D) CÂU HỎI, BÀI TẬP, NỘI DUNG ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN CỦA CHƯƠNG
a. Điện tích Định luật Cu-lông
- Điện tích là một đại lượng vô hướng, là một thuộc tính không thể tách rời hạt vật chất và tồn tại dưới dạng các hạt sơ cấp mang điện (có những hạt sơ cấp không mang điện) nhưng không thể có điện tích không gắn liền với hạt sơ cấp. Vì vậy nói điện tích ở ngoài hạt là không có nghĩa.
- Khi một vật mang điện, thì điện tích q của nó bao giờ cũng là một số nguyên lần điện tích nguyên tố có độ lớn e = 1,6.10-19 C: q = n.e.
- Định luật Culông xác định tương tác của hai điện tích đứng yên. Đây là một định luật cơ bản được rút ra từ thực nghiệm mà lực tương tác giữa các điện tích phụ thuộc vào môi trường mà tương tác xảy ra trong đó. Vì các điện tích có thể dương hoặc âm cho nên lực tương tác giữa các vật tích điện có thể là lực đẩy hay lực hút. Cơ chế tương tác giữa các điện tích chính là điện trường do nó gây ra tác dụng lên điện tích khác nằm trong điện trường đó.
+ Nội dung định luật:
Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng :
+ Biểu thức: F k q q1 22 r =
trong đó, F là lực tác dụng đo bằng đơn vị niutơn (N), r là khoảng cách giữa hai điện tích, đo bằng mét (m), q1, q2 là các điện tích, đo bằng culông (C), k là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào hệ đơn vị đo. Trong hệ SI, k 9.109N.m22
C
= .
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau.
+ Khi hai điện tích được đặt trong điện môi đồng chất, chiếm đầy không gian, có hằng số điện môi ε, thì : 1 2 2 q q F k r = ε
Hằng số điện môi của không khí gần bằng hằng số điện môi của chân không (ε = 1).
* Một số lưu ý khi dạy học
- Điện tích là một đại lượng vô hướng, đặc trưng cho tính chất của một vật hay một hạt về mặt tương tác điện và gắn liền với hạt hay vật đó. Nói “có một điện tích...” cũng vô nghĩa như khi nói “có một khối lượng...” chúng ta nên hiểu đó là cách nói tắt. Thực ra phải nói "một vật có điện tích...” cũng như "một vật có khối lượng...”.
- Biểu thức của định luật Cu-lông chỉ xác định độ lớn của lực tương tác của các điện tích điểm và chỉ được áp dụng khi các điện tích điểm đó đứng yên trong môi trường chân không do đó chỉ cần chú ý tới độ lớn của điện tích điểm. Khi nói điện tích điểm thì phải hiểu đó là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tương tác.
- Điện môi là môi trường cách điện. Khi các điện tích điểm được đặt trong điện môi đồng tính chiếm đầy không gian xung quanh các điện tích, thì lực tương tác giữa chúng yếu đi ε lần so với khi đặt chúng trong chân không. ε gọi là hằng số điện môi của môi trường (ε ≥ 1).
- Hai lực tác dụng vào hai điện tích là hai lực trực đối: cùng phương, ngược chiều, độ lớn bằng nhau và đặt vào hai điện tích.
- Khi nói tích điện cho một vật, phải hiểu là đã làm cho vật đó có một tính chất mới và vật đó thu được hay mất đi một số hạt điện tích, do đó khối lượng của vật tăng lên hay giảm đi.