Chào các em học sinh yêu quý,

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập về cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra. Đây là một kiến thức rất quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 11 của chúng ta. Các em hãy chú ý theo dõi nhé!

Đề bài: Xác định vectơ cường độ điện trường do một điện tích điểm có độ lớn \(|Q| = 4.\(10^-8\)\) C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong chân không trong 2 trường hợp sau:

a) Điện tích Q>0

b) Điện tích Q<0

—

PHÂN TÍCH VÀ GIẢI BÀI

Đầu tiên, chúng ta hãy tóm tắt các dữ kiện đã cho và các hằng số cần thiết.

1. Tóm tắt đề bài và chuyển đổi đơn vị:

• Độ lớn điện tích: \(|Q| = 4.\(10^-8\)\) C
• Khoảng cách từ điện tích đến điểm cần xét: \(r = 5\) cm \(= 0.05\) m
• Môi trường: Chân không
• Hằng số điện môi trong chân không: \(k = 9.\(10^9\)\) N.m\(^2\)/C\(^2\)

2. Công thức áp dụng:

Độ lớn của cường độ điện trường E do một điện tích điểm Q gây ra tại một điểm cách nó một khoảng r trong chân không được xác định bằng công thức:

\(E = k \frac{|Q|}{r^2}\)

Trong đó:

• \(E\): độ lớn cường độ điện trường (đơn vị: N/C hoặc V/m)
• \(k\): hằng số Coulomb (hằng số điện môi trong chân không)
• \(|Q|\): độ lớn của điện tích điểm (đơn vị: C)
• \(r\): khoảng cách từ điện tích đến điểm xét (đơn vị: m)

3. Giải bài:

a) Tính độ lớn cường độ điện trường \(E\):

Chúng ta thay các giá trị đã biết vào công thức:

\(E = 9.\(10^9\) \frac{4.\(10^-8\)}{(0.05)^2}\)

\(E = 9.\(10^9\) \frac{4.\(10^-8\)}{0.0025}\)

\(E = 9.\(10^9\) \times (1600 \times 10^-8)\)

\(E = 14400.\(10^1\)\)

\(E = 144000\) N/C (hoặc V/m)

Vậy, độ lớn của cường độ điện trường tại điểm đó là \(144000\) N/C.

b) Xác định chiều của vectơ cường độ điện trường \(\vec{E}\) trong từng trường hợp:

Để xác định vectơ cường độ điện trường \(\vec{E}\), chúng ta cần biết cả độ lớn và chiều (hướng).

Trường hợp 1: Điện tích Q > 0 (điện tích dương)

Khi điện tích điểm Q là điện tích dương, vectơ cường độ điện trường \(\vec{E}\) tại một điểm bất kỳ sẽ có chiều hướng ra xa điện tích Q.

Kết luận cho trường hợp Q > 0:

• Độ lớn: \(E = 144000\) N/C
• Chiều: Vectơ \(\vec{E}\) có chiều hướng ra xa điện tích Q.

Trường hợp 2: Điện tích Q < 0 (điện tích âm)

Khi điện tích điểm Q là điện tích âm, vectơ cường độ điện trường \(\vec{E}\) tại một điểm bất kỳ sẽ có chiều hướng vào điện tích Q.

Kết luận cho trường hợp Q < 0:

• Độ lớn: \(E = 144000\) N/C
• Chiều: Vectơ \(\vec{E}\) có chiều hướng vào điện tích Q.

—

TỔNG KẾT:

Dù điện tích Q là dương hay âm, độ lớn của cường độ điện trường tại điểm xét vẫn là như nhau: \(144000\) N/C. Tuy nhiên, chiều của vectơ cường độ điện trường sẽ khác nhau:

• Nếu Q dương, \(\vec{E}\) hướng ra xa Q.
• Nếu Q âm, \(\vec{E}\) hướng vào Q.

Hy vọng qua bài giải chi tiết này, các em đã nắm vững cách xác định vectơ cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi nhé!

Chúc các em học tốt!