Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông (Chuẩn kĩ năng)

CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG 
Chuû ñeà 1: ÑIEÄN TÍCH. LÖÏC ÑIEÄN. ÑIEÄN TRÖÔØNG. 
 Cách xác định lực tương tác: 
- Phương của lực tương tác nằm trên đường thẳng nối hai điện tích 
- Chiều: ◊Nếu hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau. 
	 ◊ Nếu hai điện tích trái dấu thì hút nhau. 
	*Hai điện tích cùng dấu 
* Hai điện tích trái dấu 
Phương của lực tương tác 
r 
r 
r 
K/c giữa hai điện tích 
q 1 
q 2 
q 1 
q 1 
q 2 
q 2 
 
* ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 
 Ở một hệ vật cô lập về điện, nghĩa là không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số. 
M 
Q 
Q’ 
N 
Phương của 
r 
r 
BAØI TAÄP VAÄN DUÏNG 
Bài 1: Hai điện tích điểm dương q 1 và q 2 có cùng độ lớn điện tích là 8.10 -7 C được đặt trong không khí cách nhau 10 cm.	 
a. Hãy xác định lực tương tác giữa hai điện tích đó. 
b. Đặt hai điện tích đó vào trong môi trường có hằng số điện môi là  =2 thì lực tương tác giữa chúng sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa chúng là không đổi (bằng lực tương tác khi đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa chúng khi đặt trong môi trường có hằng số điện môi  =2 là bao nhiêu ? 
ĐS: 0,576N; 0,288N; 7cm 
Daïng 1 : XAÙC ÑÒNH LÖÏC TÖÔNG TAÙC CUÛA CAÙC ÑIEÄN TÍCH ÑIEÅM 
Bài 2: Hai điện tích điểm như nhau đặt trong chân không cách nhau một đoạn 4 cm, lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 10 -5 N. 
	a. Tìm độ lớn mỗi điện tích. 
	b. Tìm khoảng cách giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 2,5. 10 -6 N. 
ĐS: 1,3.10 -9 C; 8cm 
Bài 3: Hai vật nhỏ đặt trong không 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: 2.10 -5 C; 10 -5 C 
Bài 4: Hai điện tích q 1 = 8.10 -8 C, q 2 = - 8.10 -8 C đặt tại A và B trong không khí (AB = 6 cm). Xác định lực tác dụng lên q 3 = 8.10 -8 C , nếu q 3 đặt tại C có: 
	a. CA = 4 cm, CB = 2 cm.	 
	b. CA = 4 cm, CB = 10 cm.	 
	c. CA = CB = 5 cm. 
Đ s: 0,18 N; 30,24.10 -3 N; 27,65.10 -3 N 
Bài 5: Ba điện tích điểm q 1 = 4. 10 -8 C, q 2 = -4. 10 -8 C, q 3 = 5. 10 -8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q 3 ? 
ĐS: 45.10 -3 N 
 Bài 6: Hai điện tích q 1 = -4.10 -8 C, q 2 = 4. 10 -8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10 -9 C khi: 
	a. q đặt tại trung điểm O của AB. 
	b. q đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm. 
Bài 7 : Ba điện tích q 1 = 27.10 -8 C; q 2 = 64.10 -8 C; q 3 =- 10 -7 C đặt tại ba đỉnh của tam giác ABC vuông tại C. cho AC = 30cm; BC = 40cm. 
	Xác định lực tác dụng lên q 3 ,biết hệ thống đặt trong không khí. 
A 
B 
C 
+q 1 
+q 2 
-q 3 
 Bài 8: Hai điện tích dương q 1 = q và q 2 = 4q đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Phải đặt điện tích q 0 ở đâu, bằng bao nhiêu để q 0 nằm cân bằng? 
q 1 
q 2 
q 0 
q 0 
q 0 không thể cân bằng 
q 0 không thể cân bằng 
	 Bài 9: Hai điện tích q 1 =2.10 -8 C; q 2 = -8.10 -8 C đặt tại A, B trong không khí cách nhau AB = 8cm. Một điện tích q 3 đặt tại C. Hỏi 
	a. C ở đâu để q 3 nằm cân bằng? 
	b. Dấu và độ lớn của q 3 để q 1 , q 2 cũng cân bằng? 
	 Bài 10: Hai quả cầu nhỏ như nhau, cùng khối lượng m, cùng bán kính r, điện tích q được treo bằng hai dây mảnh cùng chiều dài l vào cùng một điểm. Do lực tương tác Coulomb, mỗi dây lệch một góc  so với phương thẳng đứng. Nhúng hai quả cầu vào dầu có  = 2, người ta thấy góc lệch vẫn là  . Tính khối lượng riêng D của quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là D 0 = 0,8.10 3 kg/m 3 . 
Bài 11 : Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m=0,6g được treo trong không khí bằng hai sợi dây nhẹ dài l = 50cm vào cùng một điểm. Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau chúng đẩy nhau và cách nhau một khoảng R = 6cm. 
Tính điện tích của mỗi quả cầu. 
Nhúng hệ thống vào rượu ( =27), tính khoảng cách R’ giữa hai quả cầu, bỏ qua lực đẩy Acsimet. 
	Cho biết khi  nhỏ thì sin  = tan  
CÁCH TÌM LỰC TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐiỆN TÍCH 
Nếu một vật có điện tích q chịu tác dụng của nhiều lực: thì lực tổng hợp tác dụng lên q xác định bởi: 
- Nếu cùng phương: 
* cùng chiều : F = F 1 + F 2 
* ngược chiều: F = 
- Nếu F = 
- Nếu cùng độ lớn và hợp với nhau một góc : 
	F = 2OH = 2F 1 cos / 2 
O 
H 
 
Tổng quát, khi 
Bài 1: Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q 1 và q 2 đặt trong không 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, chúng đẩy nhau bằng một lực 3,6.10 -4 N. Tính q 1 và q 2 ? 
Đ s: 6.10 -9 C , 2. 10 -9 C. 
-6. 10 -9 C, -2. 10 -9 C 
Daïng 2 : AÙP DUÏNG ÑÒNH LUAÄT BAÛO TOAØN ÑIEÄN TÍCH 
 Bài 2 : Hai quả cầu giống nhau mang điện tích, đặt cách nhau r = 20cm, chúng hút nhau một lực F = 4.10 -3 N. Sau đó cho chúng tiếp xúc nhau và đưa về vị trí cũ thì thấy chúng đẩy nhau bằng một lực F’ = 2,25.10 -3 N. Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. 
	 Bài 3 : 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. 
Đs: 40,8 N. 
	Bài 4: Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau có điện tích cùng dấu q và 4q ở cách nhau một khoảng r. Sau khi cho hai hòn bi tiếp xúc nhau, để cho lực tương tác giữa chúng không thay đổi, ta phải đặt chúng cách một khoảng r’. Tìm r’ ? 
Đs: r’ = 1,25 r. 
* Cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm 
+ Áp dụng công thức tính E = 
+ Biểu diễn véc tơ 
Daïng 3: XAÙC ÑÒNH CÖÔØNG ÑOÄ ÑIEÄN TRÖÔØNG 
M 
Q 
Q’ 
N 
Phương của 
r 
r 
Cường độ điện trường gây bởi hệ nhiều điện tích điểm 
Lưu ý véc tơ được xác định giống 
như véc tơ lực tổng hợp 
 BÀI 1 : Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10 -8 C một khoảng 3 cm. 
 Bài 2 : Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E = 3. 10 4 V/m tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm. Tính độ lớn điện tích Q ? 
 Bài 3 : Một điện tích điểm q = 10 -7 C đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng của một lực F = 3.10 -3 N. Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại M có độ lớn là bao nhiêu ? 
Bài 4 : Cho hai điện tích q 1 = 4. 10 -10 C, q 2 = -4. 10 -10 C, đặt tại A và B trong không khí biết AB = 2 cm. Xác định vectơ cường độ điện trường tại: 
	a. H, là trung điểm của AB. 
	 b. M, MA = 1 cm, MB = 3 cm. 
	c. N, biết rằng NAB là một tam giác đều. 
Bài 5: Hai điện tích q 1 = 8. 10 -8 C, q 2 = -8. 10 -8 C đặt tại A và B trong không khí biết AB = 4 cm. Tìm vectơ cường độ điện trường tại C trên đường trung trực của AB và cách AB 2 cm, suy ra lực tác dụng lên điện tích q = 2. 10 -9 C đặt tại C. 
	 Bài 6 : Hai điện tích điểm q 1 = 2. 10 -2 µC, q 2 = -2. 10 -2 µC đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a = 30 cm trong không khí. Tính cường độ điện trường tại M cách đều A và B một khoảng là a. 
	 Bài 7 : Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q 1 = 16.10 -8 C, q 2 = -9.10 -8 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4 cm, cách B một khoảng 3 cm. 
	 Bài 8 : Hai điện tích q 1 = 4q>0 và q 2 =-q đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4cm trong chân không. Xác định điểm M để cường độ điện trường tổng hợp tại đó bằng 0 
	 Bài 9 : Tại ba điểm A, B, C trong không khí tạo thành tam giác vuông tại A; AB = 4cm; AC = 3cm. Tại A đặt q 1 = -2,7.10 -9 C tại B đặt q 2 . Biết véc tơ E tổng hợp tại C có phương song song AB. Xác định q 2 và véc tơ E tại C. 
BAØI TAÄP VAÄN DUÏNG 
CAÂU 1 : Tìm phaùt bieåu SAI sau ñaây veà tính chaát cuûa phaûn öùng phaân haïch : 
Laø phaûn öùng toûa naêng löôïng 
Xaûy ra do söï haáp thuï nôtron 
Chæ xaûy ra vôùi nguyeân töû 235 92 U 
Taïo ra hai haït nhaân coù soá khoái trung bình