Chuyên đề Điện tích - Định luật Cu - lông - Vật Lý lớp 11

PAGE \* MERGEFORMAT 5

CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM VẬT LÍ 11

CHUYÊN ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CU − LÔNG

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

+ Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích.

+ Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát.

+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

+ Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích 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.

+ Trong môi trường có hằng số điện môi ε thì

+ Hằng số điện môi ε là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho 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.

+ Đơn vị điện tích là Cu−lông (C).

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

 Phương pháp giải:

+ Điện tích của electron −1,6.10−19C.

+ Điện tích của proton 1,6.10−19C.

+ Điện tích e = 1,6.10−19C gọi là điện tích nguyên tố.

+ Độ lớn điện tích của một vật tích điện bao giờ cũng bằng một số nguyên lần điện tích nguyên tố.

+ Khi cho hai quả cầu kim loại giống hệt nhau tích điện q1 và q2 tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhau và bằng (q1 + q2)/2+ Lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

Điểm đặt lên mỗi điện tích.

Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích.

Chiều: đẩy nhau nếu cùng dấy, hút nhau nếu trái dấu

+ Độ lớn: với

DẠNG 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH 

ε là hằng số điện môi của môi trường (trong chân không hoặc gần đúng là không khí thì ε = 1).

+ Viết định luật Cu−lông dạng độ lớn:

VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1. Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử heli với một êlecron trong vỏ nguyên tử. Cho rằng electron này nằm cách hạt nhân 2,94.10−11 m.

A. 0,533 µN. B. 5,33 µN. C. 0,625 µN. D. 6,25 µN.

Câu 1. Chọn đáp án A

 Lời giải:

+

Chọn đáp án A

Câu 2. Hai quả cầu nhỏ mang điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10 cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực 9.10−3 N. Xác định độ lớn điện tích của hai quả cầu đó.

A. 0,1 µC. B. 0,2 µC. C. 0,15 µC. D. 0,25 µC.

Câu 2. Chọn đáp án A

 Lời giải:

+

Chọn đáp án A

Câu 3. (Đề chính thức của BGDĐT − 2018) Trong không khí, khi hai điện tích điểm đặt cách nhau lần lượt là d và d + 10 (cm) thì lực tương tác điện giữa chúng có độ lớn tương ứng là 2.10−6N và 5.10−7N. Giá trị của d là

A. 5 cm. B. 20 cm. C. 2,5 cm. D. 10 cm.

Câu 3. Chọn đáp án B

 Lời giải:

+

Chọn đáp án B

Câu 4. Xét nguyên tử heli, gọi Fd và Fhd lần lượt là lực hút tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa một electron và hạt nhân. Điện tích của electron: −1,6.10−19C. Khối lượng của electron: 9,1.10−31kg. Khối lượng của heli: 6,65.10−27kg. Hằng số hấp dẫn: 6,67.10−11 m3/kg.s2. Chọn kết quả đúng

A. B.

C. D.

Câu 4. Chọn đáp án A

 Lời giải:

+ Ta có:

Đáp án A.

Câu 5. Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng F. Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F. Tính hằng số điện môi của dầu:

A. 1,5. B. 2,25. C. 3 D. 4,5.

Câu 5. Chọn đáp án B

 Lời giải:

+ Áp dụng định luật Cu long khi đặt trong chân không và khi đặt trong dầu:

Đáp án B.

Câu 6. Biết điện tích của electron: −1,6.10−19C. Khối lượng của electron: 9,1.10−31kg. Giả sử trong nguyên tử heli, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo 29,4 pm thì tốc độ góc của electron đó sẽ là bao nhiêu?

A. 1,5.1017 (rad/s). B. 4,15.106 (rad/s). C. 1.41.1017 (rad/s). D. 2,25.1016 (s).

Câu 6. Chọn đáp án C

 Lời giải:

* Lực hút tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm:

Chú ý: Công thức liên hệ

Đáp án C.Câu 7. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F = 1,8 N. Biết q1 + q2 = − 6.10−6C và |q1| > |q2|.

+ Xác định loại điện tích của q1 và q2.

+ Tính q1 và q2.

Hướng dẫn:

+ Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu; vì q1 + q2 < 0 nên chúng đều là điện tích âm.

+ Từ

Câu 8. Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 10 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 5,4 N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau một lực bằng 5,625 N. Điện tích lúc đầu của quả cầu thứ nhất không thể là

A. 5 µC. B. 6 µC. C. −6 µC. D. −1 µC.

Câu 8. Chọn đáp án A

 Lời giải:

+ Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu:

+ Sau khi tiếp xúc, điện tích mỗi quả cầu là:

Đáp án A.

Câu 9. Trong không khí, hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,1 g được treo vào một điểm bằng hai sợi dây nhẹ, cách điện, có độ dài bằng nhau. Cho hai quả cầu nhiễm điện thì chúng đẩy nhau. Khi hai quả cầu cân bằng, hai dây treo hợp với nhau một góc 30°. Lấy g = 10 m/s2. Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu có độ lớn là

A. 2,7.10−5N. B. 5,8.10−4N. C. 2,7.10−4N. D. 5,8.10−5N

Câu 9. Chọn đáp án B

 Lời giải:

• Mỗi quả cầu chịu tác dụng của ba lực:

+ Trọng lực hướng thẳng đứng từ trên xuống có độ lớn mg.

+ Lực đẩy Cu – lông theo phương ngang, chiều đẩy nhau, có độ lớn F.

+ Lực căng sợi dây T

• Khi hệ cân bằng, hợp lực cân bằng với

Chọn đáp án CCâu 10. Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng m = 0,2 kg, được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài 0,5 m. Khi mỗi quả cầu tích điện q như nhau, chúng tách nhau ra một khoảng r = 5 cm. Lấy g = 10 m/s2. Xác định độ lớn của q.

A. 1,7.10−7 C B. 5,3.10−7 C C. 8,2.10−7 C D. 8,2.10−9 C

Câu 10. Chọn đáp án B

 Lời giải:

• Khi hệ cân bằng:

Chọn đáp án BCâu 11. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60°. Tính điện tích đã truyền cho quả cầu. Lấy g = 10 m/s2.

A. 5,3.10−9 C B. 3,58.10−7 C C. 1,79.10−7 C D. 8,2.10−9 C

Câu 11. Chọn đáp án B

 Lời giải:

• Khi một quả cầu tích điện tích q thì sau khi tiếp xúc mỗi quả cầu có điện tích 0,5q.

• Hệ cân bằng:

C

Chọn đáp án BCâu 12. Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1 và q2, đuợc treo vào chung một điểm O bằng hai sợi dây chỉ mảnh, không dãn, dài bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa hai dây treo là 60°. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi thả ra thì chúng đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa hai dây treo bây giờ là 90°. Tỉ số q1/q2 có thể là

A. 0,03. B. 0,085. C. 10. D. 9.

Câu 12. Chọn đáp án B

 Lời giải:

+ Hệ cân bằng lúc đầu:

+ Hệ cân bằng sau đó:

Chọn đáp án BCâu 13. Hai hạt có khối lượng m1, m2, mang điện tích bằng nhau và bằng q chuyển động không ma sát dọc theo trục x'x trong không khí. Khi hai hạt này cách nhau 2,6 cm thì gia tốc của hạt 1 là 4,41.103 m/s2, của hạt 2 là 8,40.103 m/s2. Bỏ qua lực hấp dẫn. Nếu m1 = 1,6 mg thì m2q gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 1,8.10−14 kgC B. 1,9.10−14kgC C. 1,6.1014 kgC D. 8,2.10−9 kgC

Câu 13. Chọn đáp án B

 Lời giải:

+ Theo định luật II Niu – tơn:

Chọn đáp án B

CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM, ÔN THI CÓ: đủ dạng toán– phương pháp giải cụ thể- lời giải chi tiết- file Word bản đẹp “Có thể biên soạn dạy THÊM- soạn GA chuyên đề, giáo án Tự chọn”, Ai cần liên hệ sđt: 0984036691

Phía trên là 1 đoạn demo

Lưu ý: “Những giáo viên bận quá, ko có thời gian, cần biên soạn Giáo án, tài liệu dạy môn Vật lí 10-11-12 theo ý tưởng của bản thân, nếu có nhu cầu thì cứ Alo”

DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TƯƠNG TÁC GIỮA NHIỀU ĐIỆN TÍCH

+ Xét hệ điện tích q1, q2, q3… đặt trong không khí.

+ Lực tương tác của điệnt ích q1, q2, q3… lên điện tích q0:

+ Hợp lực tác dụng lên điện tích q0:

+ Trọng lực tác dụng lên vật đặt tại trọng tâm của vật và hướng thẳng đứng từ trên xuống:

+ Khi có ba điện tích đặt tự do, ở trong trạng thái cân bằng thì lực điện tác dụng lên mỗi điện tích cân bằng nhau. Điều đó có nghĩa là tất cả các lực phải có cùng một giá hay ba điện tích phải nằm trên cùng một đường thẳng và chỉ có thể xảy ra một trong hai trường hợp như hình vẽ.