Điện tích dương ở quả cầu A sẽ hút các êlectron tự do trong thanh kim loại MN về phía nó. Vì vậy, ở đầu M gần quả cầu A sẽ thừa êlectron nên nhiễm điện âm, còn đầu N thiếu êlectron nên [r]
(1)ADMINISTRATOR
THUYẾT ÊLECTRON VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH
1 Tóm tắt lý thuyết
1.1 Thuyết electron:a) Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích nguyên tố
- Cấu tạo nguyên tử:
Hạt nhân mang điện dương: gồm protôn mang điện dương nơtron không mang điện
Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân Số electron số proton nên nguyên tử trung hòa điện
Điện tích electron proton nhỏ nên gọi điện tích nguyên tố
b) Thuyết electron
- Thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chất điện vật gọi thuyết electron
Electron rời khỏi nguyên tử di chuyển từ nơi đến nơi khác Nguyên tử electron trở thành ion dương
Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron trở thành ion âm
- Một vật gọi nhiễm điện âm số hạt electron chứa nhiều số hạt proton bên ngược lại
- Số e > số proton: nhiễm điện âm - Số e < số proton: nhiễm điện dương
1.2 Vận dụng
a Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện
Vật dẫn điện vật có điện tích tự di chuyển bên vật
Vật cách điện vật có điện tích tự di chuyển bên vật
b Giải thích ba tượng nhiễm điện
- Có thể dùng thuyết electron để giải thích tượng nhiễm diện cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng
(2)ADMINISTRATOR
Nhiễm điện tiếp xúc: Khi kim loại trung hoà điện tiếp xúc với cầu nhiễm điện có di chuyển điện tích từ cầu sang kim loại nên kim loại nhiễm điện dấu với cầu
Nhiễm điện hưởng ứng: Thanh kim loại trung hồ điện đặt gần cầu nhiễm điện electron tự kim loại dịch chuyển Đầu kim loại xa cầu nhiễm điện dấu với cầu, đầu kim loại gần cầu nhiễm điện trái dấu với cầu
1.3 Định luật bảo tồn điện tích:
Ở hệ vật cô lập điện, nghĩa hệ không trao đổi điện tích với hệ khác, tổng đại số điện tích khơng đổi
2 Bài tập minh họa
2.1 Dạng 1: Tính độ lớn điện tích
Hai cầu kim loại nhỏ mang điện tích q1 q2 đặt khơng khí cách cm,
đẩy lực F1 = 2,7.10−4 N Cho hai cầu tiếp xúc lại đưa vị trí cũ,
chúng đẩy lực F2=3,6.10−4 N Tính giá trị q1 q2?
Hướng dẫn giải
Ta có:
Trước tiếp xúc: F1 = 9.109.
2 q q
r = 2,7.10
−4 N (1)
Sau tiếp xúc có: q1' = q2' = 0,5(q1 + q2) ⇔ F2 = 9.109.
2
2
0, 5.(q q )
r
(3)ADMINISTRATOR
Từ (1) (2) ⇒ q1 = 6.10−9 C q2 = 2.10−9 C q1 = −6.10−9 C
2.2 Dạng 2: Giải thích tượng nhiễm điện hưởng ứng
Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích tượng nhiễm điện hưởng ứng Biết kim loại có êlectron tự
Hướng dẫn giải:
Hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng:
Đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M kim loại MN trung hịa điện (hình 2.3) Đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương Nếu đưa cầu A xa kim loại MN trở lại trạng thái trung hòa điện
Giải thích:
Điện tích dương cầu A hút êlectron tự kim loại MN phía Vì vậy, đầu M gần cầu A thừa êlectron nên nhiễm điện âm, đầu N thiếu êlectron nên nhiễm điện dương
Khi đưa cầu A xa khơng có lực tương tác tĩnh điện nên điện tích xếp cách trật tự MN trở trạng thái trung hòa điện
3 Luyện tập
3.1 Bài tập tự luậnCâu 1: Hai cầu giống mang điện đặt chân khơng Khi cách 1,5 m
chúng hút với lực N; cho chúng tiếp xúc đưa vị trí cũ chúng đẩy với lực 0,1 N Xác định độ lớn điện tích cầu trước sau tiếp xúc
Câu 2: Cho cầu giống hệt nhau, khối lượng m treo vào
sợi dây dài cho chúng tiếp xúc Tích điện cho cầu điện tích q chúng đẩy cân góc lập dây treo phương thẳng đứng nhỏ Hiện tượng xảy hai cầu phóng hết điện? Xác định góc lập dây treo phương thẳng đứng trạng thái cân thiết lập
Câu 3: Trong nguyên tử hiđrơ (e) chuyển động trịn quanh hạt nhân theo quỹ đạo
trịn có bán kính 5.10 cm.-9
(4)ADMINISTRATOR
b) So sánh lực hút tĩnh điện điện (e) hạt nhân với lực hấp dẫn chúng Biết khối lượng hạt nhân 1,67.10-27 kg; số hấp dẫn G = 6,67.10-11 m3/kg.s2
c) Xác định vận tốc dài, vận tốc góc chuyển động trịn (e)
Câu 4: Hai hạt mang điện tích chuyển động không ma sát dọc trục xx/
không khí Khi hai hạt cách r = 2,6 cm gia tốc hạt a1 = 4,41.103
m/s2, hạt a
2 = 8,4.103 m/s2 Khối lượng hạt m1 = 1,6 mg Bỏ qua lực hấp
dẫn Hãy tìm:
a) Điện tích hạt b) Khối lượng hạt
3.2 Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Khẳng định sau khơng nói lực tương tác hai điện tích
điểm chân khơng?
A có phương đường thẳng nối hai điện tích B có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn hai điện tích
C có độ lớn tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai điện tích D lực hút hai điện tích trái dấu
Câu 2: Công thức định luật Culông
A 2 2 2 2 q q F k r q q F r q q F k r q q F k r
B
2 r q q F
C
2 r q q k F
D
2 r k q q F
Câu 5: Hai điện tích điểm +q đặt cách xa cm Nếu điện tích
thay –q, để lực tương tác chúng có độ lớn khơng đổi khoảng cách chúng
A 2,5 cm B 5cm C 10 cm D 20cm
Câu 6: Nếu độ lớn điện tích hai vật mang điện giảm nửa, đồng thời
(5)ADMINISTRATOR
4 Kết luận
Qua giảng Thuyết Êlectron định luật bảo tồn điện tích này, em cần hồn thành số mục tiêu mà đưa :
Nắm cách làm cho vật nhiễm điện lấy ví dụ minh họa
www.eLib.vn