Cường độ điện trường là một chương cực kỳ quan trọng trong chương trình Lý 11 vì nó rất thường xuyên được ra thi. Vi vậy, các bạn học sinh cần nắm chắc các kiến thức lý thuyết cũng như các dạng bài tập của phần này, đặc biệt là các công thức tính cường độ điện trường. Cùng theo dõi bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn về công thức tính cường độ điện trường, vecto cường độ điện trường, nguyên lí chồng chất điện trường và các dạng bài tập về cường độ điện trường thường gặp nhất.
Cường độ điện trường là gì?
Định nghĩa cường độ điện trường
Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.
E = F / q
E = F / qĐơn vị đo: V/m
Đặc điểm của Vector cường độ điện trường
Vecto cường độ điện trường có những đặc điểm sau:
- Phương, chiều trùng với phương, chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương;
- Cùng phương với vecto lực điện trường nếu q dương
- Ngược phương với vecto lực điện trường nếu q âm
- Độ dài biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ lệ xích nào đó.
Nguyên lí chồng chất điện trường
Công thức tính cường độ điện trường
Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q trong chân không
E = F/q = k.|Q|/r2 = q/4π.ε0.εr2
Trong đó:
- E: Cường độ điện trường tại điểm cần xét
- q: Độ lớn của điện tích gây ra điện trường
- ε0: Hằng số điện môi chân không
- ε: Hằng số điện môi của môi trường cần xét
- r: Khoảng cách từ tâm điện trường tới điểm ta xét
- F là lực điện tác dụng lên điểm q, đơn vị N
Các dạng bài tập liên quan đến cường độ điện trường
Dạng 1: Cách tính cường độ điện trường tại một điểm
Phương pháp:
Khi vector E tại điểm M có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điểm Q với điểm M thì
- Vector E tại điểm M có chiều đi ra nếu Q dương
- Vector E tại điểm M có chiều đi vào nếu Q âm
Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Tại hai điện tích điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích q1 =16.10-8C và q2=- 9.10-8C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4cm và cách B một khoảng 3cm.
Lời giải:
Dạng 2: Cách xác định véctơ cường độ điện trường tổng hợp tại M
Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt: ↑↑, ↑↓,⊥, tam giác vuông, tam giác đều, … Nếu không xảy ra các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dài của vectơ bằng định lý hàm cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA
Ví dụ 1: Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = q2 = 16.10-8C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích điểm này gây ra tại
a. M với MA = MB = 5 cm.
b. N với 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.
Lời giải
a. Ta có MA = MB = 5 cm và AB = 10 cm nên M là trung điểm của AB.
Vecto cường độ điện trường tại M là tổng hợp hai vecto cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra: 
b. Ta có NA = 5 cm, NB = 15 cm và AB = 10 cm nên N nằm ngoài AB và nằm trên đường thẳng AB.
Vecto cường độ điện trường tại M là tổng hợp hai vecto cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra:
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 đường trung trực của AB.
Tương tự, ta có vecto 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 chiều cùng chiều với vec tơ Ec
Dạng 3: Cách xác định vị trí cường độ điện trường bằng 0
Phương pháp:
Trường hợp hai điện tích cùng dấu, q1 > 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B.
Gọi M là điểm có cường độ điện trường bị triệt tiêu:
Trường hợp hai điện tích trái dấu, q1 < 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B.
Với |q1| > |q2| ⇒ M thuộc đường thẳng AB và ngoài đoạn AB, gần B hơn (r1 > r2)
Ví dụ: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1 = q3 = q. Hỏi phải đặt tại B một điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường tại D bằng 0.
Lời giải
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:
Như vậy, với những kiến thức mà Trung tâm gia sư WElearn đã chia sẽ ở trên, hy vọng bạn có thể Bỏ Túi Ngay Công Thức Tính Cường Độ Điện Trường để làm hành trang cho các bài kiểm tra cũng như thi THPTQG nhé! Chúc các bạn thành công!
TRUNG TÂM GIA SƯ WELEARN
- Địa chỉ 1: 38 Đ. Số 23, Linh Chiểu, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.
- Địa chỉ 2: 104 Hồ Văn Tư, Trường Thọ, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.
- Hotline: 0906782291
- Mail: welearnvietnam@gmail.com
- Website: https://welearnvn.com/
- Fanpage: WELearn Gia Sư
