sách giáo khoa vật lí 11

Phdi hop eae ket qua tren, ta ed dinh luat Cu-ldng duoc phat bieu nhu sau : Luc hut hay day gida hai dien tich diem ddt trong chdn khdng cd phuffng trung vdi dudng thdng ndi hai dien ti

B O G I A O DUC VA DAO TAO

« <

BO GIAO DUC VA DAO TAO

LUONG DUYEN BINH (Tdng Chu bien)

VU QUANG (Chu bien)

NGUYfiN X U A N CHI - DAM TRUNG DON

BUI QUANG HAN - D O A N DUY HINH

IX

(Tdi bdn lan thit ha)

NHA XUAT BAN GIAO DUC VIET NAM

CAUTRUCCAC TRANG SACH GIAO KHOA

1 Phan ndi dung bai hoc gom cac trang in thanh hai cdt : mot cdt

la ndi dung chinh cija bai hoc, cdt cdn lai chQ nhd, trinh bay cac hinh ve, tranh, anh, bieu bang, dd thi, cac ndi dung thii yeu, cac cau hdi (ki hieu | ^ i ) de giao vien va hoc sinh cung tham gia xay dung bai hoc Tuy nhien, vdi cac hinh, dd thi, cd kich thudc Idn thi in tran trang

2 Sau phan ndi dung bai hoc la phan tdm tit bai hoc, duoc in dam Cudi mdi bai hoc la phSn cau hdi (ki hieu "? ) va bai tap (ki hieu )

de hoc sinh lam d nha Phin dap an va dap so bai tap duoc in a cudi

cudn saeh

3 Sau mot sd bai hoc cd nhung bai doc them ghi la "Em cd biet ?"

Ch/u tracli nliiem xuat ban : Chu tich HDQT kiem Tong Giam doc NGO TRAN AI

Pho Tong Giam doc kiem Tong bien tap N G U Y I N QUY THAO

Bien tap lan dau

Bien tap tai ban

Bien tap kJ thuat:

Trinh bay bia va minh hoa

Ban quyen thuoc Nha xuat ban Giao due Viet Nam - Bo Giao due va Dao tao

Trong saeh co silr dung mot so tu lieu anh eua Thong tan xa Viet Nam va cac tac gia khac

PHAN MOT

DIENH

DIEN TCr HOC

Nam cham dien eua mot xiclotron

Nhung kien thuc ve Dien hoc va Dien tit hoc la co so eua nhieu ung dung quan trong trong ddi song va trong cac nganh ki thuat hien dai

DIEN HOC DIEN TU* HOC

• • • •

fe- Dien tich, Dien triidng

^^? Dong dien khong doi

" J ; dien trong cac moi trUdng

*' Tu ti'u'dng

^^ C dien tii

CHL/ONG I

Dien tich Dien tri/crng

••r wHm ! "wP^

May phat tinh dien Van-do-grap (Vandergraaf)

Trong chuong nay, ta de cap den nhung dac trung quan trong nhat eua dien tich va dien trudng 06 la nhung van de sau :

Dien tich, Dien trudng Dinh luat Cu-I6ng Thuyet electron Cuong do dien trudng Dudng sue dien Dien the Hieu dien the

Tu dien Dien dung eua tu dien

Sau khi CO xat vao da, chiec thuoc nhua

hut dupe mau xop

I - SU" NHIEM OlEN CUA CAC VAT DIEN TICH TUOfNG TAC DIEN

1 SU nhiem dien eua cac vat

Ta da biet, khi co xat nhiing vat nhu thanh thuy tinh thanh nhira manh poHetilen, vao da hoae lua th) nhiJng vat do se co the hiit duoc nhiJng vat

nhe nhu meiu giay, sgi bong, Ta noi rSng nliitiig

vat do dd hi iiliiem dien

Ngay nay, nguoi ta vSn dira vao hien tuong hiit cac vat nhe de kiem tra xem mot vat co nhi^m dien hav kh6n2

Hinh 1.2

2 Dien tich Dien tich diem

Vat bi nhilm dien con goi la vat mang dien, vat tfch dien hay la mot dien tfch Dien la mot thuoc tfnh ciia vat va dien tfch la so do do Ion ciia thuoc tfnh do Tuong tu nhu khoi luong la so do miic quan tinh eua mot vat

Dien ticli diem la mot vat tfch dien co kfch thu6c

rat nho so voi khoang each tai die'm ma ta xet

H I Tren Hinh 1.2, AB va MN la

hai thanh da du'Oc nhiem dien

Mui ten chi chieu quay cue dau 6

khi dua dau M den gan, Hdi dau

B va dau M nhiem dien cung dau

hay trai dau ?

3 TUofng tac dien Hai loai dien tich

0 THCS, ta da lam nhieu thf nghiem dd thay cac dien tfch hoae daiy nhau, hoae hiit nhau (Hinh 1.2)

Su day hay hiit nhau giOa cac dien tfch do la

sif tuang tac dien H I

Ngucfi ta thira nhan rang chi co hai loai dien tfch

la dien tfch duong (kf hieu bang da'u +) va dien tfch

am (kf hieu bang da'u - )

Cdc dien tieh cdng loai (dau) thi day nhau

Cae dien tieh khde loai (dau) thi hut nhau

Chii y : Khai niem dien ticti am, dien

tfch duong trong Vat If hoc khac vdi khai niem so am, sd duong trong Toan hoc ChSng han, sd am ludn ludn nhd hon sd dtrong, nhimg nguoc lai khdng the noi dien tich am ludn ludn nhd hon dien tfch duong duoc

II - DjNH LUAT CU-LONG H A N G SO DIEN MOI

I.Djnh luat Cu-long

Nam 1785, Cu-I6ng, nha bac hoc ngucd Phap, Mn

dau tien thiet lap duoc dinh luat ve su phu thuoc ciia

lue tuong tac giiia cac dien tfch diem (goi tat la lUc

dien hay licc Cu-ldng) vao khoang each giiia chiing

Ong dCing mot chiec can xoan de do lue

day giiia hai qua cau nho tfch dien ciing dau (Hinh

1.3) Hai qua cau nho nay dugfc coi la nhiing dien

tfch diem

Sac-lo Cu-I6ng (Charles Coulomb,

1736 - 1806), nha bac hoc ngudi Phap CO nhieu edng trinh nghien euu

ve tinh dien va tii

H;n/7 1.3 Can xo^n Cu-I6ng

Can xodn Cu-ldng

A la qua cSu kim loai cd dinh

gan d dau mot thanh thang dung

B la qua cau kim loai linh ddng

gdn d dau mot thanh nam ngang Dau kia ciia thanh cd mot qua ddi trong

^ va B duoc tich dien ciing dau Thanh nam ngang dugc treo bang mot sgi day manh cd tinh dan hoi chdng lai sir xoan

Khi hai qua cau d^y nhau, thanh ngang se quay cho den khi tac dung ciia lue day tfnh dien can bang vdi tac dung ciia lire dan hdi ciia day treo Biei gdc quay va chifiu dai ciia thanh ngang, ta se tinh dugc lue day

tinh dien giiia hai qua cau A va B

^ ' Neu tang khoang each giiia

hai qua cau len ba lan thi \uc

tuong tac giufa chung tang hay

giam bao nhieu lan ?

Q2

Hinh 1 4

De nghien cihi sir phu thuoc ciia

lue tuong tac giOa hai qua cau A va B

trong can xoan Oi4dng (Hinh 1.3)

vao do Idn ciia dien tich, ta cd th^ giii

nguyen dien tich eua qua cau B va

cho qua cau A tie'p xiic vdi mot qua

cau kim loai C, gidng het no nhung

trung hoa v6 dien Vi If do ddi xirng,

dien tich CLia qua cau A se bi chia

lam ddi Cii nhu vay, ta cd the tiep tue

lam cho dien tich ciia qua cau ,4 bang

— - I TT' - dien tfch ban dau Ta se

4 8 16

tha'y do Idn eua lue tac dung giiia hai

qua cSu A va B bang —> ^ >

-dd Idn ciia lue ban dau Nhu vay, lue

dien ti le vdi dien tfch eua qua cau A

Tuong tii, liic dien ciing ti 16 vdi dien

tieh Ciia qua cau B Do dd lire dien

ti le vdi tfch eua hai dien ti'ch

Ket qua, 6ng tha'y lue nay ti le nghich vdi binh phuong khoang each giiia hai qua cau I *

Mat khac, c6 the chiing minh bang thuc nghiem

la : lue tuong tac giiia hai dien tfch ti le thuan vdi tfch do Idn eua hai dien tfch do

Phdi hop eae ket qua tren, ta ed dinh luat Cu-ldng

duoc phat bieu nhu sau :

Luc hut hay day gida hai dien tich diem ddt trong chdn khdng cd phuffng trung vdi dudng thdng ndi hai dien tieh diem dd, cd do Idn ti le thuan vdi tieh do Idn eua hai dien tieh vd ti le nghich vdi binh phuong khoang each giua chung

(Hinh 1.4)

trong dd, k la he sd ti le, phu thuoc vao he don vi

ma ta dung Trong he don vi SI, k ed gia tri :

/: = 9.109 N.m^

Viec nghien ciiu lire tuong tac

giiia cac dien tfch da eho phep ta do

dugc cae dien tich, tiic la so sanh do

Idn Ciia dien tfch edn do vdi dien tfch

don vi Mudn the, ta chi can so sanh

lue tuong tac eua hai dien tfch nay

vdi mdt dien tfch thu ba dat each

chiing nhiing khoang bang nhau,

trong ciing mot mdi trudng

Trong edng thiie (1.1), F duoc do bang don vi

niutcfn (N); r duoe do bang don.vi met (m); cdn q

va <72 du<?c do bang don vi culdng (kf hieu la C)

8

2 Liic tifong tac giOfa cac dien tich diem dat

trong dien moi dong tinh Hang so dien moi

a) Dien mdi la mdi trudng each dien

b) Thf nghiem chiing td rang, khi dat cac dien tfch

diem trong mot dien mdi ddng tfnh (chang han

trong mot chat dau each dien) thi lire tuong tac gifia

chiing se yeu di e lan so vdi khi dat chiing trong

chan khdng e duoc goi la hang so' dien mdi eua

mdi trudng (e > 1) Cdng thiic eua dinh luat

Cu-ldng trong trudng hop nay la :

F = k m i

sr

(1.3) Ddi vdi chan khdng thi e = 1

c) Hang sd dien mdi la mdt dac trung quan trong

cho tfnh chat dien ciia mot chat each dien Nd cho

biet, khi dat cdc dien tich trong chat do thi luc tde

dung giiia chiing senhd di bao nhieu lan so vai khi

Nude nguyen Parafin Giay Mica Ebonit Thuy tinh

81

2

2 5,7-^7 2,7

5 - 10 4,5

Cac dien tich ciing dau thi day nhau, trai dau thi hut nhau

Life hut hay day giu'a hai dien tich diem dat trong chan khong co phUOng trung vdi dudng thang noi hai dien tich diem do, co do Idn ti le thuan vdi tfch do Idn cCia hai dien tich va ti le nghjch vdi binh phUong khoang each giufa chung

F = k

Ocn vi dien tich la culong (C)

" ^ ' ' 1 ^ = 9 1 0 ^ ^ ^ '

CAU HOI VA BAI T A P

1 Dien tich diem la gi ?

2 Phat bieu dinh luat Cu-ldng

3 Lye tuong tac giua cac dien tich khi dat trong mot dien moi se Idn hay nho hon khi dat trong chan khdng ?

Hang so dien moi eua mot chat cho ta biet 6 Trong trudng hop nao sau day, ta cd the coi dieu gi ? cac vat nhi^m dien la cac dien tich diem ?

A Hai thanh nhua dat gan nhau

B Mot thanh nhua va mot qua cau dat gan nhau

C Hai qua cau nhd dat xa nhau

D Hai qua cau Idn dat gan nhau

Chpn cau dung

Khi tang dong thdi dd Idn ciia hai dien tich ^ , , ^ , , • , , -

.^,, , u ' • - u- I- - ^-' giua dinh luat Cu4ong va dinh luat van vat diem va khoang each giua chung len gap doi Z- A' • • •

Neu nhung diem giong nhau va khac nhau giua dinh

hap dan

thi lye tuong tac giua chiing

A tang len gap ddi

D , - , 8 Hai qua cau nho mang hai dien tich cd dd Idn

B giam di mot nua u J - - U U ;>

u-bang nhau, dat each nhau 10 cm trong chan

C giam di bdn lan I^l^^^g ^^^ ^^^ ^^^^^ 1^^ ^^3^ ^^^ 1^^ ,3 g |Q-3 ^

D khdng thay ddi Xac dinh dien tich ciia hai qua cau dd

Em CO biet ?

SON TiNH OlEN

Trong cdng nghe son phun, ngudi ta dung mot sung cd khi nen de phun nhung hat son nhd

li ti den bam vao vat can son Dong tac nay gidng nhu viec phun nude hoa hay phun thud'c mudi Mot phan nhung hat son den bam vao vat can son Mot phan kha Idn bay vao khdng khi

vua gay lang phi, vua gay d nhidm De khic phuc nhuac diem nay, ngudi ta da cai tien cdng

nghe son phun thanh cdng nghe son tmh dien Trong cdng nghe nay, mui eua sung phun lam bang kim loai va duac ndi vdi cue duong eua mot may phat tinh dien Cue am eua may duoc ndi vdi vat can son Cac hat son bay ra khdi sung phun se duoc nhidm dien duong va bi hut ve phia vat can son So vai Idp son phun thi lop son tinh dien se bam chic hon vi cd them luc dien hut cac hat son vao vat can son Trong cdng nghe nay, vat can son phai bang kim loai

10

2 D I N H LUAT BAO TOAN DIEN TICH THUYET ELECTRON

Dua tren co so nao de giai thfeh cac hien tuong nhiem dien ?

I - THUYET ELECTRON

©-1 Cau tao nguyen tii ve phUc'ng dien dien

Dien tich nguyen to

a) Nguyen tir ed ca'u tao gdm mot hat nhan mang

dien duong nam d trung tam va eae electron mang

dien am chuyen ddng xung quanh Hat nhan ed eau

tao gdm hai loai hat la ncrtron khdng mang dien va

prdtdn mang dien duong (Hinh 2.1)

Electron cd dien tfch la -1,6.10"'^ C va khdi luong

la 9,1.10-3' ]^g protdn ed dien tfch la +1,6.10"'^ C va

khdi lugfng la 1,67.10"^^ kg Khdi luong eua notron

xap XI bang khdi luong eua prdtdn

Sd prdtdn trong hat nhan bang sd electron quay

xung quanh hat nhan nen do Idn ciia dien tfch

duong ciia hat nhan bang do Idn eua dien tfch am

eua cac electron va nguyen tir d trang thai trung hoa

vi dien

b) Trong cac hien tuong dien ma ta xet d chuong

trinh Vat If Trung hoe pho thdng (THPT) thi dien

tfch eua electron va dien tfch eiia prdtdn la dien tfch

nhd nhat ma ta ed the ed duoe Vi vay, ta goi chung

la nhung dien tich nguyen to {km hoae duong)

trinh 2.1

Mo hinh nguyen tCi heli

Ta higu sir trung hoa ve dien eua nguyen tir nhu sau : VI tdng di6n tich ciia cac electron cd do Idn bang dien tich ciia hat nhan va khoang each giiia cac electron va hat nhan rat nhd so vdi khoang each ttr nguyen tir nay den nguyen tir khac nen lire dien ma he dien tfch nay tac dung len cac dien tich khac coi nhu bang khdng Do do nguyen tu nay khdng cd tuong tac dien vdi cac nguyen tir khac

M l Hay van dung thuyet

electron de giai thich hien tuong

nhilm dien eua thanh thuy tinh

khi CO xat vao da Cho rang,

tron^g hien tuong nay, thuy tinh bj

nhiem dien dUdng va chi co cac

electron co the di chuyen tU vat

no sang vat kia

2 T h u y e t e l e c t r o n

Su eu tru va di chuyen eua eae electron tao nen eae hien tugfng dien va tfnh chat dien mudn mau mudn ve eiia tu nhien

Thuyet difa vdo su cu tru vd di chuyen eua cdc electron de gidi thich cdc hien tuang dien vd cdc tinh chat dien eua cdc vat goi Id thuyet electron H I

Ndi dung eua thuyet electron vd viec giai thfeh

su nhidm dien eiia cae vat nhu sau : a) Electron cd the rdi khdi nguyen tti de di chuyen ttr noi nay den noi khac Nguyen t;i bi mat electron

se trd thanh mot hat mang dien duong goi la ion

duang Vf du : Nguyen tu natri bi mat mot electron

se trd thanh ion Na"""

b) Mot nguyen tu trung hoa cd the nhan them electron de trd thanh mot hat mang dien am va

duoe goi la ion dm Vf du : Nguyen tii elo nhan

them mot electron se trd thanh ion Cl~

e) Mot vat nhidm dien am khi sd electron ma nd ehiia Idn hon so dien tfch nguyen td ducmg (prdtdn) Neu

sd electron ft hon sd prdtdn thi vat nhiSm dien duong

^ Hay neu mot dinh nghla khac

ve vat dan dien va vat each dien

B : Chan khdng d i n dien hay

each dien ? Tai sao ?

I I - V A N D U N G

1 Vat (chat) dan dien va vat (chat) each dien

Vat (chat) ddn dien Id vat (chat) co chua nhieu dien tich tudo Dien tfch tu do la dien tfch cd the di

chuydn tir diem nay den diem khac trong pham vi the tfch ctia vat dan

Kim loai ed ehiia nhieu electron tu do ; eae dung dich axit, bazo va mudi ed ehua nhieu ion tu do Chung ddu la cac chat dan dien

Vat (chat) each dien la vat (clidt) khong chua hodc chua rat it dien dch tu do Khdng khf khd,

dau, thuy tinh, sii, cao su, mot sd nhua, la eae chat each dien ^ • R ]

12

2 Sii nhiem dien do tiep xuc

Neu cho mot vat chua nhidm dien tiep xiic vdi

mot vat nhidm dien thi nd se bi nhi6m dien ciing

da'u vdi vat dd Dd la sU nhiim dien do tiep xuc

Neu cho hai qua ci\x kim loai da tfch dien tiep xiic

vdi nhau va do chfnh xac cae dien tfch, ta se tha'y tong

dien tfch ciia hai qua eau sau khi tiep xiic bang tong

dai sd dien tfch eua hai qua eau trude khi tiep xtic

(Hinh 2.2) Nhu vay, viec gan da'u cho hai loai dien

tfch tuy la hinh thurc, nhung nd da giiip ta tfnh toan

dugc cae dien tfch theo phuong phap dai sd H I

3 Su nhiem dien do hUcrng uTng

Dua mot qua eau A nhi6m dien duong lai gan

dau M ciia mot thanh kim loai MN trung hoa ve

dien (Hinh 2.3) Ta tha'y dau M nhiSm dien am, edn

dau N nhidm dien duong Su nhidm dien ciia thanh

kim loai MN la su nliiem dien do hudng ung (hay

hien tuong cam ling tinh dien)

Ne'u dua qua eau A ra xa, thanh kim loai MA'' lai

trd lai trang thai trung hoa vi dien Di6u dd chiing

td do Idn eua eae dien tfch am va duong d eae dau

M va A^ la bang nhau CE

Hien tuong tuong tu cung xay ra khi qua cau A

nhiem dien am

B 5 Hay van dung thuyet electron

de giai thich hien tUdng nhiem dien do hudng ung Biet rang trong kim loai cd electron tU do

Ill - DjNH LUAT BAO TOAN DIEN TICH

Trong mot he vat ed lap ve dien, tdng dai so

eua cae dien tieh Id khdng ddi

He vat cd lap ve dien la he vat khdng ed trao doi

dien tfch vdi cac vat khac ngoai he

Thuyet electron la thuyet dUa vao sUcUtru va di chuyen eua cac electron de giai thich

cac hien tuong dien va cac tinh chat dien eua cac vat

Dien tich eua electron la dien tich nguyen to am (-e = -1,6.10"^^ C) Oien tich eua

proton la dien tieh nguyen to dUOng (+e= 1,6.10"^'C)

Cd the giai thich cac hien tUong nhiem dien do cp xat, do tiep xuc va do hUdng lirng

b i n g thuyet electron

Djnh luat bao toan dien tich : Tong dai so eua cac dien tich eua mot he vat co lap ve

dien la khong thay doi

CAU HOI VA BAI T A P

1 Trinh bay ndi dung eua thuyet electron 6 Dua mdt qua cau Q tich dien duong lai

2 Giai thich hien tuong nhi§m dien am ciJa mot 9^" dau M ciia mot khdi tru kim loai MN

qua cau kim loai do tiep xuc bang thuyet ('^"''^

2-'^)-electron

3 Trinh bay hien tuong nhiem dien do hudng

ling va giai thich hien tuong dd bang thuyet Q M i N electron ^ u o ^

Hinh 2.4

4 Phat bieu dinh luat bao toan dien tich va van

dung de giai thich hien tuong xay ra khi cho

mot qua cau tich dien duong tiep xuc vdi mot Tai iW va A/ se xuat hien cac dien tich trai dau qua cau tich dien am Hien tuong gi se xay ra neu cham tay vao diem

/, trung diem ciia MN ?

A Dien tich d M va W khdng thay doi

Chon cau dung B Dien tich d M va A/ mat het

Dua qua cau tich dien Q lai gan qua cau M Q ^len tich d M cdn, d N mat

nhd, nhe, bang bac, treo 6 dau mot soi chi

thang dung Qua cau bac M bj hiit dinh vao ° ^ ' ^ " *'^^ ° ^ '^^'' ° ^ ^ ° "

-qua cau Q Sau dd thi

A M tiep tue bj hut dinh vao Q 7 Hay giai thich hien tuong bui bam chat vao cac

B M rdi Q va vSn bi hut lech ve phia Q '^^"^ ^^^* ^^.^"' "^^^ ^^ ^^^^ ^^^^ thuong

C M rdi 0 ve vi tri thang diing

D M bi day lech ve phia ben kia

xuyen quay rat nhanh

DiEN TRirCUNG VA CUdNG DO DIEN TRI/CING Dl/GfNG s a c DIEN

Tai sao hai dien tfch a each xa nhau trong chan khdng lai tac dung duoc luc len nhau

I - DIEN TRUdNG

1 Moi tri/dng truyen tUorng tac dien

Gia sir ta dat hai qua cau tfch dien trai da'u trong

mot binh kfn rdi hiit het khdng khf ra (Hinh 3.1)

Theo nhu bai 1, luc hut giiia hai qua eau khdng

nhiJng khdng yeu di ma lai manh len Nhu vay, phai

ed mot mdi trudng nao dd truyen tuong tac dien giQa

hai qua eau Mdi trudng dd la dien trudrjg Bom chan

khdng ehi cd the hiit duoc cac phan tu khdng khi ra

khdi binh ma klidng hiit duoc dien trudng

Hinh 3.1

2 Dien tri/dng

Dien trudng Id mot dang vat chat (mdi trudng)

bao quanh dien tieh vd gdn lien vdi dien tieh

Dien trading tac dung lue dien len edc dien tieh

khde ddt trong nd

Mot dien tfch Q nam tai mot diem trong khdng

gian se gay ra xung quanh nd mot dien trudng Mot

dien tfch q nam trong dien trudng dd se bi Q tae dung

mot lue dien Nguge lai, q ciing gay ra mot dien

trudng tac dung len Q mot lue true ddi (Hinh 3.2) qO

q

M

Hinh 3.2

II - CUdNG DO DIEN TRLTCfNG

1 Khai niem ciTarng do dien trUofng

Gia sir cd mot dien tfch diem Q nam tai diem O

Dien tfch nay tao ra mdt dien trudng xung quanh

nd De nghien eiiru dien trudng eua Q tai diem M, ta dat tai dd mot dien tfch diem q, goi la dien tich thii,

va xet lue dien tae dung len q (Hinh 3.2) Theo dinh luat Cu-ldng, q eang nam xa O thi lire dien cang nhd Ta ndi dien trudng tai cac diem cang xa Q eang

yeu Rd rang la can phai xay dung mot khai niem dac trung cho su manh, yeu ciia dien trudng tai mot

diem Khai niem dd la cudng do dien trudng

Neu dien trudng do nhi^u dien

tich di6m gay ra thi dinh nghia nay

vin dung Thuc vay, lire dien do mdi

dien tich diem tac dung len dien tfch

thir q CO do Idn ti le thuan vdi q Do

dd, dp Idn eua tdng hop cac luc dien

cung vin ti le vdi q, dii dd la tong

vecta Vi vay, trong trudng hgp dien

f

trucfng philc tap thi thuang sd —

vin la do Idn eua lire dien tac dung

len dien tfch 1 C va vin cd the'

lay-lam sd do cudng do dien trudng

2 Djnh nghia

Ta cd the lay do Idn eiia luc dien tac dung len

dien tfch thir q = +\ C de dac tiamg eho eudng do

dien trudng tai diem ma ta xet Tuy nhien, theo cdng

thiic (1.1), do Idn F eua luc dien ti le thuan vdi q, ntn

thuong so — ehfnh la dd Idn eua lue dien tae dung len

q • • •

dien tfch 1 C Do dd, ta se lay thuong sd nay lam so

do eiia eudng do dien trudng Ta ed dinh nghia sau :

Cudng dp dien trudng tai mat diem la dqi luang dac trung cho tde dung luc eua dien trudng tai diem dd Nd dupe xde dinh bdng thuang so eiia dp Idn lue dien F tde dung len mdt dien tich thu q (duong) ddt tai diem dd vd dp lan eua q

trong dd E la cudng do dien trudng tai die'm ma

ta xet

3 Vector cUdng do dien trUdng

Vi luc F la dai luong veeto, edn dien tfch q la dai lugng vd hudng, nen eudng do dien trudng E eung

la dai lugng veeto

16

Cucmg do dien tnrcmg dugfC bieu dian bang mot

vecta goi la vecta cuong do dien trudng

^^^'jf-'^^-^'i^^i'-^BStESfUs^f^-K' q (3.2)

A^^^t^'^^'^^^

-Veeto eudng dd dien trudng E cd :

- phuong va chieu trung vdi phuong va chieu eua

luc dien tac dung len dien tich thir q duong ;

- chieu dai (mddun) bieu dien do Idn eua eudng do

dien trudng theo mdt ti xfeh nao dd ^

4 D0n vj do cUdng do dien trUdng

Ne'u trong edng thiic (3.1), do Idn ciia luc F dugc

do bang don vi niuton, do Idn eua dien tieh q dugc

do bang don vi culdng thi do Idn ciia cudng do dien

trudng E phai dugc do bang don vi niuton tren

culdng (N/C) Tuy nhien, ngudi ta dung don vi do

cudng do dien trudng la vdn tren met (ki hieu la

V/m), (xem mue 4, phan II, bai 5)

5 cudng dd dien trUdng eua mot dien tich diem

Tii cac cdng thiic (1.1) va (3.1), ta suy ra edng thiie

tfnh eudng do dien trudng ciia mdt dien tfch diem Q

trong chan khdng :

F \Q\

E = ~ = k^^

Cdng thiie nay eho tha'y : Do Idn eua eudng do

dien trudng E khdng phu thude vao do Idn eua

dien tfch thii q

6 Nguyen li chong chat dien trUdng

Gia sir cd hai dien tfch diem Q, vaQ^ gay ra tai

diem M hai di|n trudng ed eae veeto eudng do dien

trudng £, va E^iWmh 3.4)

Hay chiing minh veeto cUdng

dp dien trudng tai diem /W eua mot dien tich diem 0 co phuong va chieu nhu tren Hinh 3.3

®

Neu dat mdt dien tfch thir q tai M thi nd se ehiu

tac dung eua luc dien nhu the' nao ?

Nguyen If chdng chat dien trudng dugc phat bieu

nhu sau : Cdc dien trudng £,, E^ ddng thdi tac dung

luc dien ten dien tich q mot cdch doc lap vdi nhau

vd dien tich q chiu tde dung eua dien trudng tdng hap E :

E = E^+E^ (3.4)

Cdc vecta cudng dp dien trudng tai mot diem duac tdng hgp theo quy tac hinh binh hdnh

Ill-DUO^NG sure DIEN

1 Hinh anh cac dUdng sure dien

Dat hai qua cau kim loai trong mdt be nhd hinh hop chir nhat, cd thanh bang thuy tinh trong sud't, trong dung dau each dien Cho mdt ft eae hat each dien (nhu mat eua chang han) nam lo liing trong dau

Khuay deu cac hat each dien rdi tich dien trai dau cho hai qua cau Ta se thay cac hat each dien nam dgc theo nhiing dudng ndi hai qua eau (Hinh 3.5) Cd the ehup anh cac dudng nay mdt each de dang

Ngudi ta da chiing minh dugc rang, cac hat nhd

dd da bi nhiem dien va nam dgc theo nhCrng dudng

ma tiep tuyen tai mdi diem trung vdi phuong eua veeto cudng do dien trudng tai dd Mdi dudng dd

duge goi la mdt dudng sue dien

2 Djnh nghia

Dudng sde dien Id dudng md tiep tuyen tai mdi diem eua nd Id gid eua veeta cudng dp dien trudng tai diem dd Ndi each khde, dudng sue dien Id dudng md luc dien tde dung dpe theo dd

3 Hmh dang difcmg siifc eua mot so dien trUdng

a) Ta ehi ed the ve ngay duge nhiitig dudng siic dien

trong nhiing trudng hgp don gian Vi du : Dudng

sire dien trong dien trudng ciia mdt dien tfch diem

(Hinh 3.6 va 3.7)

b) Trong nhirng trudng hgp khac thi phai dung

phuong phap ehup anh va ve theo anh ehup (Hinh

3.8 va 3.9)

4 Cac dac diem eua dUdng sure dien

a) Qua mdi diem trong dien trudng cd mdt dudng

su'c dien va ehi mdt ma thdi

b) Dudng siie dien la nhiing dudng ed hudng

Hudng ciia dudng siie dien tai mdt diem la hudng

eua veeto cudng do dien trudng tai diem dd

e) Dudng siic dien eua dien trudng tinh dien la

dudng khdng khep kfn Nd di ra tir dien tfch duong

va ket thiic d dien tieh am Trong trudng hgp chi cd

mdt dien tieh thi eae dudng sire di ttr dien tfch

duong ra vd cue hoae di tir vd cue den dien tfch am

d) Tuy eae dudng siic dien la day dac, nhung ngudi

ta ehi ve mdt sd ft dudng theo quy udc sau : Sd

dudng siie di qua mdt dien tfch nhat dinh dat vudng

gdc vdi dudng siic dien tai diem ma ta xet thi ti le

vdi cudng do dien trudng tai diem dd

Nhu vay, d ehd cudng do dien trudng Idn thi cac

dudng siic dien se mau, edn d ehd eudng do dien

trudng nhd thi cac dudng siic dien se thua BF?

Hinh 3.9

O Hinh 3.8 va 3.9, cac dien tfch

cd Cling do Idn

f ^ Dua vao he thong dudng siic

(Hinh 3.6 va 3.7), hav chuTig minh rang, cUdng do dien trUdng eua mot dien tich diem cang gan dien tich diem do thi cang Idn

5 Dien trUdng deu

Hinh 3.10

Dien trudng deu Id dien trudng md vecta cUdng

dp dien trudng tai moi diem deu cd cdng phuang, chieu vd dp lan ; dudng sdc dien Id nhimg dudng thdng song song cdch deu

Dien trudng trong mdt dien mdi ddng tfnh nSm giiia hai ban kim loai phang rong, dat song song vdi nhau va tfch dien ed do Idn bang nhau, trai dau la mdt dien trudng deu (Hinh 3.10)

Dien trUdng la mot dang vat chat bao quanh cac dien tich va truyen tUdng tac dien

Cudng do dien trUdng dac trUng cho tac dung lUc eua dien trUdng : £ = hay F = qE

\Q\

CUdrng do dien trUcrng eua mot dien tich diem trong chan khong : f = ^ ,

Vector cUdng dp dien trUdng £ eua dien trUofng tong hop : f = £., + f j

Tiep tuyen tai moi diem ciia dUdng siiTc dien la gia eua vector £ tai do

CAU HOI VA BAI T A P

1 Dien trudng la gi ? 6

2 Cudng do dien trudng la gi ? No duoc xac dinh 7

nhu the nao ? Don vi cudng do dien trudng

lagi?

3 Veeto cudng do dien trudng la gi ? Neu nhung

dac diem eua veeto cudng dp dien trudng tai

mot diem

4 Viet cong thiic tinh va neu nhung dac diem ciia 9,

cudng do dien trudng eua mot dien tich diem

5 Cudng dp dien.trudng eua mot he dien tich

diem duoc xac dinh-nhu the nao ?

Phat bieu nguyen li chong chat dien trudng Neu dinh nghia va cac dac diem ciia dudng siic dien

8 Dien trudng deu la gi ?

Dai luong nao dudi day khong lien quan den

cudng do dien trudng ciia mot dien tich diem Q tai mot diem ?

A Dien tich Q

20

B Dien tich thu q 12 Hai dien tich diem Q, = +3.10"^ C va

C Khoang each rtu 0 den q q^= - 4.10-^ C dupe dat each nhau 10 cm

D Hang sd dien mdi ciia mdi trudng trong chan khdng Hay tim cac diem ma tai dd

cudng do dien trudng bang khdng Tai cac

10 Don vi nao sau day la don vi do cudng do diem dd cd dien trudng hay khdng ?

dien trudng ?

A- Niuton B Culdng ^3^ Tai hai diem A va B each nhau 5 cm trong

C Vdn nhan met D Vdn tren met chan khdng cd hai dien tich q^ =+16.1 Q-^Cva

q2 = - 9.10"^ C Tinh cudng do dien trudng

11 Tinh cudng dd dien trudng va ve veeto cudng ,.> , , - j - J - - * • * •

^ • • ^ , ^ tong hop va ve veeto cuong do dien truong tai

do dien trudng do mpt dien tich diem +4.1 Q-s C ^ , 1 ^ ^ nam each A mdt khoang 4 cm va each gay ra tai mot diem each nd 5 cm trong g ^^^ khoana 3 cm

chan khdng

E m CO b t e t ?

DIEN TRUONG G A N MAT OAT

Thuc nghiem cho tha'y, tren be mat Trai Oat ludn ludn ton tai mot dien trudng hudng thSng dung tu tren xud'ng duai, cd cudng dp vao khoang tu 100 V/m den 200 V/m Nhu vay, con ngudi ludn ludn sdng trong mot khong gian cd dien trudng, tu trudng va trong trudng Khdng biei, khi di du hanh vu tru dai ngay, trong con tau khdng cdn cac trudng dd nua thi cupc sdng eua nha du hanh se bi anh hudng nhu the nao ?

4 CONG CUA LI/C DIEN

Tuong tac tinh dien cd nhieu diem tuong dong vdi tuong tac hap d i n Ta se thay, cong cua luc dien cung cd nhung diem tuong tu nhu cdng cua trong luc

I - CONG CUA Ll/C OlEN

Dat dien tfch q duong {q > 0) tai mdt diem M trong

dien trudng deu (Hinh 4.1), nd se chiu tac dung eua

mdt lue dien F = qE Luc F Id luc khdng ddi, ed

phuang song song vdi cae dudng sue dien, chieu

hudng tii ban ducmg sang ban am, do Idn bang qE

2 Cong cua lUc dien trong dien trUdng deu

a) Dien tieh q duong di ehuyen theo dudng thang

MN, lam vdi cac dudng siic dien mdt gdc a, vdi

MN - s (Hinh 4.2) Ta ed edng eua lue dien :

diem cudi dudng di tren mdt dudng sue Ta chgn

chieu duong cho MH cung chieu vdi ehi^u ciia

dudng siie

Vi ^ > 0 nen F ciing chieu vdi E Do dd, a vira

la gdc giOa luc dien F va do ddi s, vira la gdc giua hudng cua dudng siJe va hudng eua do ddi s

22

- Neu a < 90° thi eosa > 0, do dd ^ > 0 (M// ciing

chieu dudng sire) va Ay^^ > 0

- Neu a > 90° thi cosa < 0, do dd c? < 0 {MH

nguge chieu dudng siJc) va Ay^^ < 0

Trong trudng hgp ^ < 0, ta cd the chiing minh

cdng thiie (4.1) van diing va quy udc ve dau cua d

van giii nhu tren

b) Dien tfch q di ehuyen theo dudng gap khiie

MPN Tuong tu nhu tren, ta cd :

"^MPN ~ ^^iCosaj+ F52Cosa2

Vdi ^jcosofi + 52eosa2 = d, ta lai cd :

c) Ket qua tren cd the md rong eho eae trudng hgp

dudng di tii M den N la mdt dudng gap khue hoae

dudng cong

Nhu vay, edng eiia lue dien trong su di ehuyen

cua dien tich trong dien trudng deu titM den N Id

'^MN ~ Q^^ khdng phu thude vdo hinh dang eiia

dudng di md chi phu thude vdo vi tri eiia diem dau

M vd diem cudi N cua dudng di H I

3 Cong cua iiic dien trong sU di chuyen cua

di^n tfch trong dien triTdng bat ki

Ngudi ta cung da chung minh duge rang, edng

eiia luc dien trong su di ehuyen cua mdt dien tfch q

tir mdt diem M den mdt diem A^ trong mdt dien

trudng bat ki cung khdng phu thude hinh dang

dudng di tii M den N ma ehi phu thude vao vi tri cua

M va N (Hinh 4.3) Day la mdt tfnh chat chung cua

dien trudng tinh dien Dae tfnh nay cho tha'y, trudng

tinh dien la mdt trudng the EH

II - THE NANG CUA M 6 T OlEN TICH TRONG

OlEN TRirdNG

1 Khai niem ve the nang cua mot dien tich

trong dien triTdng

H I Hay neu su tuong tU giOa

cong ciia luc dien trong trudng hgp nay vdi cong cua trong lUc

Hinh 4.3

Gi Cho mdt dien tieh diem Q

nam tai tam cua mot vdng trdn

Khi di chuyen mot dien tich thcf q doc theo cung MN cua vdng trdn

dd thi cong cua lUc dien se bang bao nhieu ?

Tuong tu nhu the' nang eua mdt vat trong trgng trudng,

the ndng ciia mot dien tich q trong dien trudng dac trung cho khd ndng sinh cdng cua dien trudng khi ddt dien tich q tai diem

md ta xet trong dien trudng

Ta se lay sd do the' nang eua dien tieh trong dien trudng la edng ma dien trudng cd the sinh ra khi cho dien tfch di chuyen tir diem ma ta xet den diem mdc de tfnh the' nang Diem mdc

thudng dugc coi la diem ma luc dien het kha nang sinh edng

Ddi vdi mdt dien tieh q (duong) dat tai diem M trong dien

trudng deu thi edng nay la :

A = qEd = Wy^

trong dd d la khoang each tir diem M den ban am ; W^^ la the' nang cua dien tfch q tai M

Trong trudng hgp dien tfch q nam tai diem M trong mdt dien

trudng bat ki do nhieu dien tfch gay ra thi cd the lay the' nang

bang edng eua luc dien khi di ehuyen ^ ttr M ra vd cue {A^^}

Dd la vi d vd cue, tiic la d rat xa cae dien tfch gay ra dien trudng, thi dien trudng bang 0 va luc dien ciing bang 0 Do vay :

Wu = AMOO (4.2)

d day, ta hieu do 2 SU phu thuoc cua the nang W^^ vao dien tfch q

giam the nang la hieu

giua gia tri cua the Vi dd Idn ciia luc dien ludn ti le thuan vdi dien tich thir (7 nen cdng

nang a diem dau va A^^^va do dd, the nang cua dien tfch tai M ciing ti le thuan vdi q :

gia tri cua the nang d

diem cudi Dp giam ^MQO = '^M - ^M'J i^-^) the nang la mot dai y^ j ^ ^Q^ j^g ^5- jj jg^ j^gng phu thude q ma chi phu thude vi trf

luong dai so j-»' ii,f» j - » ^ ' ' ' '

- * diem M trong dien truong

3 Cong cua die dien va do giam the nang cua dien tfch trong dien trUdng

I s ] The nang cua

dien tich thCr q ^^ ^i^h luat bao toan va chuyen hoa nang lugng, ta cd the suy

trong dien trUdng ra ket qua sau day :

^ - i, r-o - *u f^hi mdt dien tich q di chuyen tit diem M den diem N trone

Q neu 0 0 2 se thay ^ -^ *»

ddi the nao khi q di '"^^ -^ trudng thi cdng md luc dien tae dung len dien tich dd

chuyen dpe theo sinh ra se bdng dp gidm the ndng cda dien tieh q trong dien

cung hAN ? trudng B 5

24

The nang ti le thuan vdi q

Cong cua liTc dien bang do giam the nang eua dien tich trong dien trUdng

CAU HOI VA BAI TAP

1 Viet cdng thiic tinh cdng ciia luc dien trong sy

di chuyen ciia mot dien tich trong mot dien

trudng deu

2 Neu dac diem ciia cdng ciia luc dien tac dung

len dien tich thu q khi cho q di chuyen trong

dien trudng

3 The nang ciia dien tich q trong mot dien trudng

phu thuoc vao q nhu the nao ?

Cho dien tich thii q di chuyen trong mdt dien

trudng deu doc theo hai doan thing MN va NP

Biei rang luc dien sinh cdng duong va MN dai

hon NP Hdi ket qua nao sau day la dung, khi

so sanh cac cdng A^^^ va A^^p ciia luc dien ?

A /*MN •*

•^NP-B A^f^ < Af^p

Mdt electron di chuyen dupe doan dudng

1 cm, doc theo mot dudng siic dien, dudi tac dung cua luc dien trong mot dien trudng deu

cd cudng dp dien trudng 1 000 V/m Hoi cdng cua lye dien cd gia tri nao sau day ?

B.+1,6.10-16 J D.+1,6.10-18 J

diem M roi trd lai diem M Cdng ciia luc dien

bang bao nhieu ?

7 Mot electron dupe tha khdng van td'c ban dau

6 sat ban am, trong dien trudng deu giua hai ban kim loai phang, tich dien trai dau Cudng

dp dien trudng giua hai ban la 1 000 V/m Khoang each giiia hai ban la 1 cm

Tinh dong nang ciia electron khi nd den dap vao ban duong

8 Cho mot dien tich duong Q dat tai diem 0 Dat

mot dien tich am q tai diem M Chiing minh

rang the nang cua q 6 iW cd gia trj am

1 Khai niem dien the

Trong edng thiic tinh the nang eua mdt dien tieh q tai mdt diem M trong dien trudng Wy^ = Ay^^ = Vyiq thi he sd V^ khdng phu thude q, ma chi phu thude dien trudng tai M Nd dac

trung cho dien trudng ve phuong dien tao ra the nang eua dien

tieh q Ta ggi nd la dien the tai M

1/ - ^ M _ ^ M c

y\A — — 'M

B ] ChCrng minh

rang, dien the tai

moi diem trong

dien trudng eua

mot dien tich diem

A

3 Oon vi dien the

Don vi dien the la vdn (kf hieu la V) Trong edng thuc (5.1), neu ^ = 1 C ; Ay^^

4 Oac diem cua dien the

,= l J t h i V ^ = l V

Dien the la dai lugng dai so Trong edng thiie (5.1), vi ^ > 0

nen : neu A^,„ > 0 thi V^>0; neu A^^ < 0 thi V^ < 0 H I

'M M M»

Dien the' cua dat va eua mdt diem d vd cue thudng duge chgn lam mdc (bang 0)

26

II-HIEU OlEN THE

1 Hieu dien the'^'^ giiia hai die'm M va A^ la hieu

giira dien t h e i / ^ va V^ (Hinh 5.1) :

t^MN

A

vay, hieu dien the giiia hai diem M, N trong

dien trudng dqe trung eho khd ndng sinh cdng

cua dien trudng trong sit di ehuyen cda mot dien

tieh tit M den N Nd duac xde dinh bdng thuang

sd eua edng eua luc dien tde dung len dien tieh q

trong sit di ehuyen tit M den N vd dp Idn eiia q

Don vi hieu dien the ciing la vdn Vdn la hieu dien

the giiia hai diem ma neu di chuyen dien tfch q=\C

tii diem ng den diem kia thi luc dien sinh edng la 1 J

3 O o hieu d i e n t h e

Ngudi ta do hieu dien the tinh dien bang tinh dien ke'

Ph&i chfnh eua tinh dien ke' gdm mdt cai kim

bang kim loai (1) ed the quay xung quanh mdt true

gan tren mdt cai cin ciing bang kim loai (2) He

thdng duge dat trong mdt cai vd kim loai (3) va

dugc each dien vdi vd (Hinh 5.2)

4 He thurc giuTa hieu dien the va ciTdng do

dien trUdng

Xet hai diem M va N tren mdt dudng siie dien

eua mdt dien trudng deu (Hinh 5.3)

Hinh 5.1

Khi di chuye'n q tu M den N thi

dien truong sinh cong A^^

Hinfi 5.2

Mudn do fiieu difin the giira ban

duong va ban am ciia mdt ta dien

phing, ngudi ta ndi ban am vdi v6 va ban duong vdi cSn cua tinh dien k6' Kim tich dien ciing da'u vdi c&i va nam trong dien tnidng giira can va vd nen chiu tac dung cua lire dien, lam cho nd quay cho den khi tac dung cua luc dien bi can bang bdi tac dung ciia trong luc Gdc quay ciia kim ti le vdi hieu dien the giiia can va vd

Hinh 5.3

Ne'u di ehuyen mdt dien tfch q tren dudng thang MN thi cdng

eua luc dien se la :

Cdng thiie nay eho thay tai sao ta lai dung don vi eiia eudng

do dien trudng la vdn tren met (V/m)

Cdng thiic (5.4) cung diing cho trudng hgp dien trudng khdng

deu, neu trong khoang d rat nhd dgc theo dudng siic dien, eudng

do dien trudng thay ddi khdng dang ke

Dien the tai mot diem AI dac trung cho kha nang sinh edng eua dien trUdng khi dat tai d6 mot dien tich q >< j ,

M q q

Hieu dien the giiira hai diem dac trUng cho kha nang sinh cong eCia dien trUdng trong

sU di chuyen eua dien tieh q tU diem no den diem kia

AviN

• ' M N '

Oorn vi cua dien the va hieu dien the la von (V)

He thurc giCra hieu dien the va cUdng do dien trudng : U = Ed

CAU HOI VA BAI TAP

3

2 8

Oien the tai mdt diem trong dien trudng la gi ?

Nd dupe xac dinh nhu the nao ?

Hieu dien the giua hai diem trong dien trudng

la gi ?

Viet he thiic lien he hieu dien the giua hai

diem vdi cdng do lye dien sinh ra khi cd mdt

dien tich q di chuyen giua hai diem dd

Viet he thiic giua hieu dien the va cudng do dien trudng, noi rd dieu kien ap dung he thuc dd

Biet hieu dien the L/^^,^ = 3 V Hdi ding thiic

nao dudi day chac chan dung ?

A V,, = 3 V, B ^ , = 3 V

Khi mdt dien tich Q = - 2 C di chuyen tu diem

M den diem N trong dien trudng thi luc dien

sinh cdng - 6 J Hdi hieu dien the U^^^ cd gia

tri nao sau day ?

Tha mot electron khong van toe ban dau trong

mot dien trudng bat ki Electron dd se

A chuyen dong doc theo mdt dudng siic dien

B chuyen dong tti diem cd dien the cao xuong diem cd dien the thap

C chuyen dong tii diem cd dien the thap len diem cd dien the cao

D diing yen

Cd hai ban kim loai phang dat song song vdi nhau va each nhau 1 cm Hieu dien the giua ban duong va ban am la 120 V Hdi dien the tai

diem M nam Irong khoang giua hai ban, each

ban am 0,6 cm se la bao nhieu ? Moc dien the

d ban am

Tinh cdng ma luc dien tac dung len mot

electron sinh ra khi nd chuyen ddng tii diem M den diem N Biet hieu dien the L/^^^g = 50 V

-!?• i i> -A

Thanh trong ong khoi Cac thanh hoae ban kim loai

Cac hat bui va khoi bay len theo luong khi thai

Tam kim loai hinh mat tru tich dien duong

Day noi dat

Hmh 5.4

THIET B! LOC BUI TINH OIEN

Oe tranh lam d nhidm

khdng khi, trong cac d'ng khdi

cua cac nha may dien, nha may

xi mang, nha may gach, nha

may hoa chat, ngudi ta

thudng lap cai loc bui tTnh dien

Thiei bi Ipc bui tfnh dien

gom mot he thong cac thanh

hoae ban kim loai bd tri doc

theo true cua d'ng khdi O hai

ben thanh trong d'ng khdi cd hai tam kim loai hinh mat try

(Hinh 5.4) Cac thanh hoae ban kim loai duac ndi vdi cue am

cua nguon dien cao the Hai tam kim loai mat try dugc ndi vdi

cue duang Khi cac hat byi, khdi bay tu dudi len qua cac thanh

hoae ban kim loai thi chung se bi nhiem dien am Do dd,

chung se bi hut dinh vao cac tam kim loai mat try va bi trung

hoa ve dien Mot bd phan ca hoc ISc nhe hai tam nay lam cho

cac hat bui, khdi rai xudng va duac dua ra ngoai

Hieu dien the giua hai tam kim loai mat try vdi cac thanh

hoae ban kim loai vao khoang vai chyc nghin vdn

Hinh 5.5

Trong anh (chijp ngay 7 -12 - 2006)

la hai ong khoi ciia Nha may nhiet dien Pha Lai Ong khoi ciJa day chuyen san xuat cu (ben trai) phun khoi bui nhieu, con ong khoi cua day chuyen san xuat moi (ben phai) da duoc loc bui tot

H I Sau khi tich dien cho tu dien,

neu ndi hai ban bang mot day dan

thi se xay ra hien tugng gi ?

I - T U D I E N

1 Tu dien la gi ?

Tu dien la mdt he hai vat ddn dat gdn nhau vd ngdn cdch nhau bdng mot Idp cdch dien

Tu dien dung de chiia dien tich

Tu dien la dung cu duge dung pho bien trong cac maeh dien xoay chidu va cac maeh vd tuyen dien Nd ed nhiem vu tich va phdng dien trong maeh dien

Tu dien duge dung pho bien la tu dien phang

Ca'u tao eiia tu dien phang gdm hai ban kim loai phang dat song song vdi nhau va ngan each nhau bang mdt Idp dien mdi Hai ban kim loai nay ggi la hai ban eua tu dien

Trong thue te, hai ban kim loai thudng la hai tam giay thiec, kem hoae nhdm ; Idp dien mdi la Idp

giay tam mdt chat each dien nhu parafin Hai ban

va Idp each dien duge cudn lai va dat trong mdt vd bang kim loai (Hinh 6.1 va 6.2)

Trong maeh dien, tu dien duge bieu diin bang

ki hieu ve tren Hinh 6.3

2 Cach tich d i e n cho t u d i e n

Mudn tieh dien cho tu dien, ngudi ta ndi hai ban cua til dien vdi hai cue eua ngudn dien (Hinh 6.4) Ban ndi vdi cue ducmg se tich dien duong, ban ndi vdi cue am se tich dien am H I

30

Vi hai ban tu dien rat gSn nhau, nfin do cd su nhiem dien do

hudng ling, dien tieh cua hai ban bao gid cung cd do Idn bang

nhau nhung trai dau Ta ggi dien tieh cua ban duong la dien tieh

ciia tu dien

II - DIEN DUNG CUA TU DIEN

I.Djnh nghia

Dung mdt ngudn cd hieu dien the' nhat dinh de tieh dien eho

mdt sd tu dien khac nhau Ta se thay do Idn ciia dien tieh ma

chiing tieh duge eung khac nhau Nhu vay kha nang tich dien

eiia cac tu dien d mdt hieu dien the' nhat dinh la khac nhau

Mat khac, ngudi ta da chiing minh duge chat che bang li

thuyet la : Dien tich Q md mot tu dien nhatfttnh tich duac ti le

thuan vdi hieu dien theU ddt giua hai bdn cua nd

Q = CUhayC = ^ (6.1)

Dai lugng C ggi la dien dung eiia tu dien Nd dac trung cho

kha nang tieh dien eua tu dien d mdt hieu dien the nhat dinh

That vay, dudi mdt hieu dien the' U nhat dinh, tu ed dien dung C

Idn se tich dugc dien tich Q Idn Vay :

Dien dung ciia tu dien Id dqi luang dac trung cho khd ndng

tieh dien eua tu dien a mot hieu dien the nhat dinh Nd duac

xde dinh bdng thuang so cua dien tich cua tu dien vd hieu

dien the giua hai bdn cua nd

2 Dtfn vi dien dung

Trong edng thiic (6.1), ne'u Q do bang don vi culdng (C), U

do bang don vi vdn (V) thi C do bang dcm vi fara (ki hieu la F)

Fara Id dien dung eua mdt tu dien md neu ddtgiita hai bdn

eiia nd hieu dien the 1 V thi nd tieh duac dien tich 1 C

Cae tu dien thudng dung ehi ed dien dung tir 10"'-^ F den

10~^ F Vi vay, ta thudng dung cae udc eiia fara :

1 mierdfara (ki hieu la |.iF) = I.IQ-^ F

1 nandfara (ki hieu la nF) = 1 lO"*^ F

1 piedfara (ki hieu la pF) = I.IQ-^^ p

a) Md hinh cau tao

b) Anh ehup mdt tu xoay

Hinh 6.5 TiJ xoay

+AQ

Hinh 6.6

3 Cac loai tu dien

a) Ngudi ta thudng lay ten ciia Idp dien mdi de' dat ten cho tu dien : tu khdng khi, tu giay, tu mica, tu sii, tu gdm,

Tren vd eua mdi tu dien thudng ed ghi cap sd lieu, chang han nhu 10 )J.F - 250 V Sd lieu thii nhat cho biet dien dung eiia tu Sd lieu thii hai la gia tri gidi han eua hieu dien the' ed the dat vao hai cue ciia

tu Vugt qua gidi han dd, tu dien ed the bi hong b) Ngudi ta edn che tao tu dien ed dien dung thay doi duge (edn ggi la tu xoay) Tu xoay ed mdt ban ed dinh (thue ra la mdt he thdng ban) hinh ban nguyet

va mdt ban linh ddng ciing hinh ban nguyet Ban linh ddng cd the quay quanh mdt true vudng gdc vdi ban

ed dinh tai tam (Hinh 6.5) Khi xoay ban linh ddng, dien tich ciia phan ddi dien giiia hai ban se thay doi lam eho dien dung ciia tu dien thay doi

4 Nang luong cua dien trUdng trong tu dien

Khi tu dien dugc tich dien thi giua hai ban eua tu dien se ed mdt dien trudng Ne'u ta tudng tugng eho mdt lugng dien tieh nhd + AQ di chuyen theo mdt day dan tir ban duong sang ban am (Hinh 6.6) thi dien trudng se sinh cdng Day dan se ndng len chiit

it Den ban am thi dien tieh + AQ se trung hoa bdt mdt lugng dien tieh am la -AQ Dien tich eiia tu dien bi giam di mdt lugng AQ

Neu eii tiep tue lam nhu tren thi se den liie tu dien het dien Dien trudng se triet tieu Toan bd cdng ma dien trudng sinh ra da lam tang ndi nang ciia day dan Nang lugng nay do dien trudng eung cap Vay, khi tu dien tieh dien thi dien trudng trong tu dien se du trir mdt nang lugng Dd la nang lugng dien trudng

Ngudi ta da ehiing minh duge cdng thiie tinh nang luong cua dien trudng trong tu dien •

Q'

w 2C

32

Tu dien la dung cu thUdng dung de tich va phong dien trong maeh dien Cau tao cua

tu dien phing gom hai ban kim loai phang dat song song vdi nhau va ngan each nhau

bang Idp dien moi

Oien dung cua tu dien dac trUng cho kha nang tich dien cua tu dien d mot hieu dien

the nhat djnh

C =

-U

Don vi dien dung la fara (F)

Khi tu dien tich dien thi dien trUdng trong tu dien se dU triir mot nang lUcrng Dd la

nang luong dien trUdng

CAU HOI VA BAI TAP

1 Tu dien la gi ? Tu dien phang cd cau tao nhu A mica

* ^ ^^° '^ B nhua polietilen

2 Lam the nao de tich dien cho tu dien ? Ngudi ^ gi^y ^^^ ^^ng dich mudi an

ta goi dien tich cua tu dien la dien tich ciia ban , ^

PI^Q9 ' D giay tam parafin

3 Dien dung ciia tu dien la gi ? 7 Tren vd mdt tu dien cd ghi 20 pF - 200 V Noi

hai ban ciia tu dien vdi mdt hieu dien the 120 V

4 Nang luong cua mdt tu dien tich dien la dang

nana luonq ql ? ^) "'"'"'^ ^'^'^ '"''^ ^^^ ^^ '^'^'^•

b) Tinh dien tich tdi da ma tu dien tich dupe, 8* Tich dien cho mot tu dien cd dien dung 20 |aF

5 Goi Q, C va U la dien tich, dien dung va hieu dudi hieu dien the 60 V Sau dd thao tu dien ra

dien the giua hai ban ciia mot tu dien Phat khoi nguon

bieu nao dudi day la dung ? ^^ ^.^^ ^.^^ ^^^ ^ ^.^ ,^

A C ti le thuan voi Q ^^ j^^^ ^^^^ ^^ ^^^^ ^^^^^^ ^^^^^ ^^ ^ i ^ ^ ^^^^

B Cti le nghjch vdi U ra khi phdng dien tich Aq = 0,001 q tii ban

C C phu thuoc vao Q va U duong sang ban am

D C khdng phu thuoc vao Q va U c) Xet luc dien tich cua tu dien chi cdn bang ^•

6 Tronq trudng hop nao dudi day, ta khdng cd ^ , „

„ o • Tinh cong ma dien truong tronq tu dien sinh ra

mot tu dien? ^ • \ , ,• ^ ^

khi phong dien tich Aq nhu tren tu ban duong

Giua hai ban kim loai la mot lop sang ban am luc dd

T; ong ket DIEN TICH

chirongl O l E N TRl/OfNG

1 Cd hai loai dien tich la dien tieh am va

dien tich duong Cae dien tieh eung dau

thi day nhau, trai da'u thi hut nhau Don

vi dien tieh la culdng (C)

2 Dinh luat Cu-ldng vi lire tuong tae

giiia eae dien tieh diem dat trong chan

khdng :

F = 9.10' |9l92|

3 Thuyei electron la thuyet can cii vao

su eu trti va di chuydn eiia eae electron

de giai thich eae hien tugng dien va cae

tinh chai dien eua cae vat Dua vao

thuyet electron cd the giai thfeh duge cae

hien tugng nhiem dien do eg xat, do tie'p

xiic va do hudng ling

4 Xung quanh mdi dien tieh ed dien

trudng eiia dien tieh dd Nd tac dung luc

len eae dien tfch khac dat trong dd

5 Cudng do dien trudng eiia mdt dien

tfch diem trong chan khdng :

dien tich diem m

r'-Don vi cudng do dien trudng la vdn tren

met (V/m)

f Dudng siic dien la dudng ma tie'p

tuyen tai mdi diem eiia nd la gia cua

veeto cudng do dien trudng

7 Cdng eua lire dien khdng phu thude vao hinh dang dudng di ma ehi phu thude vao vi trf diem dau va diem cudi eua dudng di trong dien trudng

8 The nang eua mdt dien tfch diem q tai diem M Uong dien trudng ti le thuan vdi q :

11 He thirc giua eudng do dien trudng

deu va hieu dien the': U = Ed

Q

u

12 Dien dung cua tu dien : C =

Don vi dien dung la fara (F)

13 Dien trudng trong tu dien ed du tru nang lugng

CHUONG II

Dong dien khong do!

Ca dien (Electrophorus) an nau trong cac song 6 Nam Ml, giet chet cac con ca

ma no bSt duoc bang cac xung dien co cudng dp toi 1 A No thuc hien dieu do bang each tao ra mot hieu dien the vai tram von doc theo than ciia no va tao ra dong dien chay qua nuoc 6 xung quanh tu dau den duoi cua no

7 DONG DIEN KHONG DOI NGU6N DIEN

O THCS, ta da biei ddng dien la gi, biet nguon dien tao ra ddng dien chay trong maeh dien kin va

cd nhieu hieu biei khac ve ddng dien Trong bai nay, ta se biet ddng dien khdng doi la gi va vi sao nguon dien cd the tao ra ddng dien chay kha lau trong maeh dien kin

Hinh 7.1

Cac dien tich dich chuyen qua tiet dien

thang S cua vat dSn theo phuong vuong

goc voi tiet dien nay

4 Ddng dien chay qua cae vat dSn cd the gay ra nhiing tac dung nao ? Ddi vdi mdi tac dung hay k^ ten mdt dung cu ma boat ddng cua nd dua chii yeu vao tae dung dd eua ddng dien

5 Tri sd eua dai lugng nao eho biet miic do manh, yeu eua ddng dien ? Dai lugng nay dugc do bang dung cu nao va bang don vi gi ?

II - Cl/dNG Dp DONG DIEN DONG DIEN KHONG DOI

1 Cudng d o donq '*'^"

Cac dien tfch duong hoae dien tieh am dich chuyen

ed hudng deu tao thanh ddng dien Hinh 7.1 md ta trudng hgp cac dien tich duong dich chuye'n theo

phuong vudng gdc vdi tiet dien thing S eua vat dan R6

rang la ddng dien eang manh, die la cd eudng do eang Idn, neu eang cd nhieu dien tieh dich ehuyen qua tiet dien thing eua day dan trong mdt don vi thdi gian

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Neu ed mdt lugng dien tieh (dien lugng) Aq dich

chuye'n qua tiet dien thang S cua vat dSn trong

khoang thdi gian At thi eudng do ddng dien / duge

vay, cudng dp ddng dien Id dqi luang dac

trung cho tac dung manh, yeu cua ddng dien Nd

dupe xde dinh bdng thuang so eua dien lupng Aq

dich chuyen qua tiet dien thdng cua vat ddn trong

khoang thdi gian At vd khoang thdi gian dd

Cudng do ddng dien cd the' thay doi theo thdi

gian Vi vay, edng thiic (7.1) cho gia tri trung

binh ciia cudng do ddng dien trong khoang thdi

gian A? Neu lay At cang nhd thi cdng thiic (7.1)

cho gia tri cang ehfnh xac cua cudng do ddng dien

tai mdt thdi diem (dugc ggi la cudng do ddng dien

tlie thdi)

2 Dong dien khong doi

Ddng dien khdng ddi Id ddng dien cd chieu vd

cudng dp khdng thay ddi theo thdi gian H J

Thay cho cdng thiie (7.1), eudng do ddng dien

khdng doi duge tinh theo edng thiic :

M J Neu nnot vf du ve mot maeh dien trong dd cd ddng dien khdng doi chay qua

trong dd, q la dien lugng ehuyen qua tiet dien thing

cua vat din trong khoang thdi gian t R ?

Trong ngdn ngii thudng ngay, ed khi ngudi ta ggi

ddng dien khdng doi la ddng dien mdt chieu Can

chii y ring, ddng dien khdng ddi la ddng dien mdt

chieu, nhung ed nhung ddng dien mdt chieu lai ed

eudng do thay ddi theo thdi gian (vf du : ddng dien

chay qua day din ndi hai ban ciia mdt tu dien da

duoe tfch dien trude dd)

w 5 Do cudng do ddng dien bang dung cu gi ? Mac dung cu

dd nhu the nao vao maeh ?

i * j Trong thai gian 2 s c6 mot

dien lugng 1,50 C dich ehuyen

qua tiet dien thing cua day tde

mot bdng den Tfnh cudng dp

ddng dien chay qua den

B E Ddng dien chay qua mdt

day dan bang kim loai cd cudng

do la 1 A Tfnh sd electron djch

chuyen qua tiet dien thing cua

day dan nay trong khoang thdi

va dugc dinh nghia theo tuong tae tir eiia ddng dien (xem chuong IV) 8!?1

b) Don vi ciia dien lugng la culdng (C), dugc dinh nghia theo don vi ampe :

1 C = 1 A.s Culdng la dien lugng dich chuyen qua tiet dien thing ciia day din trong thdi gian 1 giay khi ed ddng dien khdng doi eudng do 1 ampe chay qua day din nay H !

I l l - N G U 6 N DIEN

B S Cac vat cho ddng dien chay

qua dugc goi la cac vat gi ? Cac

hat mang dien trong cac vat loai

nay cd dac diem gi ?

^ K GiQa hai dau mot doan

maeh hoSc giOfa hai dau bong

den phai cd dieu kien gi de co

ddng dien chay qua chung ?

Hay ke ten mot sd

nguon dien thudng dung

cac

1 Dieu kien de co dong dien

a) Nhd lai eae kien thiie da hoc d THCS di tri Idi

2 Nguon dien

a) Nhd lai nhirng kie'n thiic v^ ngudn dien da hge d THCS de tri Idi C7, C8 va C9

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