VẬT LÍ 11NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG ĐỊNH LUẬT CU - LƠNG I. LÍ THUYẾT 1. Hai lo ại điện tích: âm và dương . e = …………. m e =………… 2. Các cách nhiễm điện: - Nhiễm điện do …………. - Nhiễm điện do …………. - Nhiễm điện do …………. 3. Định luật Cu-lơng: Biểu thức trong chân khơng q 1 q 2 Biểu thức trong điện mơi 4. Định luật bảo tồn điện tích: 5. Bổ túc tốn: ♣ Tổng hợp 2 véctơ đồng qui: 1 2 F F F= + r r r . Có 4 trường hợp để bỏ vectơ: • 1 2 / /F F r r F = • 1 2 / /F F r r F = • 1 2 F F⊥ r r F = • Các trường hợp khác dùng định lí cơsin F = 6. Phương pháp tìm tổng lực tương tác lên 1 điện tích Bước 1: định vị trí các điện tích. Chú ý các trường hợp tam giác vng: 3,4,5 và 6,8,10 và 9,12,15 và …. Bước 2: tính độ lớn. ( nhớ đổi đơn vị) Bước 3: vẽ lực theo tỉ lệ. Bước 4: dùng 4 trường hợp trên để tìm độ lớn của lực. II. BÀI TẬP Bài 1: Hai qủa cầu nhỏ có điện tích q 1 = 8.10 -7 C và q 2 = -4.10 -7 C trong chân không, khoảng cách giữa chúng 2cm. a>Tính số êlectron thừa và thiếu của mỗi quả cầu? b>Xác đònh lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu? c>Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đặt lại vò trí cũ. Xác đònh lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu? Bài 2: Hai qủa cầu nhỏ có điện tích q 1 = 10 -7 C và q 2 = 4.10 -7 C tác dụng vào nhau một lực 0,6.10 -3 N trong chân không. Tính khoảng cách giữa chúng. Nếu Đặt trong môi trường điện môi có ε=2 thì lực tương tác Cu-lông tăng hay giảm mấy lần? Bài 3: Hai đ.tích giống nhau, đặt trong c.không cách nhau 2cm. Lực đẩy Cu-lông giữa chúng là F 1 = 1,6.10 -4 N. a>Tìm độ lớn các điện tích đó. b>Khoảng cách r 2 giữa chúng phải là bao nhiêu để lực tác dụng là F 2 = 3,2.10 -4 N ? Bài 4: Hai điện tích điểm q 1 = 16.10 -5 C và q 2 = - 64.10 -5 C lần lượt đặt tại hai điểm A, B trong chân không, cách nhau 100cm. Xác đònh lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 3 =10 -5 C đặt: a>Tại C: Cách A 60cm ; cách B 40cm b>Tại M: Cách A 120cm ; cách B 20cm Bài 5: Tại 3 đỉnh của tam giác vuông ABC vuông tại A, lần lượt đặt 3 điện tích điểm q 1 =2.10 -8 C ; q 2 = -8.10 -8 C ; q 3 = 4.10 -8 C trong chân không. a>Xác đònh lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 1 đặt tại đỉnh A. Biết tam giác có cạnh AB = 8cm ; AC = 6cm. b> q 1 và q 2 cố định tìm vị trí đặt và để nó ở trạng thái cân bằng ? Bài 6: Có 3 điện tích q 1 = 2.10 -5 C ; q 2 = q 3 = - 2.10 -5 C lần lượt đặt tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a =2cm. Xác đònh lực tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích? Bài 7: Tại 3 đỉnh của tam giác vuông ABC vuông tại A, lần lượt đặt 3 điện tích điểm q 1 = -3.10 -6 C ; q 2 = 3.10 -6 C ; q 3 = 0,9.10 -5 C trong chân không. Tính lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. Biết tam giác có cạnh AB = 9cm ; AC = 12cm. Bài 8 : Tại 4 đỉnh của tam diện đều có cạnh a lần lượt đặt 4 điện tích điểm giống nhau trong chân không. Tính lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. F = F = q = VẬT LÍ 11NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG Bài tập trắc nghiệm Điện tích định luật Cu -Lông 1.1. Điện tích điểm là A. vật có kích thước rất nhỏ. B. điện tích coi như tập trung tại một điểm. C. vật chứa rất ít điện tích. D. điểm phát ra điện tích. 1.2. Có thể áp dụng định luật Cu – lông để tính lực tương tác trong trường hợp A. tương tác giữa hai thanh thủy tinh nhiễm đặt gần nhau. B. tương tác giữa một thanh thủy tinh và một thanh nhựa nhiễm điện đặt gần nhau. C. tương tác giữa hai quả cầu nhỏ tích điện đặt xa nhau. D. tương tác điện giữa một thanh thủy tinh và một quả cầu lớn. 1.3. Về sự tương tác điện, trong các nhận định dưới đây, nhận định sai là A. Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau. B. Các điện tích khác loại thì hút nhau C. Hai thanh nhựa giống nhau, sau khi cọ xát với len dạ, nếu đưa lại gần thì chúng sẽ hút nhau. D. Hai thanh thủy tinh sau khi cọ xát vào lụa, nếu đưa lại gần nhau thì chúng sẽ đẩy nhau. 1.4. Có hai điện tích điểm q 1 và q 2 , chúng đẩy nhau. Khẳng định nào sau đây là đúng? A. q 1 > 0 và q 2 < 0. B. q 1 < 0 và q 2 > 0. C. q 1 .q 2 > 0. D. q 1 .q 2 < 0. 1.5. Hãy chọn phát biểu đúng : Dấu của các điện tích q 1 , q 2 trên hình H.1 là A. q 1 >0; q 2 <0 B. q 1 <0; q 2 >0 C. q 1 <0; q 2 <0 D. Chưa biết chắc chắn vì chưa biết độ lớn của q 1 , q 2 . 1.6. Hai quả cầu A và B có khối lượng m 1 và m 2 được treo vào một điểm O bằng hai sợi dây cách điện OA và AB (hình H.2). Tích điện cho hai quả cầu. Sức căng T của sợi dây OA sẽ thay đổi như thế nào? A. T tăng nếu hai quả cầu tích điện trái dấu. B. T giảm nếu hai quả cầu tích điện cùng dấu. C. Trong cả hai trường hợp, T đều tăng, vì ngoài trọng lực của hai quả cầu còn có sức căng của dây AB. D. T không đổi. 1.7. Hai quả cầu kim loại nhỏ A và B giống hệt nhau, được treo vào một điểm O bằng hai sợi chỉ dài bằng nhau. Khi cân bằng, ta thấy hai sợi chỉ làm với đường thẳng đứng những góc α bằng nhau (Hình H.3). Trạng thái nhiễm điện của hai quả cầu sẽ là trạng thái nào dưới đây? A. Hai quả cầu nhiễm điện cùng dấu. B. Hai quả cầu nhiễm điện trái dấu. C. Hai quả cầu không nhiễm điện D. Một quả cầu nhiễm điện, một quả cầu không nhiễm điện. 1.8. Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N. Ta thấy thanh nhựa hút cả hai vật M và N. Tình huống nào dưới đây chắc chắn không thể xảy ra? A. M và N nhiễm điện cùng dấu. B. M và N nhiễm điện trái dấu. C. M nhiễm điện, còn N không nhiễm điện. D. Cả M và N đều không nhiễm điện. 1.9. M là một tua giấy nhiễm điện dương; N là một tua giấy nhiễm điện âm. K là một thước nhựa. Người ta thấy K hút được cả M lẫn N. K nhiễm điện như thế nào? A. K nhiễm điện dương B. K nhiễm điện âm C. K không nhiễm điện D. Không thể xảy ra hiện tượng này 1.10. Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện. Biết rằng vật A hút vật B nhưng lại đẩy C. Vật C hút vật D. Khẳng định nào sau đây là không đúng? A. Điện tích của vật A và D trái dấu. B. Điện tích của vật A và D cùng dấu. C. Điện tích của vật B và D cùng dấu. D. Điện tích của vật A và C cùng dấu. 1.11. Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10 -9 (cm), coi rằng prôton và êlectron là các điện tích điểm. Lực tương tác giữa chúng là: A. lực hút với F = 9,216.10 -12 (N). B. lực đẩy với F = 9,216.10 -12 (N). C. lực hút với F = 9,216.10 -8 (N). D. lực đẩy với F = 9,216.10 -8 (N). 1.12. Xét tương tác giữa hai điện tích điểm trong một môi trường có hằng số điện môi có thể thay đổi được. Lực đẩy Cu – lông tăng 2 lần khi hằng số điện môi A. tăng 2 lần. B. vẫn không đổi. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần. H.1. H.2 H.3 VẬT LÍ 11NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG 1.13. Hai điện tích điểm q 1 = +3 (μC) và q 2 = -3 (μC),đặt trong dầu (ε = 2) cách nhau một khoảng r = 3 (cm). Lực tương tác giữa hai điện tích đó là: A. lực hút với độ lớn F = 45 (N). B. lực đẩy với độ lớn F = 45 (N). C. lực hút với độ lớn F = 90 (N). D. lực đẩy với độ lớn F = 90 (N). 1.14. Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 4 10 3 − C đặt cách nhau 1 m trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì chúng A. hút nhau một lực 0,5 N. B. hút nhau một lực 5 N. C. đẩy nhau một lực 5N. D. đẩy nhau một lực 0,5 N. 1.15. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì hút nhau 1 lực là 21 N. Nếu đổ đầy dầu hỏa có hằng số điện môi 2,1 vào bình thì hai điện tích đó sẽ A. hút nhau 1 lực bằng 10 N. B. đẩy nhau một lực bằng 10 N. C. hút nhau một lực bằng 44,1 N. D. đẩy nhau 1 lực bằng 44,1 N. 1.16. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì lực tương tác Cu – lông giữa chúng là 12 N. Khi đổ đầy một chất lỏng cách điện vào bình thì lực tương tác giữa chúng là 4 N. Hằng số điện môi của chất lỏng này là A. 3. B. 1/3. C. 9. D. 1/9 1.17. Lực đẩy giữa hai proton lớn gấp mấy lần lực hấp dẫn giữa chúng. Cho m p = 1,6726.10 -27 kg, e = 1,6.10 -19 C, hằng số hấp dẫn G = 6,67.10 -11 2 2 . kg mN . A. 1,23.10 36 lần. B. 2,26.10 9 lần. C. 2,652.10 9 lần. D. 3,26.10 9 lần. 1.18. Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống 2 lần thì độ lớn lực Cu – lông A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 4 lần. 1.19. Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. 1.20. Hai điện tích điểm đặt cách nhau 100 cm trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau bằng lực 8 N. Nếu chúng được đặt cách nhau 50 cm trong chân không thì tương tác nhau bằng lực có độ lớn là A. 64 N. B. 2 N. C. 8 N. D. 48 N. 1.21. Có thể sử dụng đồ thị nào ở hình H.4 để biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ lớn của lực tương tác F giữa hai điện tích điểm và khoảng cách r giữa hai điện tích đó? A. Đồ thị a) B. Đồ thị b) C. Đồ thị c) D. Đồ thị d) 1.22. Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng. A. tăng lên gấp đôi B. giảm đi một nửa C. giảm đi bốn lần D. không thay đổi 1.23. Hai quả cầu nhỏ giống nhau có cùng khối lượng m = 0,1 g, mang cùng điện tích q = 10 −8 C được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây mảnh trong không khí. Khoảng cách giữa hai quả cầu là 3 cm. Tìm góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng. (Cho g = 10 m/s 2 ). A. α = 34 o B. α = 60 o C. α = 45 o D. α = 30 o 1.24. Hai quả cầu nhỏ giống nhau, có cùng khối lượng m=2,5g, điện tích của hai quả cầu là q= 5.10 -7 C, được treo bởi hai sợi dây vào cùng một điểm bằng hai sợi dây mảnh. Do lực đẩy tĩnh điện hai quả cầu tách xa nhau một khoảng a = 60cm. Góc hợp bởi các sợi dây với phương thẳng đứng là: A. 14 0 B. 30 0 C. 45 0 D.60 0 H.4 VẬT LÍ 11NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG 1.25. Hai viên bi sắt kích thước nhỏ, cách nhau 1m và mang điện tích q 1 , q 2 . Sau đó các viên bi được phóng điện sao cho điện tích mỗi viên bi chỉ còn một nửa điện tích lúc đầu, đồng thời đưa chúng đến khoảng cách 0,25m thì lực đẩy giữa chúng tăng lên A. 2 lần B. 4 lần C. 6 lần D. 8 lần BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG * Lý thuyết I. Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại M cách điện tích một khoảng r là một vectơ E  có: + Điểm đặt: Tại M + Phương: Trùng đường thẳng nối điện tích Q và điểm M + Chiều : Hướng ra xa Q nếu Q > 0 Hướng về Q nếu Q < 0 + Độ lớn: E = 2 9 2 10.9 r Q r Q k εε = hoặc E = q F (V/m) (có thể tính lực điện bằng công thức F = qE) + Lực điện trường EqF  .= Nếu q>0 thì EF  // Nếu q<0 thì EF  // II. Cường độ điện trường tại một điểm do nhiều điện tích điểm gây ra: n EEEE  +++= 21 Đó là nguyên lí chồng chất điện trường. Bài 1: Điện tích q 1 = 2.10 -8 C đặt trong điện trường của điện tích q 2 và cách q 2 một khoảng 10cm trong chân không. Lực điện do q 2 tác dụng lên q 1 là F 21 = 0,04N. Tìm cường độ điện trường tại điểm đặt của q 1 và độ lớn của điện tích q 2 . Bài 2: Một điện tích q = 10 -7 C đặt trong điện trường của điện tích Q thì chòu tác dụng của lực F = 3.10 -3 N. Tìm CĐĐT tại điểm đặt của điện tích q và độ lớn của điện tích Q. Biết rằng hai điện tích đặt cách nhau r = 30cm. Bài 3: Có 3 điện tích cùng độ lớn q đặt ở 3 đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh a. Xác đònh cường độ điện trường tại điểm đặt của mỗi điện tích, do hai điện tích kia gây ra, trong các trường hợp: Ba điện tích cùng dương và ba điện tích cùng âm và hai điện tích dương, một điện tích âm Bài 4: Ba điện tích q 1 = q 2 = q = 2.10 -5 C lần lượt đặt tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 3cm trong chân không. Xác đònh cường độ điện trường tại điểm đặt của mỗi điện tích. Bài 5: Điện tích q 1 = 2.10 -8 C đặt cách q 2 = - 2.10 -8 C một khoảng AB =10cm trong chân không. a. Xác đònh cường độ điện trường tại một điểm nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 5 cm. b. Tìm vò trí để cho cường độ điện trường cực đại. Bài 6: Hai điện tích điểm q 1 =4.10 -6 C và q 2 = -4.10 -6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn 6cm trong không khí. a. Xác đònh cường độ điện trường tại điểm M là trung điểm của AB. b. Xác đònh lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 3 = 2.10 -6 C đặt tại M Bài 7: Tại 3 đỉnh của tam giác vuông ABC (góc A vuông) lần lượt đặt 3 điện tích điểm q 1 = -2.10 -8 C ; q 2 = 3.10 -8 C ; q 3 = 4.10 -8 C trong chân không. Biết cạnh AB = 12cm ; AC = 12cm. a. Xác đònh cường độ điện trường tại điểm đặt của q 1 . Xác đònh lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 1 b. Xác đònh cường độ điện trường tại trung điểm đoạn AB chỉ do q 1 và q 2 gây ra? Bài 8: Hai điện tích điểm q 1 = 9.10 -6 C và q 2 =3.10 -6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn 15cm trong không khí. Tìm vò trí để cường độ điện trường bằng không? Bài 9: Cho hai điện tích điểm q 1 = 2.10 -6 C và q 2 = 2.10 -6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn 10cm trong chân không . Xác đònh vò trí của điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng không. Bài 10: Cho hai điện tích điểm q 1 = 2.10 -6 C và q 2 = -8.10 -6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn 12cm trong chân không . Xác đònh vò trí của điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng không. Bài 11: Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06.10 -15 kg nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang cách nhau 2 cm và nhiễm điện trái dấu. Điện tích của quả cầu 4,8.10 -18 C . Hãy tính hiệu điên thế đặt vào 2 tấm đó. g = 10m/s 2 . Bài 12: Một quả cầu khối lượng 4,5.10 -3 kg treo vào một sợi dây dài 1 m. Quả cầu nằm giữa hai tấm kim loại song song, thẳng đứng . Hai tấm cách nhau 4 cm. Đặt một hiệu điện thế 750 V vào hai tấm đó thì dây treo hợp với phương thẳng đứng 1 góc 5 0 . Tính điện tích của quả cầu và lực căng dây. Lấy g = 10m/s 2 . M VẬT LÍ 11NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG Bài 5: Điện tích q 1 = 2.10 -8 C đặt cách q 2 = 2.10 -8 C một khoảng AB =10cm trong chân không. Tìm vò trí để cho cường độ điện trường cực đại. Cần phải giải . VẬT LÍ 1 1NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG ĐỊNH LUẬT CU - LƠNG I. LÍ THUYẾT 1. Hai lo ại điện tích: âm và dương. giống nhau trong chân không. Tính lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. F = F = q = VẬT LÍ 1 1NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG Bài tập trắc nghiệm Điện tích định luật Cu -Lông 1.1. Điện tích điểm là A số điện môi A. tăng 2 lần. B. vẫn không đổi. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần. H.1. H.2 H.3 VẬT LÍ 1 1NC GV: NGUYỄN THANH TÙNG 1.13. Hai điện tích điểm q 1 = +3 (μC) và q 2 = -3 (μC),đặt trong dầu