Chuyên Đề Vật dẫn trong điện trường và ứng dụng

Vật dẫn trong điện trường và ứng dụng
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục

Trang
Mở đầu
Nội dung.
Phần 1: Vật dẫn trong điện trường.
Điều kiện cân bằng tĩnh điện. Tính chất của vật dẫn mang điện
Hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện
Điện dung – tụ điện
Năng lượng điện trường
Phương pháp ảnh điện
Phần 2: ứng dụng
Dạng 1: Bài tập liên quan đến quả cầu dẫn điện (quả cầu kim loại)
Dạng 2: Bài tập áp dụng nguyên lí chồng chất
Dạng 3: Bài tập áp dụng định lí O – G
Dạng 4: Bài tập áp dụng phương pháp ảnh điện
Dạng 5: Bài tập liên quan đến tụ điện
a. Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài:
-Các hiện tượng trong thiên nhiên thể hiện dưới rất nhiều vẻ khác nhau nhưng
khoa học ngày nay cho rằng chúng đều thuộc vào một trong bốn dạng tương
tác cơ bản: tương tác hấp dẫn, tương tác điện từ, tương tác yếu và tương tác
mạnh. Trong đó tương tác hấp dẫn và tương tác điện từ là những tương tác rất
phổ biến. Đối với các vật thể thông thường thì tương tác hấp dẫn rất yếu ta có
thể bỏ qua, nhưng tương tác điện từ rất đáng kể. Định luật có tính định lượng
đầu tiên trong lĩnh vực điện từ là định luật Culông. Đó là định luật về tương
tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không. Khi chỉ có một điện tích thì
điện tích đó gây ra trong không gian xung quanh một điện trường. Điện
trường giữ vai trò truyền tương tác từ điện tích này sang điện tích khác. Điện
trường là một dạng tồn tại đặc biệt của vật chất, mà biểu hiện của nó là khi đặt
một điện tích qo vào trong điện trường đó thì điện tích qo sẽ chịu tác dụng của
một lực điện. Ta tiến hành đặt vật dẫn trong điện trường thì có các hiện tượng
vật lý diễn ra như thế nào?
-Vật dẫn là vật có các hạt mang điện tự do, các hạt mang điện này có thể
chuyển động tự do trong toàn bộ vật dẫn. Có nhiều loại vật dẫn ( rắn,
lỏng, .) nhưng ở đây ta chủ yếu khảo sát các vật dẫn kim loại. Thực nghiệm
đã xác nhận, kim loại có cấu trúc tinh thể. ở trạng thái rắn, các ion dương kim
loại (tạo bởi hạt nhân và lớp electron ở lớp vỏ ngoài) do liên kết yếu với hạt
nhân và bị các nguyên tử bên cạnh tác động, tách khỏi nguyên tử gốc của
chúng và trở thành các electron tự do (gọi là các electron dẫn). Như vậy, trong
vật dẫn kim loại các hạt mang điện tự do là các electron dẫn, chúng có thể
dịch chuyển dễ dàng từ nguyên tử này sang nguyên tử khác trong mạng tinh
thể. Bình thường, các electron tự do chuyển động nhiệt xung quang nút mạng
tinh thể. chuyển động nhiệt giữa chúng (chuyển động “vi mô”) không làm ảnh
hưởng đến điện trường “vĩ mô” ở bên trong và ngoài vật dẫn.
-Vì những lí do như trên mà em chọn đề tài: “Vật dẫn trong điện trường và
ứng dụng” để làm khóa luận tốt nghiệp của mình. Trong đề tài này em tiến
hành khảo sát tính chất của vật dẫn kim loại, các hiện tượng vật lí xảy ra ở vật
dẫn khi đặt trong điện trường, tìm hiểu các ứng dụng và giải các bài tập có
liên quan.
2. Mục đích:
Nghiên cứu những tính chất của vật dẫn (vật dẫn kim loại) và những hiện
tượng điện xảy ra khi đặt vật dẫn trong điện trường, những ứng dụng của đề
tài trong kĩ thuật và giải các bài tập liên quan.
3. Nhiệm vụ:
+ Tìm hiểu và giải thích đựơc tính chất của vật dẫn trong điện trường.
+ Tìm hiểu hiện tượng điện hưởng; hệ vật dẫn tích điện cân bằng.
+ Tìm hiểu về tụ điện: xác định điện dung của tụ điện và một số tụ điện
thường dùng trong kĩ thuật.
+ Khảo sát năng lượng điện trường.
4. Đối tượng nghiên cứu:
+Vật dẫn (kim loại) đặt trong điện trường.
+ Bài tập vận dụng.
5. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài: ‘‘Vật dẫn trong điện trường và ứng dụng” được nghiên cứu trong phần
tĩnh điện học
6. Phương pháp nghiên cứu:
+ Đọc, tra cứu, và nghiên cứu tài liệu.
+ Thảo luận