http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com
CHUYÊN ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 1
I KIẾN THỨC.
1. Vật nhiễm điện (vật mang điện, tích điện) là vật có khả năng hút được các vật nhẹ.
Có 3 hiện tượng nhiễm điện là nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do do tiếp xúc và nhiễm
điện do hưởng ứng.
2. Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét được gọi là
điện tích điểm.
3. Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút nhau.
4. Định luật Cu_Lông (Coulomb): 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 tích
độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng
Công thức:
2
21
.
r
qq
kF =
Với k =
9
0
10.9
.4
1=
επ
(
2
2
.
C
mN
)
q
1
, q
2
: hai điện tích điểm (C )
r : Khoảng cách giữa hai điện tích (m)
5.Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (môi trường đồng tính)
Điện môi là môi trường cách điện.
Các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong một điện
môi đồng chất, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giãm đi
ε
lần khi chúng được đặt
trong chân không:
2
21
.
.
r
qq
kF
ε
=
ε
: hằng số điện môi của môi trường. (chân không thì
ε
= 1)
6. Thuyết electron (e) dựa vào sự cư trú và di chuyển của các e để giải thích các hiện tượng
điện và các tính chất điện của các vật. Trong việc vận dụng thuyết e để giải thích các hiện tượng
nhiễm điện (do cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng), ta thừa nhận chỉ có e có thể di chuyển từ vật này
CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH - TƯƠNG TÁC ĐIỆN –
THUY
ẾT ELECTRON
–
B
ẢO TO
ÀN ĐI
ỆN TÍCH
http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com
CHUYÊN
ĐỀ
1:
Đ
I
Ệ
N TÍCH –
Đ
I
Ệ
N TR
ƯỜ
NG 2
sang vật kia hoặc từ điểm này đến điểm kia trên vật.
7. Chất dẫn điện là chất có nhiều điện tích tự do, chất cách điện (điện môi) không có điện
tích tự do.
8. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện
tích là không đổi.
*MỘT SỐ BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP
BÀI TOÁN 1: TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1.Tính lực tương tác điện giữa một electron và một prôtôn khi chúng đặt cách nhau 2.10
-
9
cm
A.9.10
-7
N B. 6,6.10
-7
N C.5,76. 10
-7
N D. 0,85.10
-7
N
HD.
2
21
.
r
qq
kF =
=>F= K.e
2
/r
2
= 5,76.10
-7
N
VD2. Bốn quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích + 2,3μC, -264.10
-7
C, - 5,9
μC, + 3,6.10
-5
C. Cho 4 quả cầu đồng thời tiếp xúc nhau sau đó tách chúng ra. Tìm điện tích
mỗi quả cầu?
A.+1,5 μC B.+2,5 μC C. - 1,5 μC D. - 2,5 μC
HD. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:
q1’=q2’=q3’=q4’ = ( q1+q2+q3+q4) =1,5 µC
VD3. Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10
-7
(C) và 4.10
-7
(C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N)
trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là
A,r = 0,6 (cm) B. r = 0,6 (m) C.r = 6 (m). D.r = 6 (cm)
HD. từ công thức
2
21
.
.
r
qq
kF
ε
=
→r
2
= k.
1 2
q q
F
ε
⇒
r=6 (cm)
VD4. Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng 2cm đẩy nhau một lực 1N. Tổng điện tích của
hai vật bằng 5.10
-5
C. Tính điện tích của mỗi vật:
A. q
1
= 2,6.10
-5
C; q
2
= 2,4.10
-5
C B. q
1
= 1,6.10
-5
C; q
2
= 3,4.10
-5
C
http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com
CHUYÊN
ĐỀ
1:
Đ
I
Ệ
N TÍCH –
Đ
I
Ệ
N TR
ƯỜ
NG 3
C.q
1
= 4,6.10
-5
C; q
2
= 0,4.10
-5
C D. q
1
= 3.10
-5
C; q
2
= 2.10
-5
C
HD.
2
21
.
r
qq
kF =
⇒
q
1
.q
2
= 4,45.10
-14
và q
1
+q
2
=5.10
-5
=> q
1
= 4,6.10
-5
C; q
2
= 0,4.10
-5
C
VD5. 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 10 N. Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau
8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N. Tính độ lớn các điện tích và hằng số điện môi
của dầu.
HD. Khi đặt trong không khí: |q
1
| = |q
2
| =
9
2
10.9
Fr
= 4.10
-12
C.
Khi đặt trong dầu: ε = 9.10
9
2
21
||
Fr
qq
= 2,25.
VD6. Hai điện tích q
1
và q
2
đặt cách nhau 15 cm trong không khí, chúng hút nhau với một lực F =
4 N. Biết q
1
+ q
2
= 3.10
-6
C; |q
1
| < |q
2
|. Xác định loại điện tích của q
1
và q
2
. Vẽ các véc tơ lực tác
dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q
1
và q
2
.
HD. Hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu;
vì q
1
+ q
2
> 0 và |q
1
| < |q
2
| nên q
1
< 0; q
2
> 0.
Véc tơ lực tương tác điện giữa hai điện tích:
Ta có: F = 9.10
9
2
21
||
r
qq
|q
1
q
2
| =
9
2
10
.
9
Fr
= 12.10
-12
; vì q
1
và q
2
trái dấu nên |q
1
q
2
| = - q
1
q
2
= 12.10
-12
(1) và q
1
+ q
2
= - 4.10
-6
(2).
Từ (1) và (2) ta thấy q
1
và q
2
là nghiệm của phương trình:
x
2
+ 4.10
-6
x - 12.10
-12
= 0
−=
=
−
−
6
2
6
1
10.6
10.2
x
x
. Kết quả
−=
=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.6
10.2
hoặc
=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.2
10.6
.
Vì |q
1
| < |q
2
| q
1
= 2.10
-6
C; q
2
= - 6.10
-6
C.
VD7. Hai điện tích q
1
và q
2
đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F
= 1,8 N. Biết q
1
+ q
2
= - 6.10
-6
C và |q
1
| > |q
2
|. Xác định loại điện tích của q
1
và q
2
. Vẽ các véc tơ
lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q
1
và q
2
.
HD. Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu; vì q
1
+ q
2
< 0 nên chúng đều là điện tích âm.
Véc tơ lực tương tác điện giữa hai điện tích:
Ta có: F = 9.10
9
2
21
||
r
qq
|q
1
q
2
| =
9
2
10
.
9
Fr
= 8.10
-12
; vì q
1
và q
2
cùng dấu nên |q
1
q
2
| = q
1
q
2
= 8.10
-12
(1) và q
1
+ q
2
= - 6.10
-6
(2). Từ (1) và (2) ta thấy q
1
và q
2
là nghiệm của phương trình:
x
2
+ 6.10
-6
x + 8.10
-12
= 0
http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com
CHUYÊN
ĐỀ
1:
Đ
I
Ệ
N TÍCH –
Đ
I
Ệ
N TR
ƯỜ
NG 4
−=
−=
−
−
6
2
6
1
10.4
10.2
x
x
. Kết quả
−=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.4
10.2
hoặc
−=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.2
10.4
.
Vì |q
1
| > |q
2
| q
1
= - 4.10
-6
C; q
2
= - 2.10
-6
C.
VD8. Hai điện tích q
1
và q
2
đặt cách nhau 30 cm trong không khí, chúng hút nhau với một lực F =
1,2 N. Biết q
1
+ q
2
= - 4.10
-6
C và |q
1
| < |q
2
|. Xác định loại điện tích của q
1
và q
2
. Vẽ các véc tơ lực
tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q
1
và q
2
.
HD. Hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu; vì q
1
+ q
2
< 0 và |q
1
| < |q
2
| nên q
1
> 0; q
2
< 0.
Ta có: F = 9.10
9
2
21
||
r
qq
|q
1
q
2
| =
9
2
10
.
9
Fr
= 12.10
-12
; vì q
1
và q
2
trái dấu nên |q
1
q
2
| = - q
1
q
2
= 12.10
-12
(1) và q
1
+ q
2
= - 4.10
-6
(2). Từ (1) và (2) ta thấy q
1
và q
2
là nghiệm của phương trình:
x
2
+ 4.10
-6
x - 12.10
-12
= 0
−=
=
−
−
6
2
6
1
10.6
10.2
x
x
. Kết quả
−=
=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.6
10.2
hoặc
=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.2
10.6
.
Vì |q
1
| < |q
2
| q
1
= 2.10
-6
C; q
2
= - 6.10
-6
C.
BÀI TOÁN 2: TỈ SỐ F
đ
/Fhd
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1. Mỗi prôtôn có khối lượng m= 1,67.10
-27
kg, điện tích q= 1,6.10
-19
C. Hỏi lực đẩy giữa hai
prôtôn lớn hơn lực hấp dẫn giữa chúng bao nhiêu lần ?
Đs: 1,23. 10
36
BÀI TOÁN 3: TÍNH LƯỢNG ĐIỆN TÍCH TRONG KHỐI CHẤT.
PP: Tính số hạt nguyên tử, phân tử trong khối chất theo công thức N = m.N
A
/M
Tính số hạt prôtn, số e trong nguyên tử, phân tử => điện tích.
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1. Tính lượng điện tích dương, âm chứa trong 11,2 lít khí hidrô ở đktc
VD2. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt
là q
1
= - 3,2.10
-7
C và q
2
= 2,4.10
-7
C, cách nhau một khoảng 12 cm.
Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác điện giữa chúng.
http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com
CHUYÊN
ĐỀ
1:
Đ
I
Ệ
N TÍCH –
Đ
I
Ệ
N TR
ƯỜ
NG 5
HD. Số electron thừa ở quả cầu A: N
1
=
19
7
10.6,1
10.2,3
−
−
= 2.10
12
electron.
Số electron thiếu ở quả cầu B: N
2
=
19
7
10.6,1
10.4,2
−
−
= 1,5.10
12
electron.
Lực tương tác điện giữa chúng là lực hút và có độ lớn:
F = 9.10
9
2
21
||
r
qq
= 48.10
-3
N.
BÀI TOÁN 4: TƯƠNG TÁC GIỮA 2 QUẢ CẦU GIỐNG NHAU SAU TIẾP XÚC
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt
là q
1
= - 3,2.10
-7
C và q
2
= 2,4.10
-7
C, cách nhau một khoảng 12 cm. Cho hai quả cầu tiếp xúc
điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó.
HD. Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi tách ra, điện tích của mỗi quả cầu là: q
'
1
= q
'
2
= q’
=
2
21
qq
+
= - 0,4.10
-7
C; lực tương tác điện giữa chúng bây giờ là lực hút và có độ lớn:
F’ = 9.10
9
2
'
2
'
1
||
r
qq
= 10
-3
N.
VD2. Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau
một lực bằng 1,2 N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì
chúng đẩy nhau với lực đẩy bằng lực hút. Tính điện tích lúc đầu của mỗi quả cầu.
HD. Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu.
Vì điện tích trái dấu nên:
|q
1
q
2
| = - q
1
q
2
=
9
2
10
.
9
Fr
=
12
10.
3
16
−
q
1
q
2
= -
12
10.
3
16
−
(1).
2
21
2
+qq
=
9
2
10
.
9
Fr
=
12
10.
9
48
−
q
1
+ q
2
= ± 6
10.
3
192
−(2).
Từ (1) và (2) ta thấy q
1
và q
2
là nghiệm của các phương trình:
3x
2
±
192
.10
-6
x - 16.10
-12
= 0
−=
=
−
−
6
2
6
1
10.58,5
10.96,0
x
x
hoặc
=
−=
−
−
6
2
6
1
10.58,5
10.96,0
x
x
Kết quả:
−=
=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.58,5
10.96,0
hoặc
=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.96,0
10.58,5
=
−=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.58,5
10.96,0
hoặc
−=
=
−
−
Cq
Cq
6
2
6
1
10.96,0
10.58,5
