intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 1 - Huỳnh Trúc Phương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST
Báo xấu
4
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 1 - Điện trường tĩnh trong chân không, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Điện tích; Định luật Coulomb; Điện trường; Điện thông – Định luật Gauss; Điện thế; Mối liên hệ giữa E và V. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 1 - Huỳnh Trúc Phương

  1. BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 ĐIỆN TỪ VÀ QUANG (PHY00002) HUỲNH TRÚC PHƯƠNG ĐÀO ANH TUẤN Email: daotuanct@gmail.com HỌC ĐỂ BIẾT
  2. NỘI DUNG  Chƣơng 1: Điện trƣờng tĩnh trong chân không  Chƣơng 2: Vật dẫn  Chƣơng 3: Từ trƣờng trong chân không  Chƣơng 4: Cảm ứng từ  Chƣơng 5: Giao thoa ánh sáng  Chƣơng 6: Nhiễu xạ ánh sáng HỌC ĐỂ TRƯỞNG THÀNH 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 2 KHÔNG
  3. MỤC TIÊU MÔN HỌC  Môn học này cung cấp kiến thức cơ bản về điện trƣờng và từ trƣờng và từ đó hiểu biết về các định luật cũng nhƣ các hiện tƣợng quang học ánh sáng.  Hiểu và vận dụng các định luật tƣơng tác giữa các hạt điện tích và tƣơng tác giữa các dòng điện.  Hiểu và vận dụng các định luật cơ bản về điện từ trƣờng. Giải thích và vận dụng các hiện tƣợng giao thoa, nhiễu xạ và phân cực ánh sáng.  Môn học cũng giúp sinh viên có những kỹ năng cơ bản về giải quyết các vấn đề trong khoa học và cuộc sống. HỌC ĐỂ LÀM NGƯỜI 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 3 KHÔNG
  4. ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC  ĐIỂM TỔNG HỢP =50%THI CUỐI KỲ + 30%THI GIỮA KÝ + 20%BT  ĐIỂM BT = (BTTL1 + BTTL2 + BTVN1 + BTVN2)/4  HÌNH THỨC THI GK VÀ CK: TỰ LUẬN GIÁO TRÌNH: Vật lý đại cương 2 (Điện – Từ - Quang), NXB ĐHQG 2017 Tác giả: Nguyễn Thành Vấn và Dương Hiếu Đẩu HỌC ĐỂ LÀM VIỆC 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 4 KHÔNG
  5. CHƯƠNG 1 TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHÂN KHÔNG 1.1. Điện tích 1.2. Định luật Coulomb 1.3. Điện trường 1.4. Điện thông – Định luật Gauss. 1.5. Điện thế 1.6. Mối liên hệ giữa E và V 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 5 KHÔNG
  6. 1.1. ĐIỆN TÍCH 1. Các khái niệm Franklin (1706 – 1790)  Có 02 loại điện tích: DƢƠNG (+) và ÂM (-)  Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau và khác dấu thì hút nhau.  Trong một hệ cô lập, điện tích luôn bảo toàn. 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 6 KHÔNG
  7. 1.1. ĐIỆN TÍCH 1. Các khái niệm Robert Millikan (1868 – 1953):  Điện tích của một vật bị lƣợng tử hóa: q = Ne.  e = 1,6.10-19C: điện tích cơ bản n1: số điện tích (+)  Điện tích của một vật bất kỳ: q = (n1 – n2)e. n2: số điện tích (-) 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 7 KHÔNG
  8. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện a) Điện tích điểm dq ds b) Điện tích dài dq Mật độ điện dài:  (C/m) (C) ds Tính điện tích: dq = ds q  ds (C) Nếu điện tích phân bố đều trên dây thì q    ds ( C) 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 8 KHÔNG
  9. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện Ví dụ 1.1: Cho một sợi dây dài L = 1 m mang điện tích phân bố đều với mật độ điện dài  = 1,5.10-4 C/m (Xem hình vẽ). Tính điện tích của dây. Bài giải  Trên dây, lấy 1 phần tử chiều dài dx dx tƣơng đƣơng với phần tử điện tích dq  dq  Ta có: L L dq = dx q   dx 0  Do điện tích phân bố đều nên  Thay số: L q = 1,5.10-4 x 1 = 1,5.10-4 C q    dx  L 0 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 9 KHÔNG
  10. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện Ví dụ 1.2: Cho một đƣờng tròn bán kính R = 20 cm mang điện đều với mật độ điện dài  = 200 nC/m. Tính điện tích của đƣờng tròn. Bài giải ds  Trên đƣờng tròn, lấy 1 phần tử chiều dài ds tƣơng đƣơng với phần tử điện  dq tích dq  Ta có: 2 R R dq = ds q  ds 0  Do điện tích phân bố đều nên  Thay số: 2 R q = 2. 0,2x200.10-9 = 2,5.10-7 C q    ds  2R 0 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 10 KHÔNG
  11. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện c) Điện tích mặt dq dq Mật độ điện mặt:  (C/m2) dS dS (S) Điện tích của mặt phẳng dq  dS  q   dS ( S)  Nếu điện tích phân bố đều trên mặt phẳng thì q    dS  S ( S) 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 11 KHÔNG
  12. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện Ví dụ 1.3: Một mặt phẳng hình chữ nhật kích thƣớc 2m x 3 m mang điện đều với mật độ điện mặt  = 2 C/m2. Tính điện tích của mặt phẳng. Bài giải:  Do mặt phẳng mang điện tích đều nên ta có: q =  S = 2.10-6 x 2 x 3 = 12.10-6 C = 12 C Ví dụ 1.4: Một mặt cầu bán kính R = 20 cm mang điện đều với mật độ điện mặt  = 2 C/m2. Tính điện tích của mặt cầu. Bài giải:  Do mặt cầu mang điện tích đều nên ta có: q =  S =  4R2 = 2.10-6 x 4 x 0,22 = .....10-6 C = ..... C 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 12 KHÔNG
  13. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện d) Điện tích khối dq dq Mật độ điện khối:  (C/m3) dV dV Điện tích của khối cầu dq  dV  q   dV ( V)  Nếu điện tích phân bố đều trong KHỐI CẦU thì q    dV  V (V) 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 13 KHÔNG
  14. 1.1. ĐIỆN TÍCH 2. Sự phân bố điện tích của một vật mang điện Ví dụ 1.5: Một hòn bi sắt hình cầu bán kính R = 2 cm mang điện điều với mật độ điện khối  = 5 C/m3. Tính điện tích của hòn bi. Bài giải:  Do hòn bi mang điện tích đều nên ta có: q =  V =  4/3R3 = 5.10-6 x 4/3 x (0,02)3 = .....10-7 C = ..... C Ví dụ 1.6: Một khối cầu bán kính R = 30 cm mang điện tích Q = 200 nC. Sau khi đƣợc gia công, khối cầu ban đầu nhỏ lại thành 1 khối cầu bán kính r = 10 cm. Tính điện tích Q’ của khối cầu nhỏ. Bài giải:  Do khối cầu mang điện tích đều nên ta có: * Điện tích khối cầu lớn: Q =  V Q Q' V' r3    Q'  Q  Q 3 * Điện tích khối cầu nhỏ: Q’ =  V’ V V' V R 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 14 KHÔNG
  15. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 1. Thực nghiệm o Epinuz: F ~ q1q2 nhƣng không phụ thuộc r o Cavendise: F tỉ lệ nghịch rn (n F ~ 1/r2 o Coulomb: • Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, • Tỉ lệ thuận với tích số độ lớn của 2 điện tích, • Hai điện tích cùng dấu thì đẫy nhau, khác dấu thì hút nhau. Cân xoắn 3/7/2022 Chương 1: TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHÂN KHÔNG 15
  16. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 2. Định luật Coulomb Hai điện tích điểm q1 và q2 cách nhau một khoảng r, chúng tƣơng tác nhau bởi một lực, F, có: o Góc: tại điện tích bị tác dụng o Phƣơng: nằm trên đƣờng nối dài hai điện tích o Chiều: nhƣ hình vẽ o Độ lớn:  q q F Fk 1 2 2 r k 1 40   9.109 N.m 2 / C 2  Hằng số Coulomb  0  8,85.10 12 (F / m) Hằng số điện 3/7/2022 Chương 1: TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHÂN KHÔNG 16
  17. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 2. Định luật Coulomb Biểu diễn dƣới dạng vector:  qq  F  k 1 2 er r2 Trong không gian:     F  Fx i  Fy j  Fz k Sự khác nhau và giống nhau của lực tĩnh điện và lực hấp dẫn? Lực tĩnh điện có tác dụng trong khoảng nào? 3/7/2022 Chương 1: TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHÂN KHÔNG 17
  18. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 2. Định luật Coulomb Ví dụ 1.6: electron và proton trong nguyên tử hydro cách nhau 5,3.10-11m. Tìm độ lớn lực tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa hai hạt. Biết: me = 9,1.10-31 kg, mp = 1,67.10-27kg, hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 Bài giải  q1q 2 (1,6.10 19 )( 1,6.10 19 )  Lực tĩnh điện: F  F  k 2  9.10 9  8,2.10 8 ( N) r (5,3.10 11 ) 2 memp 11 9,1.10 31  1,67.10 27  Lực hấp dẫn: Fhd  G 2  6,7.10 11 2  3,6.10  47 ( N) r (5,3.10 ) Lực hấp dẫn nhỏ hơn rất nhiều so với lực tĩnh điện 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 18 KHÔNG
  19. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 3. Lực tĩnh điện do một hệ điện tích điểm tác dụng lên một điện tích điểm q1 r1 q0     N  F  F  F2  ...... FN   Fi q2 r2 1 rN i 1 qN Ví dụ 1.7: Hai điện tích q1 = -3C và q2 = -12C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20cm. Điện tích q0 = 1C di chuyển trên AB. 1) Khi q0 ở trung điểm AB. Tính lực tĩnh điện F do q1 và q2 tác dụng lên q0 2) Xác định vị trí của q0 trên AB để tại đó F tác dụng lên q0 bằng không? 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 19 KHÔNG
  20. 1.2. ĐỊNH LUẬT COULOMB 3. Lực tĩnh điện do một hệ điện tích điểm tác dụng lên một điện tích điểm Bài giải    q2 q1 q0 1) Ta có: F  F1  F2   A F2 Độ lớn: F  F1  F2 (1) F1 O B (3.10 6 )(1.10 6 ) q 1q 0 Với: F1  k  9.10  ........( N) 9 2 2 AO (0,1) 2)  q 2q 0 (12.10 6 )(1.10 6 )  F2  k  9.10 9  ........( N) F1 F2 BO 2 (0,1) 2 A M B Thay vào (1) ta thu đƣợc kết quả Đặt AM = x (0 < x < 20 cm)      q 1q 0 q 2q 0 Ta có: F  F1  F2  0 F1  F2 F1  F2 k 2 k x (20  x ) 2 (20  x ) 2 q2 2  4 x = 20/3 (cm) x q1 3/7/2022 Chƣơng 1: TĨNH ĐIỆN TRƢỜNG TRONG CHÂN 20 KHÔNG
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2