Thử thách 7: Điện trường bên ngoài vỏ cầu kim loại
Quote from Trần Hải Cát on 18/09/2021, 21:05Một vỏ cầu kim loại ban đầu không tích điện. Đặt bên trong vỏ cầu đó một điện tích điểm \(q>0\).
1. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường?
2. Điện trường bên ngoài vỏ cầu luôn luôn đối xứng xuyên tâm, dù cho điện tích điểm \(q\) có nằm lệch hướng nào đi nữa. Giải thích tại sao?
Tặng 2% quá trình cho bạn trả lời đúng câu 1 - 4% quá trình cho câu 2. Trả lời sau thì cần có cách giải thích khác.
Một vỏ cầu kim loại ban đầu không tích điện. Đặt bên trong vỏ cầu đó một điện tích điểm \(q>0\).
1. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường?
2. Điện trường bên ngoài vỏ cầu luôn luôn đối xứng xuyên tâm, dù cho điện tích điểm \(q\) có nằm lệch hướng nào đi nữa. Giải thích tại sao?

Tặng 2% quá trình cho bạn trả lời đúng câu 1 - 4% quá trình cho câu 2. Trả lời sau thì cần có cách giải thích khác.
Quote from Trần Quang Thảo on 19/09/2021, 15:471. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường là do:
Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.
Mặt khác bên trong quả cầu có một điện tích q>0 nên xung quanh quả cầu sẽ xuất hiện điện trường.
1. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường là do:
Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.
Mặt khác bên trong quả cầu có một điện tích q>0 nên xung quanh quả cầu sẽ xuất hiện điện trường.
Quote from Bùi Nguyên Khôi on 19/09/2021, 19:00câu 1 : Điện trường là một trường điện tạo ra từ các đường lực điện bao quanh lấy điện tích mà trong vỏ cầu đặt 1 điện tích điểm q>0 nên vẫn có điện trường ạ .
câu 1 : Điện trường là một trường điện tạo ra từ các đường lực điện bao quanh lấy điện tích mà trong vỏ cầu đặt 1 điện tích điểm q>0 nên vẫn có điện trường ạ .
Quote from Trần Hải Cát on 19/09/2021, 19:40Các bạn vẫn trả lời rất chung chung rằng quanh điện tích có điện trường. Nhưng chưa thuyết phục. Cơ hội vẫn còn cho các bạn khác 🙂
Các bạn vẫn trả lời rất chung chung rằng quanh điện tích có điện trường. Nhưng chưa thuyết phục. Cơ hội vẫn còn cho các bạn khác 🙂
Quote from Nguyễn Phan Yến Ngân on 19/09/2021, 20:21Câu 1 : Một điện tích q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Vỏ cầu nằm bên trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện và ngược lại. Trong đó vỏ cầu cũng tác dụng lên q một lực đối.
Câu 1 : Một điện tích q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Vỏ cầu nằm bên trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện và ngược lại. Trong đó vỏ cầu cũng tác dụng lên q một lực đối.
Quote from Nguyễn Nhật Trường on 19/09/2021, 21:41Câu 1
Điện tích điểm q>0 đặt trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường và khi đặt một vỏ cầu trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện ,ngược lại vỏ cầu cũng sẽ tác dụng lên q một lực đối.
Câu 1
Điện tích điểm q>0 đặt trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường và khi đặt một vỏ cầu trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện ,ngược lại vỏ cầu cũng sẽ tác dụng lên q một lực đối.
Quote from Vũ Công Minh on 19/09/2021, 21:56câu 1:
Đinh nghĩa điện trường :Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó sẽ có điện trường.Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó ( khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường) Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
câu 1:
Đinh nghĩa điện trường :Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó sẽ có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó ( khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường) Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
Quote from Lê Nguyễn Trường Phúc on 21/09/2021, 22:05câu 1: theo thí thuyết thì :Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
câu 1: theo thí thuyết thì :Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
Quote from Lê Thị Ngọc Hoàn on 30/09/2021, 01:071. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường?
Bên ngoài vỏ cầu vẫn xuất hiện điện trường do điện tích q nằm trong quả cầu tất yếu sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó nhưng vỏ cầu lại không tích điện là do các điện tích nằm trên bề mặt của quả cầu(quả cầu kim loại) đối xứng nhau và tổng bằng 0 ở tất cả các vị trí trên bề mặt.
1. Tại sao vỏ cầu không tích điện nhưng bên ngoài vỏ cầu đó vẫn xuất hiện điện trường?
Bên ngoài vỏ cầu vẫn xuất hiện điện trường do điện tích q nằm trong quả cầu tất yếu sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó nhưng vỏ cầu lại không tích điện là do các điện tích nằm trên bề mặt của quả cầu(quả cầu kim loại) đối xứng nhau và tổng bằng 0 ở tất cả các vị trí trên bề mặt.
Quote from Nguyễn Huỳnh Vinh on 01/10/2021, 18:23Câu 1
1 Theo lý thuyết thì :
Điện trường là môi trường bao quanh các điện tích tác dụng lên điện tích khác đặt trong nó
2 Nếu chọn mặt gauss là mặt bao quanh cả vỏ cầu (để xác đinh từ thông , điện trường thì ta được):
Tổng điện tích mặt gauss = điện tích quả cầu + điện tích vỏ cầu(này là 0) = điện tích qủa cầu(q >0)
Mà có điện tích => có điện trường
Câu 1
1 Theo lý thuyết thì :
Điện trường là môi trường bao quanh các điện tích tác dụng lên điện tích khác đặt trong nó
2 Nếu chọn mặt gauss là mặt bao quanh cả vỏ cầu (để xác đinh từ thông , điện trường thì ta được):
Tổng điện tích mặt gauss = điện tích quả cầu + điện tích vỏ cầu(này là 0) = điện tích qủa cầu(q >0)
Mà có điện tích => có điện trường
Quote from Nguyễn Huỳnh Vinh on 01/10/2021, 18:34Câu 2)
Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Hay, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó.
Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức điện.(*)
Suy về nghĩ về ý (*) ta suy luận được trong vỏ cầu sẽ có điểm cố định sẳn (là các electron và proton) nằm theo cấu tạo có sẳn của vỏ cầu nên các đường sức từ phải đi qua các điểm này
Mà các điểm này điều nằm trong vỏ cầu nên khi nào điện tích còn đặt trong vỏ cầu, còn tạo điện trường thì các đường sức điện trường vẫn sẽ như hình dù có duy chuyển vị trí điện tích trong khu vực vỏ cầu.
Câu 2)
Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Hay, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó.
Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức điện.(*)
Suy về nghĩ về ý (*) ta suy luận được trong vỏ cầu sẽ có điểm cố định sẳn (là các electron và proton) nằm theo cấu tạo có sẳn của vỏ cầu nên các đường sức từ phải đi qua các điểm này
Mà các điểm này điều nằm trong vỏ cầu nên khi nào điện tích còn đặt trong vỏ cầu, còn tạo điện trường thì các đường sức điện trường vẫn sẽ như hình dù có duy chuyển vị trí điện tích trong khu vực vỏ cầu.
Quote from Huỳnh Như Kiều Khanh on 03/10/2021, 20:47Câu 1:Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó ( khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường). Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
Câu 1:Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó ( khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường). Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
Quote from Lê Hồ on 05/10/2021, 17:25As in another example to Gauss’s law, let’s try to calculate the electric field of a spherical shell charge distribution. In this case we have a spherical shell object, and let’s assume that the charge is distributed along the surface of the shell. It’s like basketball for example. It’s charged with certain Coulombs along its surface uniformly. We’d like to calculate the electric field that it generates at different regions. So here’s our spherical shell. Let’s assume that it’s positively charged to some Q Coulombs and its radius is big R.
Dịch: Như trong một ví dụ khác của định luật Gauss, chúng ta hãy thử tính toán điện trường của sự phân bố điện tích vỏ hình cầu. Trong trường hợp này, chúng ta có một vật thể vỏ hình cầu, và giả sử rằng điện tích được phân bố dọc theo bề mặt của vỏ. Nó giống như bóng rổ chẳng hạn. Nó được tích điện với một số Coulombs nhất định dọc theo bề mặt của nó một cách đồng nhất. Chúng tôi muốn tính toán điện trường mà nó tạo ra ở các vùng khác nhau. Vì vậy, đây là vỏ hình cầu của chúng tôi. Giả sử rằng nó tích điện dương cho một số Coulombs Q và bán kính của nó là R lớn .First, we’d like to calculate the electric field inside of this spherical shell. In other words, our point of interest is somewhere over here at an arbitrary location, or let’s say some little r distance away from the center such that little r is smaller than big R inside the region and we choose our Gaussian surface, closed hypothetical surface, in the form of a sphere such that it passes through the point of interest.
Dịch: Đầu tiên, chúng tôi muốn tính toán điện trường bên trong vỏ hình cầu này. Nói cách khác, điểm quan tâm của chúng tôi là ở đâu đó ở đây tại một vị trí tùy ý, hoặc giả sử một khoảng cách r nhỏ nào đó từ trung tâm sao cho r nhỏ nhỏ hơn R lớn bên trong khu vực và chúng tôi chọn bề mặt Gaussian của chúng tôi, bề mặt giả thuyết khép kín , dưới dạng một hình cầu sao cho nó đi qua điểm quan tâm.
Gauss’s law says that integral of E dot dA over this closed surface, let’s denote the surface as closed surface S1, is equal to q-enclosed over ε0. Before we deal with the left-hand side of the Gauss’s law in this case, let’s just look at the right-hand side. Right-hand side is telling us that we have q-enclosed and that is the net charge enclosed inside of the volume surrounded by the Gaussian surface, in this case the Gaussian sphere. That is a surface that we choose. In other words, we are talking about this region.
Dịch: Định luật Gauss nói rằng tích phân của E chấm d A trên bề mặt đóng này, hãy biểu thị bề mặt đó là bề mặt đóng S 1, bằng q- khép kín trên ε 0 . Trước khi xử lý vế trái của định luật Gauss trong trường hợp này, chúng ta hãy xem xét vế phải. Phía bên tay phải cho chúng ta biết rằng chúng ta có q- khép kín và đó là điện tích thực được bao bọc bên trong của khối được bao quanh bởi bề mặt Gauss, trong trường hợp này là hình cầu Gauss. Đó là một bề mặt mà chúng tôi chọn. Nói cách khác, chúng ta đang nói về khu vực này.Câu 1: When we look at that region, we don’t see any charge over there. The whole charge is distributed along the surface of the spherical shell. There’s no charge inside. Therefore, q-enclosed is 0. Since q-enclosed is 0, therefore we can say that the electric field inside of the spherical shell is 0. No source, no charge.
Dịch: Khi chúng tôi nhìn vào khu vực đó, chúng tôi không thấy bất kỳ khoản phí nào ở đó. Toàn bộ điện tích được phân bố dọc theo bề mặt của vỏ hình cầu. Không có phí bên trong. Do đó, q- khép kín bằng 0. Vì q- khép kín bằng 0, do đó chúng ta có thể nói rằng điện trường bên trong vỏ hình cầu là 0. Không có nguồn, không có điện tích.
For the outside region, electric field for little r is larger than big R. In that case, our point of interest is somewhere outside. Again, its position relative to the center is given by little r. Using the symmetry of the distribution, we will again choose a spherical closed surface such that it is passing through the point of interest. Something like this. When we look at the surface, the electric field generated by our source is going to be pointing radially outward direction at the point of interest. If we go to the other points along this surface, again, we will see that electric field will be radially out and so on and so forth along this surface.
Dịch: Đối với vùng bên ngoài, điện trường cho r nhỏ lớn hơn R lớn . Trong trường hợp đó, điểm quan tâm của chúng tôi là ở đâu đó bên ngoài. Một lần nữa, vị trí của nó so với trung tâm được cho bởi r nhỏ . Sử dụng tính đối xứng của phân bố, chúng ta sẽ lại chọn một mặt kín hình cầu sao cho nó đi qua điểm quan tâm. Một cái gì đó như thế này. Khi chúng ta nhìn vào bề mặt, điện trường do nguồn của chúng ta tạo ra sẽ hướng xuyên tâm ra ngoài tại điểm quan tâm. Nếu chúng ta đi đến các điểm khác dọc theo bề mặt này, một lần nữa, chúng ta sẽ thấy rằng điện trường sẽ hướng tâm ra ngoài và cứ như vậy dọc theo bề mặt này.
Since as long as we are along this surface, let’s call that surface as S2, we will be same distance away from the charge distribution, then the magnitude of the electric field along this surface will be constant. Furthermore, if we just look at incremental surfaces at different locations on this sphere S2, we will see that the area vector will be perpendicular to those surfaces and since we’re talking about a spherical surface, these dA‘s will also be in radially outward directions.
Dịch: Vì chừng nào chúng ta ở dọc theo bề mặt này, hãy gọi bề mặt đó là S 2 , chúng ta sẽ ở cùng một khoảng cách từ sự phân bố điện tích, khi đó độ lớn của điện trường dọc theo bề mặt này sẽ không đổi. Hơn nữa, nếu chúng ta chỉ nhìn vào các bề mặt tăng dần tại các vị trí khác nhau trên mặt cầu S 2 này , chúng ta sẽ thấy rằng vectơ diện tích sẽ vuông góc với các bề mặt đó và vì chúng ta đang nói về một mặt cầu, các d A này cũng sẽ theo hướng xuyên tâm ra ngoài.
Therefore the figure shows us that wherever we go along this surface of sphere S2, the angle between electric field vector and the area vector will always be 0 degrees. In explicit form therefore, the Gauss’s law which is E magnitude dA magnitude times cosine of the angle between E and dA, and it is 0 integrated over surface S2, will be equal to q-enclosed over ε0. Cosine of 0 is just 1. Electric field is constant over this surface, we can take it outside of the integral. That leaves us electric field times integral over surface S2 of dA is equal to q-enclosed over ε0. Integral of dA over surface S2 will give us the surface area of sphere S2, which will be 4π, little r2, times the electric field will be equal to q-enclosed.
Dịch: Do đó hình vẽ cho chúng ta thấy rằng bất cứ nơi nào chúng ta đi dọc theo bề mặt của hình cầu S 2 này , góc giữa vectơ điện trường và vectơ diện tích sẽ luôn bằng 0 độ. Do đó, ở dạng tường minh, định luật Gauss mà E độ lớn dA nhân với cosin của góc giữa E và dA , và nó là 0 tích phân trên bề mặt S 2 , sẽ bằng q- khép kín trên ε 0 . Cosine của 0 chỉ là 1. Điện trường là không đổi trên bề mặt này, chúng ta có thể đưa nó ra bên ngoài tích phân. Điều đó khiến chúng ta tích phân thời gian điện trường trên bề mặt S 2 của dAbằng q - đóng trên ε 0 . Tích phân của dA trên bề mặt S 2 sẽ cho chúng ta diện tích bề mặt của quả cầu S 2 , sẽ là 4 π, nhỏ r 2, nhân với điện trường bằng q- khép kín.Now again, we go back to, in this case, look at the region surrounded by sphere S2. That is this region. When we look at that region, we see that the whole charge, which is distributed along the spherical shell, is inside of the region surrounded by surface S2. The amount of charge along that spherical shell is Q, therefore q-enclosed is equal to big Q. Then we will have Q over ε0 on the right-hand side. From here, leaving electric field alone, we will end up with Q over 4π ε0 r2.
Dịch: Bây giờ, một lần nữa, chúng ta quay lại, trong trường hợp này, hãy nhìn vào vùng được bao quanh bởi hình cầu S 2 . Đó là vùng này. Khi nhìn vào vùng đó, chúng ta thấy rằng toàn bộ điện tích, được phân bố dọc theo vỏ hình cầu, nằm bên trong vùng được bao quanh bởi bề mặt S 2 . Điện tích dọc theo vỏ hình cầu đó là Q , do đó q- bao quanh bằng Q lớn . Khi đó, chúng ta sẽ có Q trên ε 0 ở phía bên tay phải. Từ đây, để riêng điện trường, chúng ta sẽ kết thúc với Q trên 4 π ε 0 r 2.Again, writing down this one in vector form, we will multiply it by the unit vector in radial direction because the electric field is pointing radially outward. Furthermore, again, when we look at this expression, it’s a familiar expression. It is basically equal to the electric field of a point charge. So when we look at this distribution then, for the points outside of the distribution, in other words, for the exterior points, then the spherical shell distribution is behaving like a point charge.
Dịch: Một lần nữa, viết nó dưới dạng vectơ, chúng ta sẽ nhân nó với vectơ đơn vị theo hướng xuyên tâm vì điện trường hướng tâm ra ngoài. Hơn nữa, một lần nữa, khi chúng ta nhìn vào biểu thức này, đó là một biểu hiện quen thuộc. Về cơ bản nó bằng điện trường của một điện tích điểm. Vì vậy, khi chúng ta nhìn vào phân bố này, đối với các điểm bên ngoài phân bố, nói cách khác, đối với các điểm bên ngoài, thì phân bố vỏ hình cầu hoạt động giống như một điện tích điểm.
Câu 2: The electric field that it generates is equal to the electric field of a point charge. In other words, it is behaving as if its whole charge is concentrated at its center. So the system, in a way, becomes equivalent to as if I have a positive test charge with a Q coulombs of charge and I’m interested in its electric field some r distance away from the charge. That electric field will be radially out and it will have exactly this magnitude.Dịch: Điện trường mà nó tạo ra bằng điện trường của một điện tích điểm. Nói cách khác, nó đang hoạt động như thể toàn bộ điện tích của nó tập trung ở trung tâm của nó. Vì vậy, theo một cách nào đó, hệ thống trở nên tương đương như thể tôi có một điện tích thử dương với một khối điện tích Q và tôi quan tâm đến điện trường của nó cách điện tích một khoảng r . Điện trường đó sẽ hướng tâm ra ngoài và nó sẽ có độ lớn chính xác như vậy.
As in another example to Gauss’s law, let’s try to calculate the electric field of a spherical shell charge distribution. In this case we have a spherical shell object, and let’s assume that the charge is distributed along the surface of the shell. It’s like basketball for example. It’s charged with certain Coulombs along its surface uniformly. We’d like to calculate the electric field that it generates at different regions. So here’s our spherical shell. Let’s assume that it’s positively charged to some Q Coulombs and its radius is big R.
Dịch: Như trong một ví dụ khác của định luật Gauss, chúng ta hãy thử tính toán điện trường của sự phân bố điện tích vỏ hình cầu. Trong trường hợp này, chúng ta có một vật thể vỏ hình cầu, và giả sử rằng điện tích được phân bố dọc theo bề mặt của vỏ. Nó giống như bóng rổ chẳng hạn. Nó được tích điện với một số Coulombs nhất định dọc theo bề mặt của nó một cách đồng nhất. Chúng tôi muốn tính toán điện trường mà nó tạo ra ở các vùng khác nhau. Vì vậy, đây là vỏ hình cầu của chúng tôi. Giả sử rằng nó tích điện dương cho một số Coulombs Q và bán kính của nó là R lớn .
First, we’d like to calculate the electric field inside of this spherical shell. In other words, our point of interest is somewhere over here at an arbitrary location, or let’s say some little r distance away from the center such that little r is smaller than big R inside the region and we choose our Gaussian surface, closed hypothetical surface, in the form of a sphere such that it passes through the point of interest.
Dịch: Đầu tiên, chúng tôi muốn tính toán điện trường bên trong vỏ hình cầu này. Nói cách khác, điểm quan tâm của chúng tôi là ở đâu đó ở đây tại một vị trí tùy ý, hoặc giả sử một khoảng cách r nhỏ nào đó từ trung tâm sao cho r nhỏ nhỏ hơn R lớn bên trong khu vực và chúng tôi chọn bề mặt Gaussian của chúng tôi, bề mặt giả thuyết khép kín , dưới dạng một hình cầu sao cho nó đi qua điểm quan tâm.
Gauss’s law says that integral of E dot dA over this closed surface, let’s denote the surface as closed surface S1, is equal to q-enclosed over ε0. Before we deal with the left-hand side of the Gauss’s law in this case, let’s just look at the right-hand side. Right-hand side is telling us that we have q-enclosed and that is the net charge enclosed inside of the volume surrounded by the Gaussian surface, in this case the Gaussian sphere. That is a surface that we choose. In other words, we are talking about this region.
Dịch: Định luật Gauss nói rằng tích phân của E chấm d A trên bề mặt đóng này, hãy biểu thị bề mặt đó là bề mặt đóng S 1, bằng q- khép kín trên ε 0 . Trước khi xử lý vế trái của định luật Gauss trong trường hợp này, chúng ta hãy xem xét vế phải. Phía bên tay phải cho chúng ta biết rằng chúng ta có q- khép kín và đó là điện tích thực được bao bọc bên trong của khối được bao quanh bởi bề mặt Gauss, trong trường hợp này là hình cầu Gauss. Đó là một bề mặt mà chúng tôi chọn. Nói cách khác, chúng ta đang nói về khu vực này.
Câu 1: When we look at that region, we don’t see any charge over there. The whole charge is distributed along the surface of the spherical shell. There’s no charge inside. Therefore, q-enclosed is 0. Since q-enclosed is 0, therefore we can say that the electric field inside of the spherical shell is 0. No source, no charge.
Dịch: Khi chúng tôi nhìn vào khu vực đó, chúng tôi không thấy bất kỳ khoản phí nào ở đó. Toàn bộ điện tích được phân bố dọc theo bề mặt của vỏ hình cầu. Không có phí bên trong. Do đó, q- khép kín bằng 0. Vì q- khép kín bằng 0, do đó chúng ta có thể nói rằng điện trường bên trong vỏ hình cầu là 0. Không có nguồn, không có điện tích.
For the outside region, electric field for little r is larger than big R. In that case, our point of interest is somewhere outside. Again, its position relative to the center is given by little r. Using the symmetry of the distribution, we will again choose a spherical closed surface such that it is passing through the point of interest. Something like this. When we look at the surface, the electric field generated by our source is going to be pointing radially outward direction at the point of interest. If we go to the other points along this surface, again, we will see that electric field will be radially out and so on and so forth along this surface.
Dịch: Đối với vùng bên ngoài, điện trường cho r nhỏ lớn hơn R lớn . Trong trường hợp đó, điểm quan tâm của chúng tôi là ở đâu đó bên ngoài. Một lần nữa, vị trí của nó so với trung tâm được cho bởi r nhỏ . Sử dụng tính đối xứng của phân bố, chúng ta sẽ lại chọn một mặt kín hình cầu sao cho nó đi qua điểm quan tâm. Một cái gì đó như thế này. Khi chúng ta nhìn vào bề mặt, điện trường do nguồn của chúng ta tạo ra sẽ hướng xuyên tâm ra ngoài tại điểm quan tâm. Nếu chúng ta đi đến các điểm khác dọc theo bề mặt này, một lần nữa, chúng ta sẽ thấy rằng điện trường sẽ hướng tâm ra ngoài và cứ như vậy dọc theo bề mặt này.
Since as long as we are along this surface, let’s call that surface as S2, we will be same distance away from the charge distribution, then the magnitude of the electric field along this surface will be constant. Furthermore, if we just look at incremental surfaces at different locations on this sphere S2, we will see that the area vector will be perpendicular to those surfaces and since we’re talking about a spherical surface, these dA‘s will also be in radially outward directions.
Dịch: Vì chừng nào chúng ta ở dọc theo bề mặt này, hãy gọi bề mặt đó là S 2 , chúng ta sẽ ở cùng một khoảng cách từ sự phân bố điện tích, khi đó độ lớn của điện trường dọc theo bề mặt này sẽ không đổi. Hơn nữa, nếu chúng ta chỉ nhìn vào các bề mặt tăng dần tại các vị trí khác nhau trên mặt cầu S 2 này , chúng ta sẽ thấy rằng vectơ diện tích sẽ vuông góc với các bề mặt đó và vì chúng ta đang nói về một mặt cầu, các d A này cũng sẽ theo hướng xuyên tâm ra ngoài.
Therefore the figure shows us that wherever we go along this surface of sphere S2, the angle between electric field vector and the area vector will always be 0 degrees. In explicit form therefore, the Gauss’s law which is E magnitude dA magnitude times cosine of the angle between E and dA, and it is 0 integrated over surface S2, will be equal to q-enclosed over ε0. Cosine of 0 is just 1. Electric field is constant over this surface, we can take it outside of the integral. That leaves us electric field times integral over surface S2 of dA is equal to q-enclosed over ε0. Integral of dA over surface S2 will give us the surface area of sphere S2, which will be 4π, little r2, times the electric field will be equal to q-enclosed.
Dịch: Do đó hình vẽ cho chúng ta thấy rằng bất cứ nơi nào chúng ta đi dọc theo bề mặt của hình cầu S 2 này , góc giữa vectơ điện trường và vectơ diện tích sẽ luôn bằng 0 độ. Do đó, ở dạng tường minh, định luật Gauss mà E độ lớn dA nhân với cosin của góc giữa E và dA , và nó là 0 tích phân trên bề mặt S 2 , sẽ bằng q- khép kín trên ε 0 . Cosine của 0 chỉ là 1. Điện trường là không đổi trên bề mặt này, chúng ta có thể đưa nó ra bên ngoài tích phân. Điều đó khiến chúng ta tích phân thời gian điện trường trên bề mặt S 2 của dAbằng q - đóng trên ε 0 . Tích phân của dA trên bề mặt S 2 sẽ cho chúng ta diện tích bề mặt của quả cầu S 2 , sẽ là 4 π, nhỏ r 2, nhân với điện trường bằng q- khép kín.
Now again, we go back to, in this case, look at the region surrounded by sphere S2. That is this region. When we look at that region, we see that the whole charge, which is distributed along the spherical shell, is inside of the region surrounded by surface S2. The amount of charge along that spherical shell is Q, therefore q-enclosed is equal to big Q. Then we will have Q over ε0 on the right-hand side. From here, leaving electric field alone, we will end up with Q over 4π ε0 r2.
Dịch: Bây giờ, một lần nữa, chúng ta quay lại, trong trường hợp này, hãy nhìn vào vùng được bao quanh bởi hình cầu S 2 . Đó là vùng này. Khi nhìn vào vùng đó, chúng ta thấy rằng toàn bộ điện tích, được phân bố dọc theo vỏ hình cầu, nằm bên trong vùng được bao quanh bởi bề mặt S 2 . Điện tích dọc theo vỏ hình cầu đó là Q , do đó q- bao quanh bằng Q lớn . Khi đó, chúng ta sẽ có Q trên ε 0 ở phía bên tay phải. Từ đây, để riêng điện trường, chúng ta sẽ kết thúc với Q trên 4 π ε 0 r 2.
Again, writing down this one in vector form, we will multiply it by the unit vector in radial direction because the electric field is pointing radially outward. Furthermore, again, when we look at this expression, it’s a familiar expression. It is basically equal to the electric field of a point charge. So when we look at this distribution then, for the points outside of the distribution, in other words, for the exterior points, then the spherical shell distribution is behaving like a point charge.
Dịch: Một lần nữa, viết nó dưới dạng vectơ, chúng ta sẽ nhân nó với vectơ đơn vị theo hướng xuyên tâm vì điện trường hướng tâm ra ngoài. Hơn nữa, một lần nữa, khi chúng ta nhìn vào biểu thức này, đó là một biểu hiện quen thuộc. Về cơ bản nó bằng điện trường của một điện tích điểm. Vì vậy, khi chúng ta nhìn vào phân bố này, đối với các điểm bên ngoài phân bố, nói cách khác, đối với các điểm bên ngoài, thì phân bố vỏ hình cầu hoạt động giống như một điện tích điểm.
Câu 2: The electric field that it generates is equal to the electric field of a point charge. In other words, it is behaving as if its whole charge is concentrated at its center. So the system, in a way, becomes equivalent to as if I have a positive test charge with a Q coulombs of charge and I’m interested in its electric field some r distance away from the charge. That electric field will be radially out and it will have exactly this magnitude.
Dịch: Điện trường mà nó tạo ra bằng điện trường của một điện tích điểm. Nói cách khác, nó đang hoạt động như thể toàn bộ điện tích của nó tập trung ở trung tâm của nó. Vì vậy, theo một cách nào đó, hệ thống trở nên tương đương như thể tôi có một điện tích thử dương với một khối điện tích Q và tôi quan tâm đến điện trường của nó cách điện tích một khoảng r . Điện trường đó sẽ hướng tâm ra ngoài và nó sẽ có độ lớn chính xác như vậy.
Quote from Hồ Ngọc Minh Thư on 05/10/2021, 17:59Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Và khi đặt vỏ cầu trong gian nó cũng tích một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu. Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Và khi đặt vỏ cầu trong gian nó cũng tích một điểm tích Q nằm trong vỏ quả cầu. Một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại
Quote from Trần Thị Lan Anh on 26/10/2021, 23:41Dạ e xin tl ạ
1 vỏ cầu nằm trong không gian điện trường nên xung quanh bề mặt quả cầu vẫn có tích điện
2 là do các tia càng ra xa trung tâm thì độ lệch góc của các đường sức từ nó càng ít
Dạ e xin tl ạ
1 vỏ cầu nằm trong không gian điện trường nên xung quanh bề mặt quả cầu vẫn có tích điện
2 là do các tia càng ra xa trung tâm thì độ lệch góc của các đường sức từ nó càng ít
Quote from Cao Mạnh Cường on 05/11/2021, 15:23Câu 1 : Một điện tích q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Vỏ cầu nằm bên trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện và ngược lại. Trong đó vỏ cầu cũng tác dụng lên q một lực đối.
Câu 1 : Một điện tích q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Vỏ cầu nằm bên trong điện trường đó sẽ bị q tác dụng một lực điện và ngược lại. Trong đó vỏ cầu cũng tác dụng lên q một lực đối.
Quote from Nguyễn Tiến Hưng on 07/11/2021, 10:57Câu 1:
Theo đinh nghĩa điện trường :Nơi nào có điện tích thì nơi xung quanh điện tích đó sẽ có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó, trường hợp khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điện tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường nên một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.
Câu 1:
Theo đinh nghĩa điện trường :Nơi nào có điện tích thì nơi xung quanh điện tích đó sẽ có điện trường.
Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó, trường hợp khi đặt một vỏ cầu trong gian cũng vậy một điện tích Q nằm trong vỏ quả cầu cũng tạo ra điện trường nên một điện tích q nằm bên trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại.