Lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Lực tương tác hai điện tích điểm Chuyên đề môn Vật lý lớp 11 Chuyên đề Vật lý lớp 11: Lực tương tác hai điện tích điểm VnDoc sưu tầm giới thiệu tới bạn học sinh quý thầy cô tham khảo Nội dung tài liệu giúp bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 11 hiệu Mời bạn tham khảo chi tiết tải viết Chuyên đề: Lực tương tác hai điện tích điểm A Phương pháp & Ví dụ lực tương tác hai điện tích điểm B Bài tập lực tương tác hai điện tích điểm A Phương pháp & Ví dụ lực tương tác hai điện tích điểm Lự c tương tác giữa điện tıć h điể m là lự c Culông: F = 9.109 không) (trong điện môi lự c giảm ε lầ n so với chân - Hai điện tích có độ lớn thì: |q1| = |q2| Hai điện tích có độ lớn trái dấu thì: q1 = -q2 Hai điện tích thì: q1 = q2 Hai điện tích dấu: q1q2 > → |q1q2| = q1q2 Hai điện tích trái dấu: q1q2 > → |q1q2| = -q1q2 - Áp dụng hệ thức định luật Coulomb để tìm |q1.q2| sau tùy điều kiện tốn chúng tìm q1 q2 - Nếu đề yêu cầu tìm độ lớn cần tìm |q1|;|q2| ► Bài toán cho tích độ lớn đt tổng độ lớn đt AD hệ thức Vi-ét: q12 – Sq1 + P = ► Các công thức áp dụng trường hợp: + Các điện tích điện tích điểm + Các cầu đồng chất, tích điện đều, ta coi r khoảng cách hai tâm cầu Ví dụ 1: Ví dụ 1: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8 C, q2 = -10-8 C Đặt cách 20 cm khơng khí Xác định lực tương tác chúng? Hướng dẫn: Lực tương tác hai điện tích điểm q1 q2 F→12 F→21 có: + Phương đường thẳng nối hai điện tích điểm + Chiều lực hút + Độ lớn = 4,5.10-5 N Ví dụ 2: Hai điện tích đặt cách khoảng r khơng khí lực tương tác chúng 2.10-3 N Nếu khoảng cách mà đặt mơi trường điện mơi lực tương tác chúng 10-3 N a Xác định số điện môi b Để lực tương tác hai điện tích đặt điện mơi lực tương tác hai điện tích đặt khơng khí khoảng cách hai điện tích bao nhiêu? Biết khoảng cách hai điện tích khơng khí 20 cm Hướng dẫn: a Ta có biểu thức lực tương tác hai điện tích khơng khí điện mơi xác định b Để lực tương tác hai điện tích đặt điện môi lực tương tác hai điện tích ta đặt khơng khí khoảng cách hai điện tích r' Ví dụ 3: Trong nguyên tử Hidro, electron chuyển động trịn quanh hạt nhân theo quỹ đạo trịn có bán kính 5.10-9 cm a Xác định lực hút tĩnh điện electron hạt nhân b Xác định tần số chuyển động electron Biết khối lượng electron 9,1.10-31 kg Hướng dẫn: a Lực hút tĩnh điện electron hạt nhân: b Tần số chuyển động electron: Electron chuyển động tròn quanh hạt nhân, nên lực tĩnh điện đóng vai trị lực hướng tâm = 4,5.1016 rad/s Vật f = 0,72.1026 Hz Ví dụ 4: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 20 cm khơng khí, chúng đẩy lực F = 1,8 N Biết q1 + q2 = -6.10-6 C |q1| > |q2| Xác định dấu điện tích q1 q2 Vẽ vecto lực điện tác dụng lên điện tích Tính q1 q2 Hướng dẫn: Hai điện tích đẩy nên chúng dấu, mặt khác tổng hai điện tích số âm có hai điện tích âm: + Kết hợp với giả thuyết q1 + q2 = -6.10-6 C, ta có hệ phương trình |q1| > |q2| ⇒ Ví dụ 5: Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng lại cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện mơi dầu Hướng dẫn: + Lực tương tác hai điện tích đặt khơng khí + Khi đặt điện môi mà lực tương tác không đổi nên ta có: B Bài tập lực tương tác hai điện tích điểm Bài 1: Hai điện tích điểm đặt chân không, cách đoạn r = cm Lực đẩy tĩnh điện chúng F = 10-5 N a) Tìm độ lớn điện tích b) Tìm khoảng cách r’ chúng để lực đẩy tĩnh điện F’ = 2,5.10-6 N Đáp án a) Độ lớn điện tích: Bài 2: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 20 cm khơng khí, chúng đẩy với lực F = 1,8 N Biết q1 + q2 = - 6.106 C |q | > |q | Xác định loại điện tích q q Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q 2 q2 Đáp án Hai điện tích đẩy nên chúng dấu; q1 + q2 < nên chúng điện tích âm Véc tơ lực tương tác điện hai điện tích: q1 q2 dấu nên |q1q2| = q1q2 = 8.10-12 (1) q1 + q2 = - 6.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 6.10-6x + 8.10-12 = Vì |q1| > |q2| ⇒ q1 = - 4.10-6 C; q2 = - 2.10-6 C Bài 3: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 30 cm khơng khí, chúng hút với lực F = 1,2 N Biết q1 + q2 = - 4.10-6 C |q1| < |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Tính q1 q2 Đáp án Hai điện tích hút nên chúng trái dấu nhau; q1+q2 < |q1| < |q2| nên q1 > 0; q2 < q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1); theo q1 + q2 = - 4.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = Vì |q1| < |q2| ⇒ q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C Bài 4: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 15 cm khơng khí, chúng hút với lực F = 4,8 N Biết q1 + q2 = 3.10-6 C; |q1| < |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2 Đáp án Hai điện tích hút nên chúng trái dấu nhau; q1+q2 > |q1| < |q2| nên q1 < 0; q2 > vì q1 q2 trái dấu nên: |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1) q1 + q2 = - 4.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = Vì |q1| < |q2| ⇒ q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C Bài 5: Hai điện tích điểm có độ lớn đặt cách 12 cm khơng khí Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện môi dầu Đáp án Khi đặt không khí: |q1| = |q2| = = 4.10-6 C Khi đặt dầu: Bài 6: Hai vật nhỏ giống (có thể coi chất điểm), vật thừa electron Tìm khối lượng vật để lực tĩnh điện lực hấp dẫn Cho số hấp dẫn G = 6,67.10-11 N.m2/kg2 Đáp án Bài 7: Hai cầu nhỏ giống kim loại A B đặt khơng khí, có điện tích q1 = - 3,2.10-7 C q2 = 2,4.10-7 C, cách khoảng 12 cm a) Xác định số electron thừa, thiếu cầu lực tương tác điện chúng b) Cho hai cầu tiếp xúc điện với đặt chỗ cũ Xác định lực tương tác điện hai cầu sau Đáp án Bài 8: Hai viên bi kim loại nhỏ (coi chất điểm) nhiễm điện âm đặt cách cm chúng đẩy với lực F1 = N Cho hai viên bi chạm vào sau lại đưa chúng xa với khoảng cách trước chúng đẩy với lực F2 = 4,9 N Tính điện tích viên bi trước chúng tiếp xúc với Hiển thị lời giải - q12 - 28.10-7q1 = 16.10-13 → q12 + 28.10-7q1 + 160.10-14 = Giải ta có: q1 = -8.10-7 C; q2 = -20.10-7 C q1 = -20.10-7 C; q2 = -8.10-7 C Bài 9: Hai cầu nhỏ hoàn toàn giống nhau, mang điện tích q1,q2 đặt chân khơng cách 20 cm hút lực F1 = 5.10-5N Đặt vào hai cầu thủy tinh dày d = 5cm, có số điện mơi ε = Tính lực tác dụng hai cầu lúc Đáp án Lực tĩnh điện F = kq1q2 / εr2 ⇒ F.r2 ε = kq1q2 = không đổi Khi điện môi không đồng nhất: khoảng cách hai điện tích: rm = (Khi đặt hệ điện tích vào môi trường điện môi không đồng chất, điện mơi có chiều dày di số điện mơi εi coi đặt chân khơng với khoảng cách tăng lên (di√ε - di) Ta có : Khi đặt vào khoảng cách hai điện tích điện mơi chiều dày d khoảng cách tương đương rm = r1 + r2 = d1 + d2√ε = 0,15 + 0,05√4 = 0,25 m Vậy : F0.r02 = F.r2 → = 3,2.10-15 Bài 10: Cho hai điện tích điểm q1 = 10-8 C q2 = - 2.10-8 C đặt hai điểm A B cách 10 cm khơng khí a) Tìm lực tương tác tĩnh diện hai điện tích b) Muốn lự c hút giữa chúng là 7,2.10-4 N Thì khoảng cách giữa chúng bao nhiêu? c) Thay q2 điện tıć h điể m q3 đặt B câu b) lực lự c đẩ y giữa chúng là 3,6.10-4 N Tìm q3? d) Tính lực tương tác tĩnh điện q1 q3 câu c (chúng đặt cách 10 cm) chất parafin có số điện mơi = Đáp án a) Tìm lực tương tác tĩnh điện hai điện tích - Lực tương tác hai điện tích là: b) Muốn lự c hút giữa chúng là 7,2.10-4 N Tính khoảng cách giữa chúng: Vì lực F tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên F’ = 7,2.10-4 N = 4F( tăng lên lần) khoảng cách r giảm lần: r’ = = 0,05 (m) = (cm) c) Thay q2 điện tıć h điể m q3 đặt B câu b lực lự c đẩ y giữa chúng là 3,6.10-4N Tìm q3? Vì lực đẩy nên q3 dấu q1 d) Tính lực tương tác tĩnh điện q1 q3 câu c (chúng đặt cách 10 cm) chất parafin có số điện mơi ε = Ta có: lực F tỉ lệ nghịch với ε nên F’ = Hoặc dùng công thức: F' = = 1,8.10-4 (N) = 1,8.10-4 N Trên VnDoc giới thiệu tới bạn lý thuyết Vật lý 11: Lực tương tác hai điện tích điểm Chắc hẳn qua viết bạn đọc nắm ý trau dồi nội dung kiến thức học khơng ạ? Hi vọng tài liệu hữu ích giúp bạn đọc học tập tốt mơn Vật lý lớp 12 Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tham khảo thêm số tài liệu học tập mục sau Chuyên đề Vật lý 11, Giải Vở BT Vật Lý 11, Giải tập Vật Lí 11, Tài liệu học tập lớp 11 mà VnDoc tổng hợp giới thiệu tới bạn đọc Để giúp bạn đọc giải đáp thắc mắc trả lời câu hỏi khó q trình học tập VnDoc.com mời bạn đọc đặt câu hỏi mục hỏi đáp học tập VnDoc Chúng hỗ trợ trả lời giải đáp thắc mắc bạn thời gian sớm  ... dầu Hướng dẫn: + Lực tương tác hai điện tích đặt khơng khí + Khi đặt điện môi mà lực tương tác khơng đổi nên ta có: B Bài tập lực tương tác hai điện tích điểm Bài 1: Hai điện tích điểm đặt chân... dụ 5: Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng lại cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện. .. thức lực tương tác hai điện tích khơng khí điện mơi xác định b Để lực tương tác hai điện tích đặt điện mơi lực tương tác hai điện tích ta đặt khơng khí khoảng cách hai điện tích r'' Ví dụ 3: Trong