Giải SGK Vật lí 11 (Cánh diều) Bài 2: Điện trường

Giải Vật lí 11 Bài 2: Điện trường

Mở đầu trang 67 Vật Lí 11: Trong Hình 2.1, thanh nam châm tác dụng lực lên vật bằng sắt mà không tiếp xúc với vật. Tương tự như vậy, chiếc lược tích điện tác dụng lực lên quả cầu tích điện cũng không tiếp xúc với quả cầu.

Ở trung học cơ sở, ta đã biết, giống như lực hấp dẫn giữa các vật có khối lượng được thực hiện thông qua trường hấp dẫn, lực tác dụng của nam châm lên vật có tính chất từ được thực hiện thông qua từ trường của nam châm.

Lực tác dụng giữa các vật tích điện có thông qua một trường nào không?

Trường đó được đặc trưng bởi đại lượng nào?

Lời giải:

Lực tác dụng giữa các vật tích điện có thông qua một trường đó chính là điện trường.

Trường đó được đặc trưng bởi đại lượng đó là cường độ điện trường.

I. Khái niệm điện trường

Giải Vật Lí 11 trang 68

Câu hỏi 1 trang 68 Vật Lí 11: Lấy một ví dụ lực hút của nam châm lên vật khác.

Lời giải:

VD: Đặt thanh nam châm lại gần một thanh sắt nhỏ, thấy nam châm hút thanh sắt đó lại.

II. Cường độ điện trường

Tìm hiểu thêm trang 68 Vật Lí 11: Năm 1600, William Gilbert (Uy-li-am Ghin-bơ), (1540 – 1603) đưa ra giả thuyết rằng một số vật liệu, chẳng hạn như hổ phách, khi bị cọ xát sẽ tiết ra một loại “chất lỏng” vào môi trường xung quanh nó. Ông đề xuất rằng “chất lỏng” đó đã tiếp xúc với vật liệu khác và tạo ra lực điện giữa chúng. Bạn có ý kiến gì về đề xuất của Gilbert?

Lời giải:

Em cũng đồng ý kiến với đề xuất của Gilbert: Chất lỏng do hổ phách tiết ra khi cọ xát là điện trường làm cho các vật liệu khác nằm trong môi trường này chịu tác dụng của lực điện và giúp chúng có thể tương tác với nhau bằng lực điện.

Câu hỏi 2 trang 69 Vật Lí 11: Tính độ lớn và vẽ hướng của cường độ điện trường do một điện tích điểm 4.10^-8 C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong môi trường có hằng số điện môi là 2.

Lời giải:

Trả lời:

Cường độ điện trường: $E=k\frac{\left(Q\right)}{\epsilon r^2}={9.10}^9.\frac{\left({4.10}^{-8}\right)}{{\mathrm{2.0,05}}^2}=72000V/m$

III. Đường sức điện trường

Luyện tập 1 trang 71 Vật Lí 11: Hình 2.8 là hình dạng đường sức điện trường giữa hai điện tích.

Xác định dấu của các điện tích ở mỗi hình a), b), c).

Lời giải:

Chúng ta biết tính chất của đường sức điện có hướng đi ra từ điện tích dương và đi vào điện tích âm.

Ở hình a – cả hai điện tích đều là điện tích dương (vì hướng của đường sức điện có mũi tên đi ra từ điện tích).

Ở hình b – điện tích bên trái là điện tích âm, điện tích bên phải là điện tích dương.

Ở hình c – cả hai điện tích đều là điện tích âm.

IV. Điện trường đều

Luyện tập 2 trang 72 Vật Lí 11: Khoảng cách giữa hai bản phẳng song song là 15 mm, hiệu điện thế giữa chúng là 750 V. Lực tác dụng lên một quả cầu nhỏ tích điện ở trong khoảng không gian giữa hai bản là 1,2.10^-7 N. Tính:

a) Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản.

b) Điện tích của quả cầu nhỏ.

Lời giải:

a) Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản: $E=\frac{U}{d}=\frac{750}{\mathrm{0,015}}=50000V/m$

b) Điện tích của quả cầu: $q=\frac{F}{E}=\frac{{\mathrm{1,2.10}}^{-7}}{50000}={\mathrm{2,4.10}}^{-12}C$

Giải Vật Lí 11 trang 73

Câu hỏi 3 trang 73 Vật Lí 11: Trong Hình 2.10, nếu tốc độ ban đầu của electron trong điện trường bằng không thì nó sẽ chuyển động như thế nào?

Lời giải:

Nếu tốc độ ban đầu của electron bằng không thì nó sẽ chịu tác dụng của lực điện và trọng lực của nó (nếu có) kéo nó chuyển động thẳng đứng về phía bản dương.

Câu hỏi 4 trang 73 Vật Lí 11: Trong ống phóng điện tử ở Hình 2.11, hiệu điện thế giữa hai cặp bản nằm ngang và giữa hai cặp bản thẳng đứng sẽ làm chùm electron bị lệch như thế nào?

Lời giải:

Khi tia electron đi qua cặp bản nằm ngang sẽ bị lệch theo trục Oy tức là lệch theo phương thẳng đứng (có thể lên trên hoặc xuống dưới tuỳ vào dấu của các bản cực).

Khi tia electron đi qua cặp bản thẳng đứng sẽ bị lệch theo trục Ox tức là lệch theo phương nằm ngang (có thể sang lệch ra phía trước hoặc phía sau tuỳ vào dấu của bản cực). Kết quả là tia electron đi ra khỏi 2 cặp bản cực này và đập vào màn hình phát ra điểm sáng mong muốn.

Câu hỏi 5 trang 73 Vật Lí 11: Ống phóng điện tử có thể được sử dụng ở thiết bị nào?

Lời giải:

Ống phóng điện tử được sử dụng ở dao động kí điện tử, màn hình tivi, máy tính, …

Vận dụng trang 74 Vật Lí 11: Vẽ sơ đồ giải thích cách dùng lực điện để tách riêng các ion trong một chùm gồm các ion có khối lượng và điện tích khác nhau.

Lời giải:

Khi chùm tia đi qua điện trường của hai bản cực, sẽ chịu tác dụng của lực điện. Ion mang điện dương sẽ có xu hướng đi về bản cực âm, ion mang điện âm sẽ có xu hướng đi về bản cực dương.

Xem thêm các bài giải SGK Vật Lí lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác: