Khi nói về đặc điểm của vectơ cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại điểm M, phát biểu nào sau đây là SAI?
Đáp án đúng: C
Câu hỏi liên quan
Công thức tính cường độ điện trường: E = F/q, trong đó F là lực điện (N), q là điện tích (C). Tuy nhiên, cách xác định đơn vị đo cường độ điện trường thông dụng hơn là dựa vào mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: E = -grad(V), hay trong trường hợp đơn giản (điện trường đều) E = U/d, trong đó U là hiệu điện thế (V) và d là khoảng cách (m). Do đó, đơn vị của cường độ điện trường là V/m.
Phương án A đúng vì đơn vị đo cường độ điện trường trong hệ SI là vôn trên mét (V/m).
Phương án B sai vì vôn mét (Vm) không phải là đơn vị đo cường độ điện trường.
Phương án C sai vì coulomb trên mét vuông (C/m^2) là đơn vị đo mật độ điện tích.
Phương án D sai vì coulomb (C) là đơn vị đo điện tích.
∮ D.dS = Q
Vì điện tích phân bố đều nên ta có:
D.4πr² = (4/3)πr³ρ
=> D = (rρ)/3 = (5.10⁻² * 9.10⁻³)/3 = 1,5.10⁻⁴ C/m²
Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần áp dụng kiến thức về định luật Gauss cho điện trường.
Xét mặt Gauss là một mặt cầu đồng tâm với khối cầu đã cho, bán kính r.
- Bên trong khối cầu (r < R, với R là bán kính khối cầu):
Độ lớn điện trường tại điểm cách tâm O một khoảng r là: E = (Qr) / (4πε₀R³), trong đó Q là tổng điện tích của khối cầu, ε₀ là hằng số điện môi.
=> Bên trong quả cầu, E tỉ lệ thuận với r, tức là tăng tuyến tính khi r tăng (khi ra xa tâm O) và giảm dần khi r giảm (khi lại gần tâm O).
- Bên ngoài khối cầu (r > R):
Điện trường tại điểm cách tâm O một khoảng r là: E = Q / (4πε₀r²).
=> Bên ngoài quả cầu, E tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r, tức là giảm dần khi r tăng (khi ra xa tâm O).
Vậy, phương án C là đúng: Bên trong quả cầu, E giảm dần khi lại gần tâm O; bên ngoài quả cầu, E giảm dần khi ra xa tâm O.
