C m N q1, q2 : hai điện tích điểm C r : Khoảng cách giữa hai điện tích m 5.Lực tương tác của các điện tích trong điện mơi mơi trường đồng tính Điện mơi là mơi trường cách điện.. Các t
Trang 1Lý thuyết: Phần định luật Culong
1 Vật nhiểm điện_ vật mang điện, điện tích_ là vật cĩ khả năng hút được các vật nhẹ.
Cĩ 3 hiện tượng nhiễm điện là nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng
2 Một vật tích điện cĩ kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét được gọi là điện tích điểm
3 Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút nhau
4 Định luật Cu_Lơng (Coulomb): Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đạt trong chân khơng cĩ phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đĩ, cĩ độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng
Cơng thức: 1.22
r
q q k
0 10 9 4
1
= ε
2
C
m N
) q1, q2 : hai điện tích điểm (C )
r : Khoảng cách giữa hai điện tích (m) 5.Lực tương tác của các điện tích trong điện mơi (mơi trường đồng tính)
Điện mơi là mơi trường cách điện
Các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong một điện mơi đồng chất, chiếm đầy khơng gian xung quanh điện tích, giãm đi ε lần khi chúng được đặt trong chân
khơng:
1 22
r
q q k F
ε
= ε : hằng số điện mơi của mơi trường (chân khơng thì ε = 1)
Bài tập và phân dạng bài tập:
Dạng 1 : hiện tượng nhiễm điện.
** Dựa vào thuyết e và định luật bảo tồn điện tích để làm bài
** Độ lớn điện tích của 1 vật nhiễm điện: q = n|e|
** Lưu ý: + Khi cho 2 quả cầu giống nhau đã nhiễm điện tiếp xúc nhau rồi tách ra thì điện tích tổng cộng sẽ chia đều cho mỗi quả
+ Nếu chạm tay vào quả cầu dẫn điện thì quả cầu bị mất điện
**********************************
1 Theo thuyết electron, khái niệm vật nhiễm điện: B Vật nhiễm điện âm là vật chỉ cĩ các điện tích âm
A Vật nhiễm điện dương là vật chỉ cĩ các điện tích dương
C Vật nhiễm điện dương là vật thiếu e, nhiễm điện âm là vật dư e
D Vật nhiễm điện dương hay âm là do số e trong nguyên tử nhiều hay ít
2 Ion dương là do: A nguyên tử nhận được điện tích dương B nguyên tử
nhận được êlêctrôn
C nguyên tử mất êlêctrôn D A và C đều đúng
3 Ion âm là do: A nguyên tử nhận được điện tích dương B nguyên tử
nhận được êlêctrôn
C nguyên tử mất êlêctrôn D A và C đều đúng
4 Một vật mang điện âm là do: A hạt nhân nguyên tử của nó có số
nơtrôn nhiều hơn số prôtôn
B nó có dư e C nó thiếu e D hạt nhân nguyên tử của nó có số prôtôn nhiều hơn số nơtrôn
5 Vào mùa đông, nhiều khi kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ
lách tách nhỏ Đó là do:
A hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc B hiện tượng nhiễm điện
do cọ sát
C hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng D cả ba hiện tượng nhiễm điện nêu trên
6 Một hệ cô lập gồm hai vật cùng kích thước, một vật tích điện dương
và một vật trung hòa điện, ta có thể làm cho chúng nhiễm điện cùng dấu và bằng nhau bằng cách: A cho chúng tiếp xúc với nhau
Trang 2B cọ xát chúng với nhau C Đặt hai vật lại gần nhau D Cả A, B, C đều đúng
7 Đưa một thước bằng thép trung hòa điện lại gần một quả cầu tích
điện dương:
A Thước thép không tích điện B Ở đầu thước gần quả cầu tích điện dương
C Ở đầu thước xa quả cầu tích điện dương D Cả A, B, C đều sai
8 Chọn phát biểu sai A Xét về tồn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hòa
điện
B Trong vật dẫn điện cĩ rất nhiều điện tích tự do C Trong vật cách điện cĩ rất ít điện tích tự do
D Xét về tồn bộ, 1 vật trung hòa điện được nhiễm điện do hưởng ứng thì vẫn là một vật trung hòa điện
9 Cho hai quả cầu cùng nhiễm điện âm, quả cầu thứ nhất nhiễm điện
q1, quả cầu thứ hai nhiễm điện q2 Khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau thì chúng có trao đổi điện tích không?
A cĩ và cùng nhiễm điện dương B Khơng
C cĩ và cùng nhiễm điện âm D cĩ và sau đĩ 1 quả nhiễm điện âm, 1 quả nhiễm điện dương
10 Cĩ 3 vật dẫn, A nhiễm điện dương, B và C khơng nhiễm điện Để B và C nhiễm điện trái dấu độ lớn
bằng nhau thì: A Cho A tiếp xúc với B, rồi cho A tiếp xúc với C B Cho A tiếp xúc với B rồi cho C đặt gần B
C Cho A gần C để nhiễm điện hưởng ứng, rồi cho C tiếp xúc với B
D nối C với D rồi đặt gần A để nhiễm điện hưởng ứng, sau đĩ cắt dây nối
11 Bốn vật kích thước nhỏ A, B, C, D nhiễm điện Vật A hút vật B nhưng đẩy vật C, vật C hút vật D Biết
A nhiễm điện dương Hỏi B, C, D nhiễm điện gì: A B âm, C âm, D dương
B B âm, C dương, D dương C B âm, C dương, D âm D B dương, C âm, D dương
12 Cĩ hai điện tích điểm q1 và q2, chúng đẩy nhau Khẳng định nào sau đây là đúng?
A q1> 0 và q2 < 0 B q1< 0 và q2 > 0 C q1 q2 > 0 D q1 q2 < 0
13 Hai quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích lần lượt là q1 và q2, cho chúng tiếp xúc nhau
rồi tách ra thì mỗi quả cầu mang điện tích:
A q = q1 + q2 B q = q1 - q2 C q = (q1 + q2)/2 D q = (q1 - q2 )
14 Hai quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần thì chúng
hút nhau Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra thì chúng sẽ mang điện tích:
A q = 2 q1 B q = 0 C q = q1 D q = q1/2
15 Hai quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần thì chúng
đẩy nhau Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra thì chúng sẽ mang điện tích:
A q = q1 B q = q1/2 C q = 0 D q = 2q1
Dạng 2: xác định lực tương tác, điện tích, khoảng cách, hằng số điện mơi – giữ 2 hay nhiều điện tích điểm:
PP chung:
TH chỉ cĩ hai (2) điện tích điểm q1 và q2.
- Ap dụng cơng thức của định luật Cu_Lơng : 1 22
r
q q k F
ε
= (Lưu ý đơn vị của các đại lượng)
- Trong chân khơng hay trong khơng khí ε = 1 Trong các mơi trường khác ε > 1
TH cĩ nhiều điện tích điểm
- Lực tác dụng lên một điện tích là hợp lực cùa các lực tác dụng lên điện tích đĩ tạo bởi các điện tích còn lại
- Xác định phương, chiều, độ lớn của từng lực, vẽ các vectơ lực
- Vẽ vectơ hợp lực
- Xác định hợp lực từ hình vẽ
Khi xác định tổng của 2 vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt là tam gaic1 vuơng, cân, đều, … Nếu khơng xảy ra ở các trường hợp đặc biệt đĩ thì cĩ thể tính độ dài của vec tơ bằng định lý hàm số cosin
a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA
Trang 3Bài tập:
1 Hai điện tích điểm dương q1 và q2 có cùng độ lớn điện tích là 8.10-7 C được đặt trong không khí cách nhau 10 cm
a Hãy xác định lực tương tác giữa hai điện tích đó
b Đặt hai điện tích đó vào trong môi trường có hằng số điện môi là ε =2 thì lực tương tác giữa chúng sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa chúng là không đổi (bằng lực tương tác khi đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa chúng khi đặt trong môi trường có hằng số điện môi ε =2 là bao nhiêu ?
Đs: 0,576 N, 0,288 N, 7
cm
2 Hai điện tích điểm như nhau đặt trong chân không cách nhau một đoạn 4 cm, lực đẩy tĩnh điện giữa
chúng là 10-5 N
a Tìm độ lớn mỗi điện tích
b Tìm khoảng cách giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 2,5 10-6 N
Đs: 1,3 10-9 C
8 cm
3 Mỗi prôtôn có khối lượng m= 1,67.10-27 kg, điện tích q= 1,6.10-19C Hỏi lực đẩy giữa hai prôtôn lớn hơn lực hấp dẫn giữa chúng bao nhiêu lần ?
Đ s: 1,35 1036
4 Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa 1 electron Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực hấp
dẫn
Đ s: 1,86 10-9 kg
5 Hai vật nhỏ đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1m, đẩy nhau một lực F= 1,8 N Điện tích tổng
cộng của hai vật là 3.10-5 C Tìm điện tích của mỗi vật
Đ s: q1= 2 10-5 C, q2 = 10-5 C (hoặc ngược lại)
6 Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí (AB = 6 cm) Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8 C , nếu:
a CA = 4 cm, CB = 2 cm
b CA = 4 cm, CB = 10 cm
c CA = CB = 5 cm
Đ s: 0,18 N; 30,24.10-3 N; 27,65.10-3 N
7 Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9 C đặt ở tâm O của tam giác
Đ s: 72.10-5 N
8 Ba điện tích điểm q1 = -10-7 C, q2 = 5.10-7 C, q3 = 4.10-7 C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí, AB =
5 cm AC = 4 cm BC = 1 cm Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích
Đ s: 4,05 10-2 N
16,2 10-2 N
20,25 10-2 N
9 Ba điện tích điểm q1 = 4 10-8 C, q2 = -4 10-8 C, q3 = 5 10-8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ?
Đ s: 45 10-3 N
10 Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 1,6 10-19 C đặt trong chân không tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh
16 cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ?
Đ s: 15,6 10-27N
11 Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8 C, q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt trong không khí lần lượt tại ba đỉnh của một tam giác vuông (vuông góc tại C) Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực tác dụng lên q3
Đ s: 45.10-4 N
12 Hai điện tích q1 = -4.10-8 C, q2 = 4 10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm trong không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi:
a q đặt tại trung điểm O của AB
b q đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm
13 Hai điện tích điểm q1 = q2 = 5.10-10 C đặt trong không khí cách nhau một đoạn 10 cm
a Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?
Trang 4b Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trường nước (ε = 81), hỏi lực tương tác giữa hai điện tích sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa hai điện tích không thay đổi (như đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu?
14 Cho hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau một khoảng r = 30 cm trong không khí, lực tác dụng giữa
chúng là F0 Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần Vậy cần dịch chuyển chúng lại một khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F ?
Đ s: 10 cm
15 Cho hai điện tích điểm q1 = 10-7(C) và q2 = 5.10-8(C) đặt cố định tại hai điểm A và B trong chân không (AB = 5cm) Tìm độ lớn của lực điện do q1, q2 tác dụng lên điện tích điểm
q3= 2.10-8(C) đặt tại các điểm sau:
a/ q3 đặt tại C với CA = 2 (cm), CB = 3 (cm)
b/ q3 đặt tại D với DA = 5 (cm), DB = 10(cm)
c/ q3 đặt tại E với EA = 3 (cm), EB = 4 (cm)
d/ q3 đặt tại F với FA = FB = AB
16 Có hai điện tích điểm q1 = 2.10-6(C), q2 = – 2.10-6(C) đặt tại 2 điểm A, B cách nhau một đoạn AB = 2d = 6(cm) trong không khí Một điện tích q3 = 10-6(C) đặt trên đường trung trực của AB Tính độ lớn lực điện
do q1, q2 tác dụng lên q3 trong các trường hợp sau:
a/ q3 đặt tại M, với M cách AB một đoạn x = 4(cm)
b/ q3 đặt tại N, với N cách A, B một đoạn y = 6(cm)