Hãy chứng tỏ rằng vectơ cường độ điện trường E có Phương trùng với phương của lực điện tác dụng lên điện tích

Hoạt động trang 66 Vật Lí 11: Hãy chứng tỏ rằng vectơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ có:

+ Phương trùng với phương của lực điện tác dụng lên điện tích.

+ Chiều cùng với chiều của lực điện khi q > 0, ngược chiều với chiều của lực điện khi q < 0.

+ Độ lớn của vectơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ bằng độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích 1C đặt tại điểm ta xét.

Trả lời

- Ta có: $\overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F}}{q}$ Vì lực $\overrightarrow{F}$ là đại lượng vectơ, còn điện tích q là đại lượng vô hướng, nên cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$  cũng là đại lượng vectơ, có phương trùng với phương của lực $\overrightarrow{F}$ (lực điện tác dụng lên điện tích).

- Giả sử tại M điện tích thử Q > 0

• Ở trường hợp a): Q và q tích điên cùng dấu nên chúng đẩy nhau. Lực Cu-lông tác dụng nên điện tích Q có chiều hướng ra xa q. Do Q > 0 nên $\overrightarrow{E}$ tại M cùng chiều với $\overrightarrow{F}$ nên cũng hướng ra xa q ( > 0).

• Ở trường hợp b): Q và q tích điện trái dấu nên chúng hút nhau. Lực Cu-lông tác dụng nên Q (tại M) hướng về phía Q. Do đó Q > 0 nên $\overrightarrow{E}$ tại M cùng chiều với $\overrightarrow{F}$ nên cũng hướng về phía q (< 0).

Vậy chiều của $\overrightarrow{E}$ cùng với chiều của lực điện khi q > 0, ngược chiều với chiều của lực điện khi q < 0.

- Theo công thức: $F=k.\frac{\left|q_1.q_2\right|}{r^2}$, độ lớn F của lực điện tỉ lệ thuận với q, nên thương số $\frac{F}{q}$ chính là độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích 1C, thương số này làm số đo của cường độ điện trường.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 15: Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích

Bài 17: Khái niệm điện trường

Bài 18: Điện trường đều

Bài 19: Thế năng điện

Bài 20: Điện thế