De cuong vat ly a2 1

1.2 Trình bày các điều kiện cân bằng tĩnh điện và những tính chất của vật dẫn mang điện ở trạng thái cân bằng tĩnh điện 1.3 Hãy sử dụng định lý O-G đối với điện trường để xác định vecto

CÂU HỎI ÔN TẬP VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2

Phần điện từ

1.1 Hãy chứng minh trường tĩnh điện là một trường thế Phân biệt điện trường tĩnh và điện trường xoáy

1.2 Trình bày các điều kiện cân bằng tĩnh điện và những tính chất của vật dẫn mang điện ở trạng thái cân bằng tĩnh điện

1.3 Hãy sử dụng định lý O-G đối với điện trường để xác định vecto cường độ điện trường gây bởi một quả cầu có bán kính R, tích điện đều và có điện tích dương q, gây ra tại một điểm nằm bên ngoài quả cầu

1.4 Hãy trình bày sự liên hệ giữa vecto cường độ điện trường và điện thế

1.5 a Phát biểu định luật Culong về lực tương tác tĩnh điện giữa 2 điện tích điểm q1 và q2 đặt trong môi trường có hằng số điện môi Ɛ

b Điện trường là gì? Xác định điện trường gây bởi một điện tích điểm có điện tích q

1.6 Thế năng của một điện tích điểm trong điện trường

1.7 Điện thế: Định nghĩa, điện thế của một điện tích điểm Mối liên hệ giữa công của lực tĩnh điện, thế năng và điện thế

1.8 Mặt đẳng thế Các tính chất của mặt dẳng thế

1.9 Sử dụng định lý O-G xác định cường độ điện trường của một mặt phẳng vô hạn mang điện đều 1.10 Xác định năng lượng điện trường của một điện trường bất kỳ

2.1 Xác định vecto cảm ứng từ và vecto cường độ từ trường do một dòng điện thẳng AB, có cường

độ dòng điện I chạy qua, tại một điểm cách dòng điện một khoảng R

2.2 Hãy trình bày thí nghiệm Faraday ve hiện tượng cảm ứng điện từ Sử dụng định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích thí nghiệm này

2.3 Giải thích hiện tượng tương tác tương hổ giữa 2 dòng điện thẳng song song, dài vô hạn, có dòng điện chạy cùng chiều

2.4 Xác định năng lượng từ trường của một ống dây điện

2.5 a Phát biểu định luật Bio-Xava-Laplatx về vecto cảm ứng từ gây bởi một phần tử dòng điện

b Xác định vecto cảm ứng từ gây bởi một dòng điện bất kỳ

2.6 Phát biểu luận điểm thứ hai của Maxwell và thiết lập phương trình Maxwell – Ampe mô tả định lượng luạn điểm thứ hai của Maxwell về trường điện từ

2.7 Trình bày hệ phương trình Maxwell của sóng điện từ và những tính chất tổng quát của sóng điện từ

2.8 Phát biểu luận điểm thứ nhất của Maxwell và thiết lập phương trình Maxwell – Faraday mô tả định lượng luận điểm thứ nhất của Maxwell về trường điện từ

2.9 Trường điện từ là gì? Viết hệ phương trình Maxwell của trường điện từ dưới dạng tích phân 2.10 Dao động điện tử là gì? Giải thích hiện tượng dao động điện từ trong mạch LC

Đề cương ôn tập vật lý đại cương 2

O ( Q>0 )

A C

B

1 q

2

r +dr

r ds

a,Chứng minh trường tĩnh điện là một trường thế :

Xét trường tĩnh điện do điện tích điểm Q gây ra

Xét sự dịch chuyển của điện tích q dưới tác dụng của lực tĩnh điện từ vị trí 1 → vị trí 2 bất kì trong trường tĩnh điện nói trên

Chia quãng đường 1 →2 ra thành 2 đoạn ds rất nhỏ sao cho trên quãng đường ds đó αkhông thay đổi

Khi đó công của lực tĩnh điện làm dịch chuyển điện tích q trên quãng đường ds

d Aq / ds= F ds cosα

Khi đó công của lực tĩnh điện làm dịch chuyển điện tích q trên toàn bộ quãng đường S12 :

Aq / s12= A12= ∫

1

2

F ds cosα= ∫

1

2

qQ

4 π ε0ε r2 ds cosα

→ AC=OC−OA=(r +dr )−r =dr

Xét ∆ vuông ABC ta có :

AB cosα= AC

↔ ds cosα=dr

→ A12= ∫

1

2

qQ

4 π ε0ε r2 dr =

qQ

4 π ε0ε r1−

qQ

4 π ε0ε r2

→ A12∈ r1, r2, A12∉ s12

Vậy công của lực tĩnh điện làm dịch chuyển điện tích của q từ vị trí 1 → vị trí 2 hoàn toàn không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối,điều đó chứng tỏ rằng trường tĩnh điện có tính chất thế

b, Phân biệt điện trường tĩnh và điện trường xoáy :

Điện trường tĩnh là điện trường có điểm khởi đầu hoặc điểm kết thúc hoặc có cả 2: gây ra bởi điện tích đứng yên hoặc chuyển động

- Điểm khởi đầu là ở vô cực nhưng điểm kết thúc là chính điểm có điện tích âm:

- Điểm khởi đầu chính điểm có điện tích dương và tỏa ra vô cực vào không gian (giống vecto cảm ứng từ ở cực Bắc nam châm)

- Có cả điểm đàu và cuối khi có 2 điện tích trái dâu, điện trường xuất phát từ điện tích dương và kết

thúc ở điện tích âm

Còn điện trường xoáy không phải là những đường trôn ốc, mà đó là các đường tròn kín đồng tâm bởi

vì là đường tròn nên không có điểm đầu và kết thúc

1.2 a,Trình bày các điều kiện cân bằng tĩnh điện :

- Véctơ cường độ điện trường tại mọi điểm bên trong vật dẫn phải bằng 0.

- Thành phần tiếp tuyến Et của vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm trên mặt vật dẫn phải bằng 0,tức là véctơ cường độ điện trường phải vuông góc vợi mặt dẫn tại mọi điểm

b,Tính chất của vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện :

- Vật dẫn là một khối đẳng thế.

- Khi vật dẫn cân bằng tính điện,điện tích q chỉ được phân bố trên bề mặt vật dẫn hoặc bên trong vật dẫn ,điện tích âm và dương trung hòa lẫn nhau.

- Điện trường của tất cả các điểm trong vật dẫn bằng 0

- Điện tích phân bố trên mặt vật dẫn phụ thuộc vào hình dạng của mặt vật dẫn.Điện tích tập trung rất ít tại chỗ lõm,chủ yếu tập trung ở chỗ mũi nhọn.

1.3 Hãy sử dụng định lý O-G đối với điện trường để xác định vecto cường độ điện trường gây bởi một quả cầu có bán kính R, tích điện đều và có điện tích dương q, gây ra tại một điểm A nằm bên ngoài quả cầu

Mặt Gauss : Tâm O,bán kính rA ( S)−(O , rA)

ϕe= ∫ d ϕe= ∫ DA d S cosα= DA∫ dS=DA.4 π r2A

4 π r2A 1.4 Hãy trình bày sự liên hệ giữa vecto cường độ điện trường và điện thế

Xét hai điểm M và N rất gần nhau trong điện trường.Giả thiết điện thế tại các điểm M và N lần lượt bằng V và V + dV với dV>0

Ta tính công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển điện tích q0 từ M tới N.theo định nghĩa : dA=q0⃗ E d ⃗s

Mặt khác, AMN=WM−WN= q0(VM−VN) ta có :

dA=q0( VM−VN) =q0[ V −(V +dV ) ] =−q0dV

Suy ra: ⃗ E d ⃗s=−dV

Nhận xét: Vì dV > 0 nên ⃗ E d ⃗s=E ds cosα <0 hay cosα< 0→ α là góc tù.có nghĩa là :

Véctơ cường độ điện trường luôn hướng theo chiều điện thế giảm (1)

Mặt khác E ds cosα=Esds=−dVsuy ra Es= −dV

ds

Trong đó Es= E cosα là hình chiều của véctơ cường độ điện trường trên phương d ⃗s ,−dV là độ giảm điện thế trên đoạn ds

Hình chiều của vécto cường độ điện trường rên một phương nào đó về trị số bằng độ giảm điện thế trên một đơn vị dài của phương đó (2)

Và từ tính chất trên,ta có thể tính hình chiều của ⃗ Etrên 3 trục tọa độ Decac:

⃗ E=⃗i Ex+ ⃗ j Ey+⃗ k Ez=− ( i ⃗ δVV

δVx + ⃗ j

δVV δVy + ⃗ k

δVV δVz )

Véctơ cường độ tại một điểm bất kyd trong điện trường bằng và ngược dấu với gradien của điện thế tại điểm đó (3)

1.5 a Phát biểu định luật Culong về lực tương tác tĩnh điện giữa 2 điện tích điểm q1 và q2 đặt trong môi trường có hằng số điện môi Ɛ

- Khi đặt 2 điện tích điểm q1 và q2 cách nhau một khoảng r trong môi trường vật chất (có hằng số điện môi Ɛ ) thì chúng sẽ tương tác với nhau bởi lực tương tác tĩnh điện ( lực culông ) ký hiệu là : ⃗ F12, ⃗ F21 có các đặc điểm sau :

o Phương : nằm trền đường thẳng nối 2 điện tích q1, q2

o Chiều : (Vẽ Hình ) Nếu 2 điện tích cùng dấu thì đẩy nhau và ngược lại

o Độ lớn: F12= F21= 1

4 π ε0ε .

| q1 q2|

r2

b Điện trường là gì? Xác định điện trường gây bởi một điện tích điểm có điện tích q

- Điện trường là một môi trường vật chất sinh ra xung quanh một điện tích điểm đứng yên.Điện trường tác dụng lực culông lên điển tích điểm khác đặt trong lòng nó.

- Điện trường gây bởi một điện tích điểm có điện tích q trên một điểm được xác định bởi véctơ cường độ điện trường

o Điểm đặt : Tại điểm bị tác động

o Phương : Năm trên đường thẳng nối điện tích q với điểm tác dụng

o Chiều ( vẽ hình ) : Nếu q>0 thì chiều của véctơ E hướng ra

Nếu q<0 thì chiều của véctơ E hướng vào

o Độ lớn: E=k | Q |

r2 ¿ )

1.6 Thế năng của một điện tích điểm trong điện trường

-1.7 Điện thế: Định nghĩa, điện thế của một điện tích điểm Mối liên hệ giữa công của lực tĩnh điện, thế năng và điện thế

- Điện thế là đại lượng đặc trưng về mặt dự trữ năng lượng do điện tích q gây ra tại điểm đang xét.

q =V1 : Điện thế [V]

o V = 4 π ε Q

0εr

- Mỗi liên hệ giữa công của lực tĩnh điện,thế năng và điện thế :

o A12=W1−W2= q ( V1−V2) = q U12

o U12=V1−V2= A12

q

1.8 Mặt đẳng thế Các tính chất của mặt dẳng thế

- Mặt đẳng thế là quỹ tích những điểm có cùng điện thế.

- Các tính chất :

o Hai mặt phẳng thế không cắt nhau

o Công của lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển 1 điện tích q trên mặt đẳng thế= 0

o Véctơ cường độ điện trường tại một điểm bất kì trên mặt đẳng thế thì vuông góc với mặt đẳng thế tại điểm đó.

1.9 Sử dụng định lý O-G xác định cường độ điện trường của một mặt phẳng vô hạn mang điện đều với mật độ điện mặt dương,gây ra tại 1 điểm bất kì năm ở bên ngoài mặt phẳng đó

- Chọn mặt Gauss S là một hình trụ có 2 đáy là S1và S2 song song với mặt phẳng tích điện và cách

đều mặt phẳng tích điện

- điện thông xuyên qua mặt gauss S nói trên là :

ϕe= ∫ d ϕe= ∫ ⃗ D d ⃗s

ϕe= ϕe2 đáy+ ϕemặt bên

¿ D 2 S cosα1+ D Smặt bên cosα2=2 DS

- Tổng đại số các điện tích chứa bên trong mặt Gauss là :

- ∑ qi= δV S

- Áp dụng định lý O-G ta có :

- ϕe= ∑ qi⇋2 DS=δV S ⇋ D= δV

ε ε0=

δV

2 ε ε0

1.10 Xác định năng lượng điện trường của một điện trường bất kỳ

1

2 E D

- Bằng thực nghiệm chứng minh được rằng công thực mật độ năng lượng điện trường đúng với điện trường bât kì

→Năng lượng điện trường có dạng tổng quát :

W = ∫ WdV = ∫ 1 2 E D dV

Bắc Nam

2.1 Xác định vecto cảm ứng từ và vecto cường độ từ trường do một dòng điện thẳng AB, có cường

độ dòng điện I chạy qua, tại một điểm cách dòng điện một khoảng R

2.2 Hãy trình bày thí nghiệm Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ Sử dụng định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích thí nghiệm này

- Thì nghiệm Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ :

o Xét 1 khung dây có số vòng dây là N,thiết diện S,điện trở là R được đặt trong 1 từ

trường đều như hình vẽ,khung dây quay đều quanh trục của mình với vận tốc là ω

o Khi khung dây quay,véctơ pháp tuyến ⃗n cũng quay theo tạo thành góc α hợp với 2 véctơ ⃗B và ⃗n cũng bị thay đổi

o Giả sử ban đầu t = 0,góc hợp bởi 2 véctơ ⃗B và ⃗n là góc α0

o Tại thời điểm t khác 0 thì nó đã quay được 1 góc là α=ωt +α0khi đó từ thông

xuyên qua khung dây là ϕm= N B S cosα=N B S cos⁡(ωt+α0)

o Suy ra: suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn :

ξc ứ= −d ϕm

dt = ω N B S sin ⁡(ωt+ α0)

o Dòng điện c.ứ xuất hiện trong khung dây :

Ic ứ= ξc ứ

ωNBS

R sin ⁡(ωt +α0)

K I

2.3 Giải thích hiện tượng tương tác tương hổ giữa 2 dòng điện thẳng song song, dài vô hạn, có dòng điện chạy cùng chiều

2.4 Xác định năng lượng từ trường của một ống dây điện

- Xét 1 mạch điện gồm có 1 ông dây điện,1 khóa k và một nguồn dây điện như hình vẽ trên

- Tại thời điểm ban đầu t=0,khóa k mở,cường độ dòng điện trong mạch I = 0

- Sau khi đóng khóa K,dòng điện cố định có cường cường độ là I

- Sẽ có một một khoảng thời gian để dòng điẹn biến thiên từ 0 tời I,trong khoảng thời gian này sẽ xuất hiện 1 dòng điện tự cảm tương ứng với nó,sẽ có một suất điện tự cảm

- Khi đó dong điện tổng ở trong mạch điện sẽ là

i=ith=it−Itc

- Áp dụng định luật Ohm ∑ ξi=i ∑ R

ξ +ξtc=iR

ξ−L di

dt =iR

→ ξ i dt−L i di=R i2 dt

→ ξ i dt=L i dt+R i2 dt

d Wm= L i di

Suy ra : Wm= ∫

0

I

L i di= 1

2 L I

2

2.5 a Phát biểu định luật Bio-Xava-Laplatx về vecto cảm ứng từ gây bởi một phần tử dòng điện

b Xác định vecto cảm ứng từ gây bởi một dòng điện bất kỳ

a,b Đinh luật Bio-Xava-Laplatx :

- Véctơ cảm ứng từ ⃗B do phần tử dong điện I ⃗ dl gây ra tại A cách nó 1 khoảng r là véctơ

được xác định bởi :

o Điểm đặt : tại A

o Phương : vuông góc với mặt phẳng chưa 2 véctơ I ⃗ dl và ⃗r

o Chiều: Véctơ ⃗B có chiều sao cho 3 véctơ I ⃗ dl,⃗r và ⃗B theo thứ tự tạo thành 1 tam

diện thuận

o Độ lớn: ⃗B= μ μ0

4 π .

Idl sinθ

r2

2.6 Phát biểu luận điểm thứ hai của Maxwell và thiết lập phương trình Maxwell – Ampe mô tả định lượng luận điểm thứ hai của Maxwell về trường điện từ

2.7 Trình bày hệ phương trình Maxwell của sóng điện từ và những tính chất tổng quát của sóng điện từ

2.8 Phát biểu luận điểm thứ nhất của Maxwell và thiết lập phương trình Maxwell – Faraday mô tả định lượng luận điểm thứ nhất của Maxwell về trường điện từ

- Luận điểm thứ nhất của Maxwell : Bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một điện trường xoáy.

2.9 Trường điện từ là gì? Viết hệ phương trình Maxwell của trường điện từ dưới dạng tích phân.

 Điện trường và từ trường đồng thời tồn tại trong không gian tạo thành một trường thống nhất gọi là trường điện từ Trường điện từ là một dạng vật chất đặc trưng cho tương tác giữa các hạt mang điện.

