Giải bài tập Vật lý 11 Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông

  • Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông trang 1
  • Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông trang 2
  • Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông trang 3
PHẦN MỘT. ĐIỆN HỌC - ĐIỆN TỪ HỌC • • • • 	 •	
Chương I: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG
§1. ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG
A/ KIỂN THỨC Cơ BẢN
Sự nhiễm điện của các vật - Điện tích - Tương tác điện
Khi cọ xát các vật như thủy tinh, nhụa... vào miếng vải len thì những vật có thể hút được các vật nhẹ, ta nói các vật sau khi cọ xát đã bị nhiễm điện.
Điện tích:
Điện tích được dùng để chỉ một vật mang điện, một vật tích điện hoặc một “lượng điện” của vật.
Điện tích điểm là điện tích được coi như tập trung tại một điểm, một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét có thể coi là một điện tích điểm.
Tương tác điện - Hai loại điện tích:
Có hai loại điện tích là điện tích dương (+) và điện tích âm (-).
Sự đẩy hay hút giữa các điện tích gọi là tương tác điện. Các điện tích cùng dâu thì đẩy nhau, các điện tích khác dâu thì hút nhau.
Định luật Cu-lông - Hằng sô' điện môi
Định luật Cu-lông:
Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thắng nô'i hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
F21
F12
trong đó, k là hệ sô' tỉ lệ.
qb q2: điện tích của vật
đo bằng đơn vị Cu-lông (C)
F2I r F12
r là khoảng cách giữa hai điện tích qi và q2 Trong hệ SI, k có giá trị:
Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng sô' điện môi:
Điện môi là một môi trường cách điện. Hằng sô' điện môi cho biết khi đặt các điện tích trong điện môi thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.
Công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp này là:
F = kfe^l sr
đối với chân không (hay gần đúng là đối với không khí) thì E = 1
Hình 1.2
B/ CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC
■ Cp Trên hình 1.2, AB và MN là hai thanh đã được nhiễm điện. Mùi tên chỉ chiều quay của đầu B khi đưa đầu M đến gần. Hỏi đầu B và đầu M nhiễm điện cùng dấu hay trái dấu?
C2. Nếu tăng khoảng cách giữa hai quả cầu lên ba lần thì lực tương tác giữa chúng tăng, giảm bao nhiêu lần?
C3. Không thế nói về hằng số điện môi của chất nào dưới đây?
A. Không khí khô	B. Nước tinh khiết	c. Thủy tinh	D. Đồng.
Hướng dẫn giải
Ci. Trên hình 1.2 sách giáo khoa, khi đưa đầu M đến gần B, đầu B bị đẩy ra xa M, nên đầu B và đầu M nhiễm điện cùng dâ'u, vì các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau.
_	_ ÌQi-Qỉi ,	,
c2. Từ công thức F = k. ■■■	, ta thấy lực tương tác giữa hai điện tích tỉ lệ
sr
nghịch với bình phương khoảng cách, nên khi tăng khoảng cách giữa hai quả cầu lên ba lần thì lực tương tác giữa chúng giảm đi chín lần.
c3. D. Hằng sô' điện môi đặc trưng cho tính chất điện của một chất cách điện, mà đồng là chat dẫn điện.
c/ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SAU BÀI HỌC
Điện tích điểm là gì?
Phát biểu định luật Cu-lông.
Lực tương tác giữa các điện tích khi đặt trong một điện môi sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn khi dặt trong chân, không?
Hằng số điện môi cua một chất cho ta biết điều gì?
Chọn câu đúng.
B. giảm đi một nửa. D. không thay đối.
Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích và khoáng cách giữa chúng lên gâ’p đôi thì lực tương tác giữa chúng A. tăng lên gà'p đôi. c. giảm đi bôn lần.
6.
7.
8.
®=
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Trong trường hợp nào sau đây, ta có thế’ dựa vào định luật Cu-lông để xác định lực tương tác giữa các vật nhiễm điện:
Hai thanh nhựa đặt gần nhau.
Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau.
c. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau.
D. Hai quã cầu lổn đặt gần nhau.
Nêu những điếm giống nhau và khác nhau giữa định luật Cu-lông và định luật vạn vật hâp dẫn.
Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10cm trong không khí thì tác dụng lên nhau một lực là 9.10'3N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.
Hướng dẫn giải
Điện tích điểm là điện tích được coi như tập trung tại một điểm. Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách từ điểm mà ta xét có thể là một điện tích điểm.
Xem SGK.
Trong chần không 8=1. Trong điện môi 8 > 1. Từ biểu thức của định luật Cu-lông ta nhận thấy: Lực tương tác giữa các điện tích khi đặt trong điện môi sẽ nhỏ hơn khi đặt trong chân không.
Hằng số điện môi của một chất cho ta biết khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.
D. Lúc đầu:	F = k. hikBri
er
J *	 r, .. K Ị2q1.2q2|	|q,.q2|
Lúc sau:	F! = k.J—-."--7,- = k.	= F
s(2r)2	er2
c. Vì kích thước của quả cầu rát nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
+ Giống nhau: Tuân theo quy luật tương tự:
p	_ U |qi-qa|.	p,.. „ _ G mim2
tĩnh điện —	9	>	hấp dẫn — 'J*	9
er	r
Lực tương tác giữa hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
+ Khác nhau:
Lực tĩnh điện: có hút, có đẩy. Lực hâp dẫn luôn luôn là lực hút.
Lực hấp dẫn: yếu hơn nhiều so với lực tĩnh điện.
qj = q2 = q;	r - 10cm = 10' 'm;	F = 9.10 :iN; 8 = 1
F = k.
|qi-q2|
= k.
2 F.sr
q =
sr
2
er
-3
-1x2
9.10 .1.(10 )
q = ±10-' (C)
k	9.109
-7