. - Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.
Ví dụ: nguyên tử Clo nhận thêm một electron sẽ trở thành Cl-. - Vật nhiễm điện âm nếu: số electron > số proton - Vật nhiễm điện dương nếu: số electron < số proton II. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện + Vật (chất) dẫn điện là vật (chất) có chứa nhiều điện tích tự do. Ví dụ: kim loại có chứa nhiều electron tự do, các dung dịch axit, bazo và muối có chứa nhiều ion tự do.
Một số kim loại dẫn điện (đồng, sắt, …) Một số dung dịch bazo dẫn điện + Vật (chất) cách điện là vật (chất) không chứa hoặc chứa rất ít điện tích tự do. Ví dụ: không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su,… Sứ cách điện Thảm cao su cách điện 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc + Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ bị nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
Hai vật nhiễm điện do tiếp xúc + Nếu cho hai quả cầu kim loại đã tích điện tiếp xúc với nhau và đo chính xác các điện tích, và ta sẽ thấy tổng điện tích của hai quả cầu sau khi tiếp xúc bằng tổng đại số điện tích của hai quả cầu trước khi tiếp xúc. Sự nhiễm điện do hưởng ứng Đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của thanh kim loại MN. Khi đó quả cầu A sẽ hút các electron dịch chuyển về đầu M dẫn đến đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện trong thanh MN gọi là nhiễm điện do hưởng ứng.
Nhiễm điện do hưởng ứng Nhiễm điện do hưởng ứng III. Định luật bảo toàn điện tích Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi. Hệ vật cô lập về điện là hệ vật không có trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ. Điện trường và cường độ điện trường.
Đường sức điện I. Điện trường 1. Môi trường truyền tương tác điện Điện trường là môi trường truyền tương tác điện giữa hai quả cầu nằm trong nó. Điện trường Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích.
Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. Nếu một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện. Ngược lại q cũng gây ra một điện trường tác dụng lên Q một lực trực đối. Cường độ điện trường - Định nghĩa: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó.
Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. F E q - Vectơ cường độ điện trường Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vecto cường độ điện trường. F E q Trong đó: + Điểm đặt: tại điểm mà ta xét; + Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương; + Chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó. - Đơn vị cường độ điện trường: V/m (hoặc N/C).
- Cường độ điện trường của một điện tích điểm F Q E k 2 q r Độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q - Nguyên lí chồng chất điện trường Có hai điện tích Q1 và Q2 gây ra tại điểm M hai điện trường có các vecto cường độ điện trường E1 và E 2. + Các điện trường E1;E 2 đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp E E1 E 2 + Các vecto cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành. Đường sức điện 1. Định nghĩa Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vecto cường độ điện trường tại điểm đó.
Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó. Hình ảnh đường sức điện qua thực nghiệm 3. Hình dạng và đặc điểm của đường sức điện + Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi. + Đường sức điện là những đường có hướng.
Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vecto cường độ điện trường tại điểm đó. + Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có 1 điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc từ vô cực về điện tích âm.
Đường sức điện từ vô cực về điện tích âm Đường sức điện từ điện tích dương ra vô cực Đường sức điện xuất phát ở điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm + Số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta đang xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. + Như vậy, ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện sẽ mau, còn ở chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện sẽ thưa. Điện trường đều Là điện trường mà vecto cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương chiều và độ lớn, đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều. Công của lực điện I.
Công của lực điện 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều Một điện tích q dương (q > 0) tại một điểm M trong điện trường đều nó chịu tác dụng của một lực điện F qE có đặc điểm: - Lực F không đổi có phương song song với các đường sức điện. - Chiều hướng từ bản dương sang bản âm. Công của lực điện trong một điện trường đều - Điện tích q dương dịch chuyển theo đường thẳng MN, hợp với đường sức điện một góc với MN = s.
- Biểu thức công của lực điện: A MN F.