Bài giảng Vật lí 11 - Bài 1: Điện tích, Định luật Cu-Lông

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 1: Điện tích, Định luật Cu-Lông

1. B À I GIẢ N G V Ậ T L Ý 11 C H Ư Ơ N G I : B À I 1 : ĐIỆ N T Í CH – Đ Ị N H LUẬ T CU LÔNG ( COULOMB)
2. I. SỰ NHIỄM ĐIỆN CỦA CÁC VẬT. ĐIỆN TÍCH. TƯƠNG TÁC ĐIỆN
3. 1. Sự nhiễm điện của các vật - Một vật có thể bị nhiễm điện do Cọ xát Tiếp xúc Hưởng ứng 2. Điện tích. Điện tích điểm - Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. - Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.
4. 3. Tương tác điện. Hai loại điện tích: - Có 2 loại điện tích: + Điện tích dương (q > 0) + Điện tích âm ( q < 0) - Các điện tích tương tác bằng lực hút hoặc lực đẩy. - Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau; khác dấu thì hút nhau.
5. II. ĐỊNH LUẬT CU LÔNG Lực tương tác giữa hai điện tích được Coulomb - nhà bác học người Pháp, dựa trên ý tưởng về sự tương tự giữa điện học và cơ học, giữa sự tương tự của hai vật và hai điện tích, tìm ra lần đầu cho hai điện tích điểm và phát biểu thành định luật Coulomb. Trong trường hợp tương tác giữa hai điện tích điểm, lực tĩnh điện còn được gọi là lực Coulomb.
6. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi: . . 퐹 = 1 2 1.Định luật Cu-lông : 2 a) Nội dụng định luật: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích 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. q q 1 r 2 q .q F = k 1 2 r 2 Trong đó: F là lực điện (lực Cu lông) (N) q1; q2 giá trị điện tích của 2 điện tích điểm (C) r: khoảng cách giữa hai điện tích (m) 2 2 9 2 2 퐹. . k = 9.10 N.m /C ( hệ số tỉ lệ hay hằng số Cu lông) vì k = = 2 푞1푞2
7. b). Đặc điểm của véc tơ lực điện: VD: Xét tương tác giữa 2 điện tích điểm q2 và q1 -Điểm đặt: Lên điện tích bị tác dụng lực điện. -Phương: là đường thẳng nối hai điện tích -Chiều: là lực đẩy ( hướng ra khỏi 2 điện tích) nếu q1q2> 0 (cùng dấu) Lực hút ( hướng vào 2 điện tích) q1q2 < 0 - Độ lớn: q .q F = F = k 1 2 12 21 r 2
8. 2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong môi trường đồng tính. Hằng số điện môi. a. Điện môi là môi trường cách điện. b. Lực điện(lực Cu lông) của 2 điện tích đặt trong điện môi. - Trong chân không: qq. Fk= 12 r 2 - Trong điện môi: Lực điện giảm  (lần). Tức là: q1 q 2 q 1 q 2 F== k/  k q1 q2 rr22 r c. Hằng số điện môi : Đặc trưng cho tính chất điện của một chất cách điện * Chân không:  = 1; Không khí:  1, các mt điện môi khác có  >1 Chú ý: Ta chỉ nói đến hằng số điện môi của chất cách điện.
9. CỦNG CỐ + Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. + Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. + Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích 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. qq. Fk= 12 r 2 + Trong môi trường có hằng số điện môi ε thì F’ = F/ ε + Hằng số điện môi ε là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. + Đơn vị điện tích là Cu−lông (C).
10. Câu 1. Phát biểu nào sau đây không đúng? A. Điện môi là môi trường cách điện. B. Hằng số điện môi của chân không bằng 1. C. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần. D. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1. Câu 2 Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện? A. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu; B. Chim thường xù lông về mùa rét; C. Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích sắt kéo lê trên mặt đường; D. Sét giữa các đám mây.
11. Câu 3. Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. Câu 3. Chọn đáp án C  Lời giải: + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. Câu 4. Nếu giảm khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. Tăng lên 3 lần. B. Giảm đi 3 lần. C. Tăng lên 9 lần. D. Giảm đi 9 lần. Câu 4. Chọn đáp án C qq.  Lời giải: Từ công thức : Fk= 12 r 2 1 => 퐹 ~ mà r giảm 3 lần suy ra F tăng 9 lần. 2
12. Câu 5: Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10-4 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng A. hút nhau một lực0 , 45 N. B. hút nhau một lực45 N. C. đẩy nhau một lực 0,45N. D. đẩy nhau một lực 4,5 N. −4 −4 q1 q 2 q 1 q 2 9 10 .10 F== k/  k =9.10 . 2 = 45 N rr22 2.1
13. Câu 6: Hai quả cầu nhỏ điện tích 10-7C và 4. 10-7C tác dụng nhau một lực 0,1N trong chân không. Tính khoảng cách giữa chúng? qq12. Fk= . 푞1푞2 9.10^9.10^−7.4.10^−7 2 => r = = = 0,06m = 6cm r 퐹 0,1 Câu 7. Đồ thị nào trong hình vẽ có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng? A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4. Câu 4.  Lời giải: + Ta có: Đáp án D.
14. Câu 8. (Đề chính thức của BGDĐT − 2018) Trong không khí, khi hai điện tích điểm đặt cách nhau lần lượt là d và d + 10 (cm) thì lực tưorng tác điện giữa chúng có độ lớn tương ứng2.10 là −6N và 5.10−7N. Giá trị của d là A. 5 cm. B. 20 cm. C. 2,5 cm. D. 10 cm. Giải: Câu 9: Trong không khí, hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,1 g được treo vào một điểm bằng hai sợi dây nhẹ, cách điện, có độ dài bằng nhau. Cho hai quả cầu nhiễm điện thì chúng đẩy nhau. Khi hai quả cầu cân bằng, hai dây treo hợp với nhau một góc 30°. Lấy g = 10 m/s2. Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu có độ lớn là A. 2,7.10−5N. B. 5,8.10−4N. C. 2,7.10−4N. D. 5,8.10−5N Giải:
15. Bài 7 sgk/ 10: Nêu những điểm giống nhau và khác nhau giữa lực Cu lông và định luật vạn vật hấp dẫn? . . qq. 퐹 = 1 2 Fk= 12 2 r 2
16. Bài 8 (trang 10 SGK Vật Lý 11) :Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách xa nhau 10 cm trong không khí thì tác dụng lên nhau một lực 9.10-3 N. Xác định điện tích của quả cầu đó. Ta có: q1 = q2 = q Khoảng cách: r = 10 cm = 0,1 m Môi trường là không khí nên hằng số điện môi: ε ≈ 1 Lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu là: