Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong điện môi đồng chất

Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng F. Khi đưa chúng vào trong dầu hoả có hằng số điện môi epsilon = 2 và giảm khoảng cách giữa chúng còn ((r)(3) ) thì độ lớn của lực tương tác giữa chúng là

Nội dung chính

• Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng F. Khi đưa chúng vào trong dầu hoả có hằng số điện môi epsilon = 2 và giảm khoảng cách giữa chúng còn ((r)(3) ) thì độ lớn của lực tương tác giữa chúng là
• I. Tổng quan lý thuyết vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông
• 1. Sự nhiễm điện của các vật – Điện tích – Sự tương tác điện
• b. Điện tích và điện tích điểm
• c. Tương tác điện – Hai loại điện tích
• 2. Định luật Cu-lông và hằng số điện môi
• II. Bài tập vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông
• 1. Bài tập trắc nghiệm
• 2. Bài tập tự luận
• Video liên quan

Câu 6375 Vận dụng

Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng $r$ tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng $F$. Khi đưa chúng vào trong dầu hoả có hằng số điện môi $\varepsilon = 2$ và giảm khoảng cách giữa chúng còn \(\dfrac{r}{3}\) thì độ lớn của lực tương tác giữa chúng là

Đáp án đúng: d

Phương pháp giải

Áp dụng biểu thức tính lực tương tác tĩnh điện: \(F = k\dfrac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)

Phương pháp giải bài tập định luật Culông (Phần 1) — Xem chi tiết

…

TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN

A.LÍ THUYẾT

 1.Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm.

 Lực tương tác giữa hai điện tích điểm ql và q2 (nằm yên, đặt trong chân không) cách nhau đoạn r có:

• phương là đường thẳng nối hai điện tích.

• chiều là: chiều lực đẩy nếu qlq2 > 0 (cùng dấu). chiều lực hút nếu qlq2 < 0 (trái dấu).

• độ lớn: * tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích,

* tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

\(F=k\frac{\left | q_{1} q_{2}\right |}{\varepsilon r^{2}}\)

Trong đó: k = 9.109N.m2/C2.

 \(q_{1},q_{2}\): độ lớn hai điện tích (C )

 r: khoảng cách hai điện tích (m)

\(\varepsilon\): hằng số điện môi . Trong chân không và không khí \(\varepsilon\) =1

 Chú ý:

a) Điện tích điểm : là vật mà kích thước các vật chứa điện tích rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

–Công thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất , khi đó ta coi r là khoảng cách giữa tâm hai quả cầu.

2. Điện tích q của một vật tích điện:  \(\left | q \right |=n.e\)

+ Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e

+ Vật thừa electron (tích điện âm):       q =  – n.e

Với: \(e=1,6.10^{-19}C\)  : là điện tích nguyên tố.

                   n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu.

3.Môt số hiện tượng

B.BÀI TẬP TỰ LUẬN

• Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu

• Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối

• Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa

Bài 1. Hai điện tích \(q_{1}=2.10^{-8}C,q_{2}=-10^{^{-8}}C\) ,  đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng?

ĐS: \(4,5.10^{-5}N\)

Bài 2.  Hai điện tích \(q_{1}=2.10^{-6}C,q_{2}=2.10^{^{-6}}C\),  đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó.

ĐS: 30cm

Bài 3. Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là \(2.10^{-3}\)N. Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là \(10^{-3}\)N.

a/ Xác định hằng số điện môi của điện môi.

b/ Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.

ĐS: \(\varepsilon =2\); 14,14cm.

 Bài 4. Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm.

a. Xác định lực hút tĩnh điện giữa (e) và hạt nhân.   

 b. Xác định tần   số của (e)

            ĐS: F=9.10-8 N    b.0,7.1016 Hz

Bài 5. Một quả cầu có khối lượng riêng (aKLR) \(\rho\)= 9,8.103 kg/m3,bán kính R=1cm  tích điện q = -10 -6 C được treo vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l =10cm. Tại điểm treo có đặt một điện tích âm q0 = – 10 -6 C .Tất cả đặt trong dầu có KLR  D= 0,8 .103 kg/m3,hằng số điện môi \(\varepsilon\) =3.Tính lực căng của dây? Lấy g=10m/s2.

ĐS:0,614N

Bài 6. Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích – 2,40 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác điện giữa chúng.

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 11 – Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2023 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.

Mở đầu chương trình vật lý 11 là chương điện tích và điện trường, trong chương này nói về các điện tích, định luật, định lý tương tác của điện tích,…. Bài đầu tiên của chương, các em sẽ được nghiên cứu về : Điện tích và định luật Cu-lông. Bài viết này sẽ trình bày hệ thống lý thuyết và các phương pháp giải các dạng bài tập của điện tích và định luật Cu-lông một cách chi tiết và dễ hiểu nhất, nhằm giúp các em vừa nắm vững lý thuyết vừa có thể thực hành làm bài tập một cách hiệu quả nhất.

I. Tổng quan lý thuyết vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông

Vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông bao gồm các lý thuyết các em cần nắm sau:

1. Sự nhiễm điện của các vật – Điện tích – Sự tương tác điện

a. Các vật nhiễm điện như thế nào

– Một vật có khả năng hút được các vật nhẹ như các mẩu giấy, sợi bông,… khi đó ta nói vật bị nhiễm điện

– Để làm một vật bị nhiễm điện, ta có thể: cọ xát với các vật khác, tiếp xúc với vật bị nhiễm điện,..

– Các hiện tượng nhiễm điện của một vật:

+ Nhiễm điện do cọ xát

+ Nhiễm điện do tiếp xúc

+ Nhiễm điện do hưởng ứng

b. Điện tích và điện tích điểm

– Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là điện tích

– Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét thì được gọi là điện tích điểm.

c. Tương tác điện – Hai loại điện tích

– Có hai loại điện tích:

+ Điện tích âm

+ Điện tích dương

– Tương tác điện

+ Sự đẩy nhau hay hút nhau giữa các điện tích là sự tương tác điện

+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau,

2. Định luật Cu-lông và hằng số điện môi

a. Định luật Cu-lông

– Phát biểu: Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối giữa hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

– Biểu thức:

– Với:

+ k : hệ số tỉ lệ ( Trong hệ SI, k = 9.109N.m2C2)

+ q1, q2: các điện tích ©

r: khoảng cách giữa q1 và q2 (m2)

– Biểu diễn:

b. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính – Hằng số điện môi

– Điện môi là môi trường cách điện, điện môi có hằng số điện môi là .

– Hằng số điện môi của một môi trường cho ta biết:

+ Khi đặt các điện tích trong môi trường có điện môi thì lực tương tác giữa chúng giảm đi bao nhiêu lần so với đặt trong chân không.

+ Đối với chân không, hằng số điện môi ε= 1.

– Công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong môi trường đồng tính:

– Phát biểu: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt trong môi trường có hằng số điện môi tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Như vậy, phần lý thuyết của bài đầu tiên vật lý lớp 11, các em cần hoàn thành được mục tiêu là nắm được các khái niệm về điện tích, điện tích điểm, 2 loại điện tích, tương tác tác giữa các điện tích và định luật Cu-lông.

II. Bài tập vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học thông qua các bài tập trắc nghiệm và tự luận vật lý 11 bài 1 sau đây:

1. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong những cách dưới đây cách nào có thể làm nhiễm điện cho một vật?

A. Cọ chiếc vỏ bút lên tóc

B. Đặt một nhanh nhựa gần một vật đã nhiễm điện

C. Đặt một vật gần nguồn điện

D. Cho một vật tiếp xúc với viên pin.

Đáp án: A

Câu 2: Điện tích điểm là

A. Vật chứa rất ít điện tích.

B. Điểm phát ra điện tích.

C. Vật có kích thước rất nhỏ.

D. Điện tích coi như tập trung tại một điểm

Đáp án: D

Câu 3: Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống 2 lần thì độ lớn lực Cu – lông

A. Tăng 2 lần

B. Tăng 4 lần.

C. Giảm 4 lần.

D. Giảm 8 lần

Đáp án: B

Câu 4: Nhận xét không đúng về điện môi là:

A. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1.

B. Điện môi là môi trường cách điện.

C. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.

D. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác giữa các điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn so với khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần.

Đáp án: A

Câu 5: Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10-4/3 C đặt cách nhau 1m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng

A. Hút nhau một lực 0,5N.

B. Đẩy nhau một lực 5N.

C. Hút nhau một lực 5N.

D. Đẩy nhau một lực 0,5 N.

Đáp án: C

2. Bài tập tự luận

Áp dụng công thức định luật Cu-lông để giải một số bài tập tự luận vật lí 11 bài 1 dưới đây:

Bài 1: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 12cm. Lực tương tác giữa hai điện tích bằng 10N. Nếu đặt hai điện tích đó trong dầu và để chúng cách nhau 8cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10N. Tính hằng số điện môi của dầu.

Hướng dẫn giải:

r1 = 12cm = 0.12 m, F1 = 10N, ε1 = 1

r2 = 8cm = 0.08m, F2 = 10N

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

Bài 2: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích điện tích giống nhau, được đặt cách nhau 10cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực là 0,009N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

Với F=0,009N, r=0,1m và q1=q2=q

Thay vào biểu thức ta suy ra được

Trên đây là lý thuyết và bài tập của vật lý 11 bài 1: Bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông mà chúng tôi đã soạn được. Hy vọng đây là một tài liệu bổ ích cho các em khi học vật lí 11. Chúc các em học tốt.