TS247 BG dinh luat cu long 3929 1441014490

ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG I – TÓM TẮT KIẾN THỨC Lực tương tác hai điện tích điểm tuân theo định luật Cu-lông F12 = F21 = 9.109 q1q2 r - Cân điện tích: Hợp lực tác dụng lên điện tích - Quy tắc hình bình hành - Các lực học thường gặp: + Trọng lực: P = m.g + Lực đẩy Ác – si – mét: FA = D.V.g + Lực hấp dẫn: Fhd  G N.m2  11 với G  6,67.10 kg m1.m2 r2 Chú ý: Khi cho hệ cô lập điện tích q1, q2,…, qn tiếp xúc với điện tích hình thành điện tích là: q  q   q n q1  q   q n  q  n II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Lực tương tác hai điện tích điểm Ví dụ: Cho hai điện tích điểm q1 q2 đặt cách khoảng r = 30cm không khí, lực tương tác chúng F Nếu đặt chúng dầu lực bị yếu 2,25 lần Vậy cần thay đổi khoảng cách chúng để lực tương tác chúng F Tóm tắt: r = 30cm;  = 1; ' (r  r') = x ?  F = F' Giải: - Chỉ có hai lực tương tác hai điện tích với nhau, hai lực Lực tương tác không khí F, nhúng dầu F’ q q q q 2 - Biểu thức lực: F  k ; F' k εr ε' r'2 - Khi nhúng dầu lực giảm 2, 25 lần q q q q 1 F  2,25.F'  k  2,25.k     2,25  ε'  2,25 ε ε' ε' εr ε'r - Để độ lớn lực tương tác không thay đổi thì: http://tuyensinh247.com/- Học thích q q q q 1 1 F  F'  k  k      r'  20cm 2 2 2 εr ε'r' εr ε'r' 1.30 2,25.r' - Vậy phải dịch hai điện tích lại gần đoạn: (r  r') = x = 30 – 20 = 10cm Dạng 2: Lực tổng hợp tác dụng lên điện tích Ví dụ: Tại ba đỉnh tam giác ABC cạnh a có đặt ba điện tích q1, q2, q3 độ lớn nhau, hệ thống đặt không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 đặt tâm tam giác Biết: q1 = - q2 = - q3 = q0 = 6.10-9C; a = 30cm Giải: - Xác định lực tác dụng lên điện tích q0: + F01 lực đẩy q0 q1 + F02 lực hút q0 q2 + F03 lực hút q0 q3 - Viết biểu thức lực: Độ lớn điện tích q1, q2, q3; tam giác ABC tam giác nên khoảng cách q1, q2, q3 đến q0 Do ta có: F01  F02  F03  k q 02 r2 - Vẽ hình dùng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực tác dụng lên q0: A +  d  F02 + F 03 B - G I   F23 F 01 -C  F0 - Dựa vào hình vẽ tính hợp lực F0:       F23  F02  F03 ; F0  F01  F23 Hình bình hành GF02F23F03 có F02 = F03 nên hình thoi Mặt khác: góc F03GF23 = 600   F03GF23 đều  F23 = F03 = F01  F0 = F01 + F23 = 2F01 http://tuyensinh247.com/- Học thích - Tính F01, từ tính F0: Vì ABC  nên: GA=GB= GB = r =  F01  k q02 r2  9.109 2 a =10 3cm AI = AB.sin600 = 3 (6.10-9 )2  1,08.105 N (0,1 3)  F0 = 2.1,08.10-5 = 2,16.10-5N Dạng 2: Cân điện tích Ví dụ: Cho hai điện tích q1 = 2.108C q2 = - 8.108C đặt A, B không khí AB = 8cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi : a) C đâu q3 để q3 nằm cân b) Dấu độ lớn q3 để q1, q2 cân Tóm tắt: q1 = 2.108C ; q2 = 8.108C ; r12 = AB = 8cm ;  =1 a) AC?  q3 cân b) q3 = ?  q0, q2 cân Giải: a) - Có lực tác dụng lên q3 F31 F32    - Để q3 cân  F31  F32    F31 F32 hai lực phương, ngược chiều độ lớn  C nằm đường thẳng nối A với B - Theo đầu q0, q2 trái dấu nên C phải nằm đường AB, khoảng AB gần A (do q1  q ); q3 âm dương - Hình vẽ:  F31  F32 C + C -  F32 A B - +  F31 A B - + CA  CA  Ta có : F31 = F32k =k  =  =   2 q AB  CA AB  CA (AB  CA)   CA q1q3 q q3 q1  CA  8cm Kết không phụ thuộc vào dấu độ lớn q3 b) - Có lực tác dụng lên q1 F12 F13; Có lực tác dụng lên q2 F21 F23 - Để q1 q2 cân q3 đặt C phải có dấu độ lớn cho: http://tuyensinh247.com/- Học thích       F1  F12  F13   F12   F13       F2  F21  F23   F21   F23 Nếu q3 điện tích dương ta có sơ đồ sau: C A + +  F21  F23  F12  F13 B - Nhìn vào hình vẽ ta thấy q1 q2 cân Vậy q3 phải mang điện tích âm  C F A - + 13  F12  F21 B -  F23 Ta có: F12  F13 q q 8.10 q3 k k    q  8.10 C  q3  8.10 C 2 2 q q AC AB F21  F23 k q q k AB 8 8 q  2.10   q  8.10 C  q3  8.10 C 2 q q BC 16 -8 - Vậy q3 = - 8.10 C III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 1.1 Hai điện tích điểm đặt nước cách 3cm Lực đẩy chúng 0,2.105N Hỏi độ lớn điện tích ? Biết số điện môi nước 81 1.2 Mỗi prôtôn có khối lượng m = 1,67.1027kg, điện tích q =1,6.1019C Hỏi lực đẩy Cu-lông hai prôtôn lớn lực hấp dẫn chúng lần ? 1.3 Cho hai điện tích điểm q1 = 4.108C q2 = -4.108C đặt hai điểm A B chân không, cách khoảng AB = 8cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q0 = 4.108C đặt điểm C cho: a) CA = 6cm CB = 2cm b) CA = 4cm CB = 12cm c) CA = CB = 5cm http://tuyensinh247.com/- Học thích 1.4 Có ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 1,6.106C, đặt chân không ba đỉnh tam giác cạnh a = 16cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích 1.5 Ở đỉnh hình vuông cạnh a có đặt điện tích Q = 108C Xác định dấu, độ lớn điện tích q đặt tâm hình vuông để hệ điện tích cân 1.6 Hai cầu nhỏ giống nhau, khối lượng m điện tích q treo điểm hai sợi dây mảnh Do lực đẩy tĩnh điện hai cầu tách xa đoạn a = 3cm Xác định góc lệch sợi dây so với phương thẳng đứng Áp dụng số: m = 0,1g ; q = 108C ; g = 10m/s2 ;  =1 1.7 Cho hai cầu nhỏ giống hệt nhau, đặt cách đoạn r = 10cm không khí Đầu tiên hai cầu tích điện trái dấu, chúng hút với lực F1 = 1,6.102N Cho hai cầu tiếp xúc với nhau, lại đưa vị trí cũ thấy chúng đẩy với lực F2 = 9.103N Tìm điện tích cầu trước chúng tiếp xúc với nhau? 1.8 Cho hai điện tích điểm q1, q2 đặt cách khoảng r = 20cm, lực tương tác chúng F = 3,6.10-4N Cho điện tích tiếp xúc với tách cách r lực tương tác chúng F’ = 2,025.10-4N Hãy tính q1 q2? 1.9 Electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô theo quỹ đạo tròn, bán kính r = 5.10-11m Hãy tính: a) Lực hướng tâm?So sánh với lực tương tác tĩnh điện hạt nhân electron b) Vận tốc, vận tốc góc, chu kì chuyển động electron? 1.10 Tại đỉnh hình lục giác cạnh a có đặt điện tích dấu, có độ lớn (đặt không khí) Xác định lực tác dụng lên điện tích? 1.11 Cho cầu nhỏ giống hệt nhau, có khối lượng m = 0,6g, điện tích q Treo hai cầu sợi dây mảnh dài l = 50cm, cách điện vào điểm chúng đẩy cách r = 6cm a) Tính điện tích q? b) Cho hệ thống vào nước có  = 81, bỏ qua lực đẩy Ác – si – mét Hãy tính khoảng cách hai điện tích lúc http://tuyensinh247.com/- Học thích 1.12 Cho cầu nhỏ giống hệt nhau, có khối lượng m, điện tích q Treo hai cầu sợi dây mảnh, cách điện vào điểm hai sợi dây hợp với góc  Nhúng hệ thống vào dầu có  = thấy góc  không đổi Tìm khối lượng riêng cầu biết khối lượng riêng dầu D = 800kg/m3 1.13 Tại ba đỉnh tam giác người ta đặt điện tích điểm giống q1 = q2 = q3 = q = 6.107C Phải đặt q0 đâu điện tích q0 để q0 cân bằng? 1.14 Tại bốn đỉnh hình vuông người ta đặt điện tíchq1 = q2 = q3 = q4 = q = 108C Phải đặt q0 đâu điện tích q0 để q0 cân bằng? 1.15 Hai cầu giống hệt treo vào điểm nhờ hai sợi dây l = 20cm Truyền cho hai cầu điện tích tổng cộng q = 8.10-7C, chúng đẩy Cho góc dây 2= 900; g = 10m/s2 a) Xác định khối lượng m cầu b) Truyền cho điện tích q’, cầu đẩy với góc 2’ = 600 Hãy tính q’? http://tuyensinh247.com/- Học thích