Chương I: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG
I/ Tương tác giữa hai hay nhiều điện tích điểm
1/ Định luật Cu lông (Coulomb):
“Độ lớn của lực tương tác giữa 2 điện tích điểm đặt trong chân không: ;
* Trường hợp các điện tích đặt trong điện môi đồng tính khác môi trường chân không thì lực tương tác sẽ giảm đi ( lần:
; Trong đó: + q1, q2: là độ lớn các điện tích. Đơn vị (C)
+ k =9.109(N.m2/C2): hệ số tỷ lệ
+ r là khoảng cách giữa hai điện tích, nếu hai quả cầu nhỏ tích điện thì đó là khoảng cách giữa hai tâm quả cầu. Đơn vị (m)
+ ε là hằng số điện môi, phụ thuộc bản chất của chất điện môi (0 có đơn vị)
+ F là lực tương tác giữa hai điện tích. Đơn vị (N)
- định luật bảo toàn điện tích: tổng đại số của hệ điện tích cô lập không đổi
- Số electron bị thiếu hoặc thừa của một vật nhiễm điện:
với q là điện tích của vật. Đơn vị là (C)
* Lưu ý: khi khoảng cách giữa hai điện tích ngăn cách với nhau bởi nhiều môi trường điện môi ε1, ε2, ...khác nhau thì:
Với d1, d2 là bề dày của các môi trường điện môi theo phương của đường thẳng nối hai điện tích. d1 + d2 + ... = r
2/ Tương tác giữa nhiều điện tích điểm:
- Xác định các lực thành phần tác dụng lên điện tích q
- Lực tổng hợp tác dụng lên q:
- F có thể xác định theo hai phương pháp sau:
a) Phương pháp hình học: cộng lần lượt hai vectơ theo quy tắc hình bình hành
* cùng phương cùng chiều thì: F = F1 + F2 ,
* cùng phương ngược chiều thì: F = F1 - F2 ( nếu F1 > F2),
* vuông góc thì: , tạo với góc α với:
* cùng độ lớn và hợp nhau góc α thì: , tạo với góc
* khác độ lớn và hợp nhau góc α thì:
b) Phương pháp hình chiếu: Chọn hệ trục toạ độ vuông góc Oxy và chiếu các véc tơ lên các trục toạ độ Ox, Oy được:
3/ Khảo sát sự cân bằng điện tích
- Xác định các lực tác dụng lên điện tích q
- Điều kiện để điện tích cân bằng: tổng tất cả các véctơ lực tác dụng lên điện tích phải bằng không:
- Cộng lần lượt các véctơ theo quy tắc hình bình hành, đưa hệ lực tác dụng lên điện tích về còn hai lực. Hai lực này phải trực đối nhau yêu cầu bài toán
* Lưu ý:
- Lực đẩy Acsimét: Fas = ρgV
Trong đó: ρ là khối lượng riêng của chất chiếm chỗ vật (kg/m3)
V là thể tích của vật chiếm chỗ chất có khối lượng riêng ρ (m3)
g là gia tốc trọng trường (m/s2)
Bài tập vận dụng:
Bài 1. Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không, cách nhau một khoảng r1 =2cm. Lực đẩy giữa chúng là F1 = 1,6.10-4N.
a. Tìm độ lớn của các điện tích đó
b. khoảng cách r2 giữa chúng là bao nhiêu để lực tác dụng là F2 = 2,5.10-4N
c. mở rộng câu a cho trường hợp tìm giá trị mỗi điện tích
Bài 2. Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau một khoảng r = 30cm trong không khí, lực tác dụng giữa chúng là F0. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này bị giảm đi 2,25 lần. Vậy cần dịch chúng lại một khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F0.
Bài 3. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B có điện tích lần lượt bằng q1 = 8.10-8 C và q2 = -1,2.10-7C đặt cách nhau một khoảng 3cm.
a. Xác định số êlectron thiếu hoặc thừa ở mỗi quả cầu
b. Xác định lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu
c. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác giữa hai quả cầu khi đó.
Bài 4. Hai hạt bụi trong không khí ở cách nhau một đoạn R = 3cm, mỗi hạt mang điện tích q = -9,6.10-13C
a. Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt
b. Tính số êlectron dư trong mỗi hạt bụi
Bài 5
nguon VI OLET
