Giải vật lí 11 bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông
Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông - sách giáo khoa vật lí 11. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 11 bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông nhé.
[toc:ul]
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Điện tích. Điện tích điểm
Sự nhiễm điện của các vật: Khi cọ xát các vật như thanh thủy tinh, thanh nhựa,.... vào dạ hoặc lụa,.. thì chúng có thể hút các vật nhỏ nhẹ khác như giấy vụn, sợi bông,... (nhiễm điện do cọ xát).
Điện tích: là vật mang điện (vật nhiễm điện).
Điện tích điểm: là vật tích điện (điện tích) có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta đang xét.
Tương tác điện: là sự đẩy hay hút nhau giữa các điện tích.
- Các điện tích cùng loại (cùng dấu) thì đẩy nhau.
- Các điện tích điểm khác loại (cùng dấu) thì hút nhau.
2. Định luật Cu - lông
Định luật Cu - lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Biểu thức: $F = k.\frac{\left | q_{1}.q_{2} \right |}{r^{2}}$.
Trong đó:
F: Lực tĩnh điện (N).
$k = 9.10^{9}$: hệ số tỉ lệ ($\frac{N.m^{2}}{C^{2}}$).
q1 ,q2: độ lớn của hai điện tích (C).
r: khoảng cách giữa hai điện tích (m).
Điện môi: Môi trường cách điện.
Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính: khi hai điện tích đặt trong môi trường điện môi thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi $\varepsilon $ lần. $\varepsilon $ được gọi là hằng số điện môi.
Chú ý: $\varepsilon \geq 1$; Với chân không $\varepsilon = 1$.
Ý nghĩa của hằng số điện môi: Cho biết khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tương tác giữa chúng sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với khi chúng đặt trong chân không.
II. GIẢI BÀI TẬP
Giải câu 1: Điện tích điểm là gì?...
Điện tích điểm là gì?
Bài giải:
Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.
Giải câu 2: Phát biểu định luật Cu-lông...
Phát biểu định luật Cu-lông.
Bài giải:
Định luật Cu-lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Biểu thức: $F = k.\frac{\left | q_{1}.q_{2} \right |}{r^{2}}$.
Trong đó:
F: Lực tĩnh điện (N).
$k = 9.10^{9}$: hệ số tỉ lệ ($\frac{N.m^{2}}{C^{2}}$).
q1 ,q2: độ lớn của hai điện tích (C).
r: khoảng cách giữa hai điện tích (m).
Giải câu 3: Lực tương tác giữa hai điện tích...
Lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong điện môi sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn khi đặt trong chân không?
Bài giải:
Lực tương tác giữa các điện tích khi đặt trong một môi trường điện môi sẽ nhỏ hơn $\varepsilon $ lần lực tương tác giữa các điện tích khi đặt trong chân không.
$\varepsilon $: được gọi là hằng số điện môi
Giải câu 4: Hằng số điện môi ủa một chất cho...
Hằng số điện môi ủa một chất cho chúng ta biết điều gì?
Bài giải:
Hằng số điện môi cho biết tính chất điên của một chất cách điện. Nó cho biết khi đặt các điện tích trong đo thì lực tác dụng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.
Giải câu 5: Chọn câu đúng. Khi tăng đồng thời...
Chọn câu đúng.
Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng.
A. tăng lên gấp đôi.
B. giảm đi một nửa.
C. giảm đi bốn lần.
D. không thay đổi.
Bài giải:
Chọn đáp án D
Giải thích: Áp dụng định luật Cu-lông, ta có:
Lực tương tác giữa hai điện tích lúc ban đầu là: $F = k.\frac{\left | q_{1}.q_{2} \right |}{r^{2}}$.
Lực tương tác giữa hai điện tích lúc sau là: $F = k.\frac{\left | 2q_{1}.2q_{2} \right |}{(2r)^{2}} = k.\frac{\left | q_{1}.q_{2} \right |}{r^{2}}$.
Giải câu 6: Trong các trường hợp nào sau đây...
Trong các trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm ?
A. Hai thanh nhựa đặt cạnh nhau.
B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt cạnh nhau.
C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau.
D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau.
Bài giải:
Chọn đáp án C.
Giải thích: Khi hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau thì khoảng cách của chúng rất lớn xo với kích thước của chúng nên có thể coi là điện tích điểm.
Giải câu 7: Nêu điểm giống nhau và khác nhau...
Nêu điểm giống nhau và khác nhau giữa định luật Cu-lông và định luật vạn vật hấp dẫn.
Bài giải:
Định luật Cu-lông | Định luật vạn vật hấp dẫn | |
| Giống nhau |
| |
| Khác nhau | Bản chất: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm (lực điện). Độ lớn của lực lớn hơn lực hấp dẫn | Bản chất: Lực tương tác giữa hai vật có khối lượng m (lực cơ học). Độ lớn rất nhỏ |
Giải câu 8: Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích...
Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10 cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực là 9.10-3 N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.
Bài giải:
Áp dụng định luật Cu-lông, ta có:
$F = k.\frac{\left | q.q \right |}{r^{2}}$
$\Leftrightarrow $ $q = \sqrt{\frac{F.r^{2}}{k}} = \sqrt{\frac{9.10^{-3}.(10.10^{-2})^{2}}{9.10^{9}}} = \pm 10^{-7}$ (C)