Luc tuong tac tinh dien

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (253.56 KB, 9 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHƯƠNG I:ĐIỆN TÍCH.ĐIỆN TRƯỜNG

CHỦ ĐỀ 1:LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN

DẠNG 1: 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.

Trong đó: k = 9.109N.m2/C2.
q ❑1 , q ❑2 : độ lớn hai điện tích (C )
r: khoảng cách hai điện tích (m)

ε : hằng số điện môi . Trong chân không và khơng khí ε =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.

-Cơng thức trên cịn 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: |q|=n.e

+ Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e
+ Vật thừa electron (tích điện âm): q = – n.e
Với: e=1,6 .10−19C : là điện tích nguyên tố.

n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu.
3.Môt số hiện tượng

 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

B.BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1. Hai điện tích q1=2. 10−8C , q2=−10−8C đặt cách nhau 20cm trong khơng khí. Xác định độ lớn và vẽ

hình lực tương tác giữa chúng?

ĐS: 4,5 . 10−5N
Bài 2. Hai điện tích q1=2. 10−6C , q2=−2 .10−6C đặt tại hai điểm A và B trong khơng 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 khơng khí thì lực tương tác giữa chúng là 2. 10−3 N. Nếu
với khoảng cách đó mà đặt trong điện mơi thì lực tương tác giữa chúng là 10−3 N.

F=

1 2
2

q q
k

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

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

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

ĐS: ε=2 ; 14,14cm.
 Bài 4. Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động trịn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo trịn 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)



= 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 mơi



=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.

____________________________________________________________________________________________

DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCH.
A.LÍ THUYẾT

Dạng 2: Xác định độ lớn và dấu các điện tích.
- Khi giải dạng BT này cần chú ý:

 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì:

|

q1

|

q2|

 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: q1=−q2

 Hai điện tích bằng nhau thì: q1=q2 .

 Hai điện tích cùng dấu: q1.q2>0⇒

|

q1.q2

|

=q1.q2 .

 Hai điện tích trái dấu: q1.q2<0⇒

|

q1.q2

|

=− q1.q2

- Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra

|

q1.q2| sau đó tùy điều kiện bài tốn chúng ra sẽ tìm
được q1 và q2.

- Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm

|

q1|;

|

q2|
2.1/Bài tập ví dụ:

Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 5cm trong chân không thì hút nhau bằng một lực
0,9N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.

Tóm tắt:

|

q1|=

|

q2|

r=5 cm=0,05m

F=0,9N , lực hút.

q1=? q2=?

Giải.

Theo định luật Coulomb:
F=k.

|

q1.q2

|

r2 ⇒

|

q1.q2|=
F.r2

k
⇔

|

q1.q2|=0,9. 0,05

9 . 109 =25 .10
−14

Mà

|

q1

|

q2| nên ⇒

|

q1|2=25 .10−14

|

q2

|

q1|=5 . 10

−7

C
Do hai điện tích hút nhau nên: q1=5. 10

−7

C ; q2=−5 .10

−7
C

hoặc: q1=−5 .10

−7

C ; q2=5. 10

−7

C
B.BÀI TẬP TỰ LUẬN

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

a/ Xác định dấu và độ lớn hai điện tích đó.

b/ Để lực tương các giữa hai điện tích đó tăng 3 lần thì phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai điện tích đó bao
nhiêu lần? Vì sao? Xác định khoảng cách giữa hai điện tích lúc đó.

ĐS: a/ q1=q2=10

−8

C ; hoặc q1=q2=−10

−8
C

b/Giảm

√

3 lần; r ' ≈5,77 cm

Bài 2. Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25cm trong điện môi có hằng số điện mơi bằng 2 thì lực 
tương tác giữa chúng là 6,48.10-3 N.

a/ Xác định độ lớn các điện tích.

b/ Nếu đưa hai điện tích đó ra khơng khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế
nào? Vì sao?

c/ Để lực tương tác của hai điện tích đó trong khơng khí vẫn là 6,48.10-3 N thì phải đặt chúng cách nhau bằng bao 
nhiêu?

ĐS: a/

|

q1

|

q2|=3 . 10−7C ; b/ tăng 2 lần c/ rkk=rđm.

√

ε ≈35,36 cm .

Bài 3. Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 50cm, hút nhau bằng một lực 0,18N. Điện tích tổng cộng của hai vật là 
4.10-6C. Tính điện tích mỗi vật?

ĐS:

|

q1.q2

|

=5 . 10−12

q1+q2=4 . 10−6

⇔

¿q1.q2=−5. 10−12

q1+q2=4 . 10

−6

⇒
¿q1=−10−6C

q2=5 . 10−6C

¿{

Bài 5. Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau 1 khoảng 5 cm, giữa chúng xuất
hiện lực đẩy F = 1,6.10-4 N.

a.Hãy xác định độ lớn của 2 điện tích điểm trên?

b.Để lực tương tác giữa chúng là 2,5.10-4N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?
ĐS: 667nC và 0,0399m

Bài 6 Hai vật nhỏ đặt trong khơng 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.

ĐS: q1 2.10 5C



 ; q2 105C



Bài 7. Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1 và q2 đặt trong khơng khí cách nhau 2 cm, đẩy
nhau bằng một lực 2,7.10-4 N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chú đẩy nhau bằng một lực
3,6.10-4 N. Tính q1, q2 ?

ĐS: q1 2.10 9C



 ; q2 6.109Cvà q12.109C ; q2 6.109C và đảo lại

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Bài 10. Hai quả cầu nhỏ tích điện q1= 1,3.10 -9 C ,q2 = 6,5.10-9 C đặt cách nhau một khoảng r trong chân khơng thì
đẩy nhau với một những lực bằng F. Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong
một chất điện mơi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F.

a, Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó. b, Biết F = 4,5.10 -6 N ,tìm r

ĐS: ε=1,8. r=1,3cm
---

-DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH

A.LÍ THUYẾT

Dạng 3: Hợp lực do nhiều điện tích tác dụng lên một điện tích.

* Phương pháp: Các bước tìm hợp lực ⃗Fo do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo:
Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình).

Bước 2: Tính độ lớn các lực F10; F20.. . , Fno lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo.

Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực ⃗F10;⃗F20 ....Fn0



Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực ⃗F

o .
+ Các trường hợp đặc biệt:

2 Lực:

Góc  bất kì:  là góc hợp bởi hai vectơ lực.

F02 F102 F202 2F F10 20.cos

3.1/ Bài tập ví dụ:

Trong chân khơng, cho hai điện tích q1=−q2=10

−7

C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 8cm. Tại điểm C nằm
trên đường trung trực của AB và cách AB 3cm người ta đặt điện tích qo=10−7C . Xác định lực điện tổng hợp
tác dụng lên qo.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

q1=10−7C

q2=−10−7C
qo=10

−7

C ;AB=8 cm;AH=3 cm

⃗F

o=? 
Giải:

Vị trí các điện tích như hình vẽ.

+ Lực do q1 tác dụng lên qo:
F10=k

|

q1q0|

AC2 =9. 10

9|10−7.10−7

|

0,052 =0,036N
+ Lực do q2 tác dụng lên qo:

F20=F10=0,036N ( do

|

q1

|

q2| )

+ Do F20=F10 nên hợp lực Fo tác dụng lên qo:
Fo=2F10. cosC1=2 .F10. cosA=2.F10.AH

AC
Fo=2. 0,036 .4

5=57,6 . 10
−3

N
+ Vậy ⃗F

o có phương // AB, cùng chiều với vectơ ⃗AB (hình vẽ) và có độ lớn:
Fo=57,6 .10−3N

B.BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1. Cho hai điện tích điểm q1 2.10 7C q; 2 3.10 7C

 

  đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau

5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo 2.10 7C



 trong hai trường hợp:

a/ qođặt tại C, với CA = 2cm; CB = 3cm.

b/ qođặt tại D với DA = 2cm; DB = 7cm.

ĐS: a/ Fo 1,5N ; b/ F 0,79N.

Bài 2. Hai điện tích điểm q1 3.10 8C q; 2 2.108C

 

  đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 5cm. Điện

tích qo 2.10 8C



 đặt tại M, MA = 4cm, MB = 3cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo.

ĐS: Fo 5, 23.10 3N



 .

Bài 3. Trong chân khơng, cho hai điện tích q1 q2 10 7C



  đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm. Tại điểm C

nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 5cm người ta đặt điện tích qo=10−7C . Xác định lực điện tổng
hợp tác dụng lên qo.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Bài 4. Có 3 diện tích điểm q1 =q2 = q3 =q = 1,6.10-6 c đặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC
cạnh a= 16 cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích.

Bài 5. Ba quả cầu nhỏ mang điện tích q1 = 6.10 -7 C,q2 = 2.10 -7 C,q3 = 10 -6 C theo thứ tự trên một đường thẳng
nhúng trong nước nguyên chất có



= 81..Khoảng cách giữa chúng là r12 = 40cm,r23 = 60cm.Xác định lực điện tổng
hợp tác dụng lên mỗi quả cầu.

Bài 6. Ba điện tích điểm q1 = 4. 10-8 C, q2 = -4. 10-8 C, q3 = 5. 10-8 C. đặt trong khơng khí tại ba đỉnh của một tam
giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ?

Bài 7. Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong khơng khí (AB = 10 cm). Xác định lực tác
dụng lên q3 = 8.10-8 C , nếu:

a. CA = 4 cm, CB = 6 cm. b. CA = 14 cm, CB = 4 cm. c. CA = CB = 10 cm.d. CA=8cm, CB=6cm.

Bài 8. 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.

ĐS:7,2.10-5N

___________________________________________________________________________________________
DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH

A.LÍ THUYẾT

Dạng 4: Điện tích cân bằng.

* Phương pháp:

Hai điện tích :

Hai điện tích q q1; 2 đặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích qođể qo cân bằng:

- Điều kiện cân bằng của điện tích qo:

10 20 0

o

F⃗ F⃗ F⃗ ⃗  F10 F20

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>



⃗F10↑↓⃗F20

F10=F20

¿{

(1)

(2)

+ Trường hợp 1: q q1; 2 cùng dấu:

Từ (1)  C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB (*)

Ta có:

1 2

2 2

1 2

q q

r r

+ Trường hợp 2: q q1; 2trái dấu:

Từ (1)  C thuộc đường thẳng AB: AC BC AB(* ’)

Ta cũng vẫn có:

1 2

2 2

1 2

q q

r r

- Từ (2)  q AC2 . 2 q BC1. 2 0 (**)

- Giải hệ hai pt (*) và (**) hoặc (* ’) và (**) để tìm AC và BC.
* Nhận xét:

- Biểu thức (**) khơng chứa qo nên vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của qo.

-Vị trí cân bằng nếu hai điện tích trái dấu thì điểm cân bằng nằm ngồi đoạn AB về phía điện tích có độ lớn nhỏ 
hơn.cịn nếu hai điện tích cùng dấu thì nằm giữa đoạn nối hai điện tích.

Ba điện tích:

- Điều kiện cân bằng của q0 khi chịu tác dụng bởi q1, q2, q3:
+ Gọi ⃗F0 là tổng hợp lực do q1, q2, q3 tác dụng lên q0:

⃗F

0=⃗F10+⃗F20+ ⃗F30=⃗0

+ Do q0 cân bằng: ⃗F
0=⃗0

A C B

r1 r2

q2
q0

A B

C r1

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

⇒

⃗

F10+⃗F20+⃗F30=⃗0
⃗F=⃗F

10+ ⃗F20
⃗

F ↑↓⃗F
30

F=F30

¿}⇒⃗F+ ⃗F30=⃗0⇔{

B.BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1. Hai điện tích q1 2.10 8C q; 2 8.10 8C

 

  đặt tại A và B trong khơng khí, AB = 8cm. Một điện tích qođặt tại

C. Hỏi:

a/ C ở đâu để qo cân bằng?

b/ Dấu và độ lớn của qo để q q1; 2 cũng cân bằng?

ĐS: a/ CA = 8cm; CB = 16cm; b/ qo 8.10 8C



 .

Bài 2. Hai điện tích q1 2.10 8C q; 2 1,8.10 7C

 

  đặt tại A và B trong khơng khí, AB = 8cm. Một điện tích q3đặt

tại C. Hỏi:

a/ C ở đâu để q3 cân bằng?

b*/ Dấu và độ lớn của q3 để q q1; 2 cũng cân bằng?

ĐS: a/ CA = 4cm; CB = 12cm; b/ q3 4,5.10 8C



 .

Bài 3*. Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi quả có điện tích q và khối lượng m = 10g được treo bởi hai sợi dây cùng 
chiều dài l30cm vào cùng một điểm O. Giữ quả cầu 1 cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu 2 sẽ bị
lệch góc 60o so với phương thẳng đứng. Cho g10 /m s2. Tìm q?

ĐS:

mg

q l C

k



 

Bài 4. Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4. 10-8 C đặt tại A và B cách nhau 9 cm trong chân không.
a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?

b. Xác định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 3. 10-6 C đặt tại trung điểm AB.
c. Phải đặt điện tích q3 = 2. 10-6 C tại đâu để điện tích q3 nằm cân bằng?

Bài 5. Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4. 10-6C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong khơng khí. Phải đặt điện tích q3
= 4. 10-8C tại đâu để q3 nằm cân bằng?

Bài 6. Hai điện tích q1 = - 2. 10-8 C, q2= -8. 10-8 C đặt tại A và B trong khơng khí, AB = 8 cm.Một điện tích q3 đặt
tại C. Hỏi: a. C ở đâu để q3 cân bằng? b. Dấu và độ lớn của q3 để q1 và q2 cũng cân bằng ?

Bài 7: Ba quả cầu nhỏ khối lượng bằng nhau và bằng m, được treo vào 3 sợi dây cùng chiều dài l và được buộc vào
cùng một điểm. Khi được tách một điện tích q như nhau, chúng đẩy nhau và xếp thành một tam giác đều có cạnh a.
Tính điện tích q của mỗi quả cầu?

ĐS:

2 2

3(3 )

ma g

k l  a

Bài 8:Cho 3 quả cầu giống hệt nhau, cùng khối lượng m và điện tích.Ở trạng thái cân bằng vị trí ba quả cầu và
điểm treo chung O tạo thành tứ diện đều. Xác định điện tích mỗi quả cầu?

ĐS: 6

mg

q l

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9></div>