Công thức tính cường độ điện trường và bài tập dễ hiểu

Cường độ điện trường là gì? Công thức tính cường độ điện trường? Các dạng bài tập về cường độ điện trường? Đây là những vấn đề đang được các bạn THPT cực kỳ quan tâm. Bài viết hôm nay, Top Nổi Bật sẽ giúp giải đáp những thắc mắc này nhé, mời bạn đọc cùng đón xem.

Xem thêm:

• Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
• Công thức tính độ cứng của lò xo và bài tập minh họa chi tiết nhất
• Công thức tính cường độ dòng điện cảm ứng hay nhất và bài tập

Khái niệm về điện trường và cường độ điện trường

• Điện trường chính là môi trường ở dạng vật chất được bao quanh điện tich và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên những điện tích khác đặt trong nó. Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó sẽ có điện trường.

Giả sử cho điện tích điểm Q nằm tại điểm O, điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh với nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, ta đặt tại đó một điện tích điểm q, và gọi là điện tích thử và xét lực điện tác dụng lên q giống hình bên dưới. Theo định luật Cu-Lông ta có q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Điện trường tại những điểm càng xa Q càng yếu. Bởi vậy cần phải xây dựng một khái niệm đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm, khái niệm đó chính là cường độ điện trường.

• Cường độ điện trường tại một điểm chính là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại chính điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q(dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q.
• Đơn vị đo của cường độ điện trường là Vôn trên mét, ký hiệu là V/m.

Công thức tính cường độ điện trường đầy đủ nhất

E = F/q

Trong đó biết E là cường độ điện trường tại điểm mà chúng ta xét.

Công thức tính điện trường của một điện tích điểm Q trong chân không là:

E = F/q = k.(|Q|/r²)

Vecto của cường độ điện trường

Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vecto được gọi là vecto cường độ điện trường. Và có công thức là:

Trong vecto cường độ điện trường E có:

• Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q (dương).
• Chiều dài (modun) được biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó.

Nguyên lý chồng chất của điện trường

Những điện trường vecto E₁ và vecto E₂ đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp vecto E.

Những vecto cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo một quy tắc hình bình hành.

Công thức tính độ lớn của cường độ điện trường

• Vecto E_M có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điểm Q với điểm M.
• Vecto E_M có chiều đi ra nếu mà Q dương, và có chiều đi vào nếu Q là âm.
• Công thức độ lớn là:

E_M = k.(|Q|/Ԑ.r_M²)

Bài tập tính cường độ điện trường có lời giải dễ hiểu

Bài tập 1: Một điện tích q = 10^-6C được đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng của lực F = 3.10^-2N. Hãy tính cường độ điện trường do Q gây ra tại điểm M?

Lời giải

Cường độ điện trường do điện tích Q gây ra tại M là:

F = q.E_M => E_M = F/q = 3.10^-2/10^-6 = 30000 (V/m)

Bài tập 2: Xác định vecto cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10^-7C một khoảng là 2cm.

Lời giải

• q > 0 nên vecto E có gốc đặt tại M, chiều đi ra xa điện tích q
• Độ lớn E = k.(|q|/Ԑ.r²) = 9.10⁹.(2.10^-7/1.0,02²) = 450000 V/m

Bài tập 3: Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng là r = 20cm, một điện trường có cường độ E = 20000 V/m. Hỏi độ lớn điện tích Q bằng bao nhiêu?

Lời giải

E = k.(|Q|/r²) => |Q| = (E.r²)/k = (20000.0,2²)/9.10⁹ = 8.88¹⁰C

Như vậy bài viết trên chúng tôi đã tổng hợp toàn bộ lý thuyết, công thức và bài tập cường độ điện trường. Rất mong bài viết này sẽ mang lại nhiều hữu ích cho bạn đọc nhé.