Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 1: Điện tích, Định luật Cu-Lông - Tăng Hoàng Quí

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

1. Chương 1: Điện học. Điện từ học ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG Giáo viên: Tăng Hoàng Quí Vật lí 11
2. I – Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.  Sự nhiễm điện của các vật  Khi cọ xát thanh thủy tinh, thanh nhựa hay mảnh pôliêtilen vào một miếng dạ hoặc lụa thì nó sẽ hút được vật nhẹ như mẩu giấy hoặc sợi bông.  Ta gọi các vật đó là vật bị nhiễm điện
3. Vải khô Vải Nhựa thu tinh ỷ Lụa
4. thuỷ tinh Nhựa
5. I – Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.  Điện tích. Điện tích điểm  Vật bị nhiễm điện hay vật mang điện còn gọi là một điện tích  Điện tích điểm là một điện tích có kích thước vô cùng nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. R q p q << R nên q được coi là một điện tích điểm
6. I – Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.  Tương tác điện. Hai loại điện tích  Có hai loại điện tích là điện tích âm (-) và điện tích dương (+)  Tương tác điện là sự hút hay đẩy nhau giữa các điện tích  Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau
7. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi  Định luật Cu-lông  Năm 1785, nhà bác học người Pháp Cu-lông (Coulomb) đã thiết lập được sự phụ thuộc của lực tương tác giữa các điện tích điểm vào khoảng cách của chúng Ông dùng một chiếc cân xoắn để đo lực đẩy giữa hai điện tích cùng dấu
8. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi  Định luật Cu-lông  Nội dung định luật : Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương nằm trên một đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điện tích điểm khác dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm cùng dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
9. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi Mô tả định luật Cu-lông
10. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi  Định luật Cu-lông  Nội dung định luật : Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không có phương nằm trên một đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điện tích điểm khác dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm cùng dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. q .q F = k 1 2 r 2 Biểu thức định luật Cu-lông trong chân không
11. F : lực tương tác giữa hai điện tích, đơn vị : N q .q q: điện tích, đơn vị : C (Cu-lông) F = k 1 2 r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm, đơn vị : m 2 . 2 r k = 9.109 2
12. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi  Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi ɛ đượcĐiện môigọilàlàmôihằngtrườngsố điệncách điệnmôi. của môi trường HằngThí nghiệmsố điệnchomôithấylà, nếumộttađặc đặttrưngcác điệnquantích điểm trọngvào trongcho môitínhtrườngchất điệnđiện môicủađồngmột tínhchấtthìcáchlực điệntương, nótácchođiệnbiếtsẽ yếukhiđiđặtɛ lầnđiệnso vớitíchtrongvào chântrong không chất đó thì lực tương tác điện giảm đi bao q q q q nhiêu lần Fso ==với kkhi1đặt 2/điện tích k 1trong 2 chân không. rr22 Biểu thức định luật Cu-lông trong điện môi
13. II – Định luật Cu Lông. Hằng số điện môi  Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi Lưu ý: Không khí có hằng số điện môi bằng 1 nên khi làm bài tập thì môi trường không khí có kết quả tương tự môi trường chân không Bảng hằng số điện môi của một số chất
14. Bài tập : Đặt trong không khí hai quả cầu nhỏ được tích điện lần lượt là -4,5.10−6 C và 2,3.10−6 C. Biết hai quả cầu này cách nhau 10cm, hãy cho biết hai quả cầu này hút hay đẩy nhau và với lực là bao nhiêu ? Giải -Ta nhận xét môi trường không khí có kết quả giống môi trường chân không nên ta áp dụng công thức định luật Cu-lông trong chân không cho hai quả cầu trên ta được |−4,5.10−6.2,3.10−6| lực F = 9.109. =9,315 (N) 0,12 -Do hai quả cầu tích điện trái dấu nên chúng hút nhau với lực F=9,315 N
15. Bài tập : Đặt trong không khí hai quả cầu nhỏ được tích điện dương giống nhau, chúng cách nhau 20cm. Biết lực tương tác điện tạo ra là 1,3689.10−3 N. Xác định độ lớn điện tích của hai quả cầu đó. Giải - Ta nhận xét môi trường không khí có kết quả giống môi trường chân không nên ta áp dụng công thức định luật Cu-lông trong chân không cho hai quả cầu trên 퐹. 2 1.3689.10−3.0,22 - Từ đó suy ra 푞2= = =6, 표84. 10−15 (C) 9.109 9.109 Hay 푞 = 7,8. 10−8 . Vậy điện tích của cả hai quả cầu là 7,8. 10−8 .
16. Bài tập : Cho biết điểm giống và khác nhau giữa định luật Cu-lông và định luật vạn vật hấp dân. Giải - Ta có hai công thức sau: |푞 .푞 | F = . 1 2 đ 2 퐹 = . 1 2 ℎ 2 - Ta thấy cả hai lực trên đều tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật - Ta thấy +) Lực điện tỉ lệ thuận với tích điện tích của hai vật và có hằng số k +) Lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với tích khối lượng của hai vật và có hằng số G
17. Bài tập :Cho quả cầu A tích điện q cách quả cầu B trung hòa về điện một khoảng bằng r. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi đưa về vị trí cũ. Cho biết lực điện giữa hai quả cầu tại thời điểm quay về vị trí cũ. Giải - Do ban đầu quả cầu A tích điện q, quả cầu B trung hòa về điện nên khi tiếp xúc với nhau, do tính đối xứng thì điện tích q của quả cầu A bị phân đôi và chia sẻ cho quả cầu B. Lúc này hai quả cầu có cùng 푞 một điện tích 푞′ = . 2 - Vậy lực điện giữa hai quả cầu lúc này là 푞′2 푞2 퐹 = . = . 2 4 2
18. Bài tập * :Hai quả cầu A và B có khối lượng m1 và m2 được treo vào một điểm O bằng hai sợi dây cách điện OA và AB. Nhiễm điện cho cả hai quả cầu . Lực căng T của sợi dây OA sẽ như thế nào so với khi chưa nhiễm điện. Giải O Ta thấy hai quả cầu A và B tạo với nhau một hệ kín, nên lực điện giữa hai quả cầu không làm thay đổi lực căng T của dây OA. A B
19. Tổng kết kiến thức -Vật bị nhiễm điện hay vật mang điện còn gọi là một điện tích -Điện tích điểm là một điện tích có kích thước vô cùng nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. -Có hai loại điện tích là điện tích âm (-) và điện tích dương (+) -Tương tác điện là sự hút hay đẩy nhau giữa các điện tích -Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau  Định luật Cu-lông Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không có phương nằm trên một đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điện tích điểm khác dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm cùng dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. q .q F = k 1 2 r 2
20. Vật lí 11 Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông