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

Giải Vật lí 11 Bài 17: Khái niệm điện trường  

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.

Lời giải:

- 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.