Ba điện tích q giống nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a | Myphamthucuc.vn

Câu hỏi: Ba điện tích q giống hệt nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều có cạnh a. Độ lớn cường độ điện trường tại tâm của tam giác đó là:

Lời giải:

Đáp án đúng: D.  E = 0

Giải thích:

Tại O cách đều 3 đỉnh A, B, C với cùng độ lớn điện tích là q.

Khoảng cách từ tâm của tam giác đều đến mỗi đỉnh của tam giác là:

Kiến thức mở rộng:

1. Điện trường

– Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

– Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.

– Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại, q cũng tác dụng lên Q một lực đối

2. Cường độ điện trường

Giả sử có một điện tích điểm Q nằm 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 tại đó một điện tích điểm q, gọi là điện tích thử và xét lực điện tác dụng lên q (Hình 3.2). Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Vì thế cần phải xây dựng một khái niệm đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm. Khái niệm đó là cường độ điện trường.

a. Định nghĩa.

Thực nghiệm chứng tỏ rằng lần lượt các điện tích thử q₁, q₂,… khác nhau tại một điểm thì:

Ta có thể thấy độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích thử q = +1C để đặc trưng cho cường độ điện trường tại điểm mà ta xét. Tuy nhiên theo công thức (1.1), độ lớn F của lực điện tỉ lệ thuận với q, nên thương số  F/q chính là độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích 1C. Do đó, ta sẽ lấy thương số này làm số đo của cường độ điện trường. Vậy  ta có định nghĩa sau:

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.

b. Vectơ cường độ điện trường

Vì lực F là đại lượng vectơ, còn điện tích q là đại lượng vô hướng, nên cường độ điện trường E cũng là một đại lượng vectơ.

Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường. Từ công thức (3.1), ta có:

Vectơ cường độ điện trường E có:

+ 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 lệ xích nào đó.

c. Đơn vị đo cường độ điện trường.

Đơn vị đo cường độ điện trường là Vôn trên mét (kí hiệu là V/m).

d. Công thức tính cường độ điện trường tại một điện tích điểm

Công thức tính cường độ điện trường tại một điện tích điểm Q:

e. Nguyên lí chồng chất điện trường

Giả sử có hai điện tích điểm Q­_1­ và Q₂­ gây ra tại điểm M hai vec tơ cường độ điện trường E₁ và E₂.

Nguyên lí chồng chất điện trường: Các điện trường E₁ và E₂ đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau. Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng hợp của vec tơ E₁ và E₂.

Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

3. Các đạng bài tập về điện trường

Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm

* Phương pháp:

– Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét;

+ Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét;

+ Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0  và hướng về Q nếu Q < 0;

+ Độ lớn:   

, trong đó k = 9.10⁹Nm²C^-2.

Dạng 2: Xác định lực điện trường tác dụng lên một điện tích trong điện trường

* Phương pháp:

– Lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: 

có: + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q;

      + Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường ;

      +Chiều:  Cùng chiều với  nếu q > 0 và ngược chiều với nếu q < 0;

      + Độ lớn: F = |q|E

Dạng 3: Xác định cường độ điện trường tổng hợp do nhiều điện tích gây ra tại một điểm.

* Phương pháp: sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường.

– Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường:

– Vẽ vecto hợp lực bằng theo quy tắc hình bình hành.

– Tính độ lớn hợp lực dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin.

* Các trường hợp đặc biệt: