Bài tập ôn lý 11 thi đai học năm 2024

  • 1. THÊM VẬT LÝ 11 CẢ NĂM (KẾT NỐI TRI THỨC) - NĂM HỌC 2023-2024 (BẢN HS-GV) BÀI TẬP TỰ LUẬN - TRẮC NGHIỆM PHÂN DẠNG (CHƯƠNG 3 ĐIỆN TRƯỜNG) WORD VERSION | 2024 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL [email protected] B À I T Ậ P D Ạ Y T H Ê M V Ậ T L Ý K Ế T N Ố I T R I T H Ứ C Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594 Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group vectorstock.com/28062424
  • 2. LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA 2 ĐIỆN TÍCH I. LỰC HÚT, LỰC ĐẨY GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH: 1. Thí nghiệm sự nhiễm điện của các vật: - Treo thanh nhựa A bằng một dây chỉ để nó có thể quay tự do rồi dùng len cọ xát một đầu của nó. a. Dùng len cọ xát một đầu thanh nhựa B rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A b. Dùng lụa cọ xát một đầu thanh thuỷ tinh C rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A. Giải thích - Thanh nhựa cọ xát với với len sẽ nhiễm điện âm nên khi hai thanh nhựa lại gần nhau sẽ đẩy ra xa vì cả hai thanh nhựa nhiễm điện cùng dấu. - Thanh thủy tinh cọ xát với lụa sẽ nhiễm điện dương và thanh nhựa nhiễm điện âm nên đưa hai thanh lại gần nhau chúng sẽ hút nhau vì nhiễm điện trái dấu - Khi cọ xát những vật như thanh thủy tinh, thanh nhựa, mãnh poliêtilen,… vào lụa hoặc dạ…thì những vật đó sẽ hút được những vật nhẹ như giấy, sợi bông… Ta nói rằng những vật đó đã bị nhiễm điện. - Nhờ hiện tượng này mà ta có thể kiểm tra được một vật có nhiễm điện hay không. 2. Lực biểu diễn tương tác giữa các điện tích: 3. Điện tích, hai loại điện tích, tương tác điện:  Vật bị nhiễm điện còn được gọi là vật mang điện, vật tích điện hoặc điện tích.  Người ta thừa nhận rằng chỉ có hai loại điện tích là điện tích dương (ký hiệu bằng dấu -) và điện tích âm (ký hiệu bằng dấu -).  Lưu ý: khái niệm điện tích âm, điện tích dương trong vật lý khác với số âm, số dương trong toán học. Ví dụ số âm luôn luôn nhỏ hơn số dương nhưng không thể nói điện tích âm luôn luôn nhỏ hơn điện tích dương được.  Các điện tích cùng loại (cùng dấu) thì đẩy nhau. Các điện tích khác loại (khác dấu) thì hút nhau.  Lực hút, đẩy giữa các điện tích được gọi chung là lực tương tác giữa các điện tích (thường gọi tắt là lực điện).  Độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích có phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách giữa các điện tích? Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.
  • 3. thí nghiệm: ta dùng hai điện tích có độ lớn điện tích không đổi sau đó thay đổi khoảng cách giữa chúng xác định độ lón của lực tương tác trong các trường hợp để từ đó ta tìm được mối quan hệ giữa lực tương tác và khoảng cách. II. ĐỊNH LUẬT COULOMB: 1. Điện tích điểm, đơn vị điện tích:  Kí hiệu điện tích là q hoặc Q có đơn vị là cu-lông (C).  Vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm đang xét gọi là điện tích điểm.  Người ta coi các quả cầu tích điện có bán kính nhỏ so với khoảng cách giữa chúng là các điện tích điểm, khoảng cách giữa các điện tích điểm này là khoảng cách giữa tâm của các quả cầu mang điện. 2. Định luật Coulomb:  Người thiết lập: Charles Coulomb (Pháp 1736 – 1806).  Dụng cụ đo: Cân xoắn Coulomb.  Phát biểu 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 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 nội dung định luật Coulomb đặt trong chân không 1 2 1 2 2 2 0 q q k q q F 4 r r    Trong đó F là lực điện hay lực tĩnh điện (N). 2 9 2 0 1 N.m k 9.10 4 C          là hệ số tì lệ có độ lớn phụ thuộc vào môi trường trong đó đặt điện tích. 2 12 0 2 C 8,85.10 Nm          là hằng số điện. q1, q2 là độ lớn điện tích (C). r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm (cm, m).  Từ biểu thức định luật Coloumb ta thấy 1 2 2 1 F q q r  
  • 4. hai điện tích điểm trong một điện môi (môi trường cách điện, đồng tính, có hằng số điện môi là  (với 1   ) thì công thức của định luật Coulomb là : 1 2 2 k q q F r    Trong chân không thì 1,   còn trong không khí thì 1.    Lưu ý: Định luật Coulomb chỉ áp dụng được cho: - Các điện tích điểm. - Các điện tích phân bố đều trên những vật dẫn hình cầu (coi như điện tích điểm ở tâm). 3. Đặc điểm véctơ lực:  Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm có: - Điểm đặt trên mỗi điện tích. - Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích. - Chiều đẩy nhau nếu cùng dấu   1 2 q q 0  hút nhau nếu trái dấu   1 2 q q 0  - Độ lớn   1 2 2 k q q F N . r   4. Môt số hiện tượng:  Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu.  Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối.  Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa. 5. Ứng dụng: Mũi của “súng sơn" được nối với cực dương của một máy phát tĩnh điện, vật cần sơn được nối với cực âm của máy này. Các hạt sơn cực nhỏ khi bay ra khỏi mũi của súng sơn mang điện dương nên bị vật cần sơn mang điện âm hút dính chặt vào. Cách sơn tĩnh điện tiết kiệm được sơn, ít làm ô nhiễm môi trường, có nước sơn bền lâu hơn so với cách phun sơn thông thường.
  • 5. động máy lọc không khí dựa trên sự phát tán các Ion âm vào trong không khí. Các ion này sẽ bám vào khói bụi, vi khuẩn trong không khí và bản tích điện dương của máy sẽ hút giữ chúng lại trong máy. Máy còn chứa màng thẩm thấu ẩm giúp cân bằng độ ẩm trong không khí.
  • 6. LUẬN Dạng 1 : TÍNH TOÁN CƠ BẢN VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: BÀI TOÁN Tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm 1 2 2 k q q F r   Tính khoảng cách giữa hai điện tích điểm 2 kq r F   Lập tỉ số giữa lực điện và khoảng cách (chú ý bài toán khoảng cách lúc sau dời xa thêm) 2 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 F r = hoac F r F r F r  Tìm hằng số điện môi 1 2 2 k q q Fr   Lập tỉ số giữa lực điện và hằng số điện môi 1 2 1 1 2 2 2 1 F = hoac F F F      Lập tỉ số giữa lực điện, hằng số điện môi và khoảng cách 2 2 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 F r = hoac F r F r F r      Lập tỉ số giữa lực hấp dẫn là lực điện 1 2 d hd 1 2 k q q F F Gm m  B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau 2 cm thì lực đẩy giữa chúng là -4 1,6.10 N. Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng -4 2,5.10 N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu? Câu 2: Xác định độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 = 3 µC và q2= -3 µC cách nhau một khoảng r = 3 cm trong hai trường hợp sau: a. Đặt trong chân không. b. Đặt trong điện môi có hằng số điện môi ε = 4. Câu 3: Hai quả cầu nhỏ tích điện 9 9 1 2 q 1,3.10 C, q 6,5.10 C     đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì đẩy nhau với một lực bằng F. Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong một chất điện môi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F. a. Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó? b. Biết 6 F 4,5.10 N,   tìm giá trị của r. Câu 4: Biết điện tích của electron là −1,6.10−19 C. Khối lượng của electrong là 9,1.10−31 kg. Giả sử trong nguyên tử heli, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo 29,4 pm thì tốc độ góc của electron đó sẽ là bao nhiêu? Câu 5: Hai điện tích điểm 8 1 q 10 C,   8 2 q 10 C    đặt cách nhau 10 cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng. Câu 6: Hai điện tích điểm 6 1 q 2.10 C,   6 2 q 2.10 C    đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4 N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó. Câu 7: Hai điện tích điểm 8 1 q 2.10 C,    8 2 q 10 C    đặt cách nhau 20 cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng.
  • 7. nguyên tử hiđrô, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 9 5.10 cm.  Xác định lực hút tĩnh điện giữa electron và hạt nhân khi nguyên tử hiđrô đặt trong chân không. Câu 9: Trong không khí, khi hai điện tích điểm đặt cách nhau lần lượt là d và d - 10 (cm) thì lực tương tác điện giữa chúng có độ lớn tương ứng là 2.10−6 N và 5.10−7 N. Giá trị của d là bao nhiêu? Câu 10: Cho hai điện tích điểm q1 = 9.10-8 C và q2 = -4.10-8 C cách nhau một khoảng 6 cm trong không khí. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích. b. Tìm khoảng cách giữa hai điện tích để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là 3 . 20,25.10 N  Câu 11: Hai điện tích điểm đặt cách nhau 20 cm trong không khí, tác dụng lên nhau một lực nào đó. Sau đó đặt hai điện tích điểm trên trong dầu có điện môi bằng 5, để lực lực tương tác giữa chúng vẫn như cũ thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu? Câu 12: Hai điện tích hút nhau bằng một lực -6 2.10 N. Khi chúng dời xa nhau thêm 2 cm thì lực hút là -7 5.10 N. Khoảng cách ban đầu giữa chúng là bao nhiêu? Câu 13: Hai quả cầu nhỏ coi là chất điểm, giống nhau, được làm bằng kim loại và đặt trong chân không. Quả cầu A mang điện tích 4,5 C,  quả cầu B mang điện tích 2,4 C.   Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác giữa hai quả cầu sau khi tiếp xúc. Câu 14: Tính lực tương tác điện, lực hấp dẫn giữa electrôn và hạt nhân trong nguyên tử hiđrô, biết rằng điện tích của chúng có độ lớn -19 -1,6.10 C và khoảng cách giữa chúng là 5.10-9 cm. Cho biết khối lượng electrôn bằng -31 9,1.10 kg, khối lượng hạt nhân hidrô bằng 1836 lần khối lượng electrôn, hằng số hấp dẫn -11 2 2 G=6,672.10 N.m /kg . Câu 15: Hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 3 2.10 N.  Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi có hằng số điện môi là  thì lực tương tác giữa chúng là 3 10 N.  a. Xác định hằng số điện môi của điện môi. b. Để lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích điểm cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích điểm cách nhau 20 cm. Câu 16: Xét nguyên tử heli, gọi Fd và Fhd lần lượt là lực hút tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa một electron và hạt nhân. Điện tích của electron −1,6.10−19 C. Khối lượng của electron 9,1.10−31 kg. Khối lượng của heli 6,65.10−27 kg. Hằng số hấp dẫn 6,67.10−11 m3 /kg.s2 . Tìm tỉ số d hd F . F Câu 17: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là q1 = -3,2.10-7 C và q2 = 2,4.10-7 C, cách nhau một khoảng 12 cm. a. Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác điện giữa chúng. b. Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó.
  • 8. XÁC ĐỊNH ĐỘ LỚN VÀ DẤU HAI ĐIỆN TÍCH A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: BÀI TOÁN Tìm dấu và độ lớn điện tích (giả sử cho hai điện tích có độ lớn bằng nhau ) 2 1 2 Fr q q k    Cho điện tích tổng cộng của hai quả cầu, cho dữ kiện suy ra được tích q1q2. Tìm điện tích mỗi quả cầu. Theo Viet 1 2 1 2 S q q P q q       P > 0 nếu 1 2 q q cùng dấu P < 0 nếu 1 2 q q trái dấu 1 2 q ,q là nghiệm của phương trình 2 q Sq P 0    Giải phương trình bậc 2 trên tìm giá trị của 1 2 q ,q B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1 : Hai điện tích điểm cùng độ lớn được đặt cách nhau 1 m trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau một lực bằng 8 N. Độ lớn của mỗi điện tích là bao nhiêu? Câu 2: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10 N. Tìm giá trị các điện tích điểm. Câu 3: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng 1 r = 2 cm. Lực đẩy giữa chúng là -4 1 F = 1,6.10 N. a. Tìm độ lớn của các điện tích đó. b. Khoảng cách 2 r giữa chúng bằng bao nhiêu để lực tác dụng là -4 2 F = 2,56.10 N. Câu 4: Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích 1 q và 2 q đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực 4 2,7.10 N.  Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bằng một lực 4 3,6.10 N.  Tính 1 2 q ,q . Câu 5: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không, cách nhau 10 cm. Lực đẩy giữa chúng là 9.10- 5 N. a. Xác định dấu và độ lớn hai điện tích đó. b. Để lực tương tác giữa hai điện tích đó tăng 3 lần thì phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai điện tích đó bao nhiêu lần? Xác định khoảng cách giữa hai điện tích lúc đó. Câu 6: Hai vật nhỏ đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1 m, đẩy nhau một lực 1,8 N. Điện tích tổng cộng của hai vật là 5 3.10 C.  Tìm điện tích của mỗi vật. Câu 7: Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25 cm trong điện môi có hằng số điện môi bằng 2 thì lực tương tác giữa chúng là 6,48 mN. a. Xác định độ lớn các điện tích. b. Nếu đưa hai điện tích đó ra không khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế nào? Vì sao? Biết hằng số điện môi của không khí coi như bằng 1. c. Để lực tương tác của hai điện tích đó trong không khí vẫn là 6, 48.10-3 N thì phải đặt chúng cách nhau bằng bao nhiêu?
  • 9. điện tích điểm có độ lớn điện tích tổng cộng là 5 3.10 C  khi đặt chúng cách nhau 1 m trong không khí thì chúng đẩy nhau bằng lực 1,8 N. Điện tích của mỗi quả cầu là bao nhiêu? Câu 9: Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 50 cm, hút nhau bằng một lực 0, 18 N. Điện tích tổng cộng của hai vật là 4.10-6 C. Tính điện tích mỗi vật ra theo đơn vị C. 
  • 10. LỰC TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: TRƯỜNG HỢP HỢP LỰC HÌNH VẼ 1 2  F F     1 2 F = F + F 1 2  F F        lon be 1 2 F = F F F F   1 2 ; F F      1 2 2 cos 2 2 1 2 F = F + F FF   1 2  F F     2 2 1 2 F = F + F 1 2   F F A     2 2cos 2 cos 2      F A A B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Cho hai điện tích bằng -q (q > 0) và hai điện tích –q (q > 0) đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a trong chân không biết tại A và B là hai điện tích -q. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại D. Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = 10−8 C và q2 = −3.10−8 C đặt trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau 8 cm. Đặt điện tích điểm q = 10−8 C tại điểm M trên đường trung trực của đoạn thẳng AB và cách AB một khoảng 3 cm. Lấy k = 9.109 N.m2 /C2 . Lực điện tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q có độ lớn là bao nhiêu? Câu 3: Hai điện tích điểm 7 7 1 2 q 2.10 C, q 2.10 C      đặt tại hai điểm A, B trong chân không cách nhau 5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên 7 o q 2.10 C    trong hai trường hợp: a. o q đặt tại C, với CA = 2 cm, CB = 3 cm. b. o q đặt tại D với DA = 2 cm, DB = 7 cm. Câu 4: Ba quả cầu nhỏ mang điện tích 7 7 6 1 2 3 q 6.10 C,q 2.10 C,q 10 C       theo thứ tự trên một đường thẳng nhúng trong nước nguyên chất có  = 81. Khoảng cách giữa chúng là 12 23 r 40 cm,r 60 cm.   Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi quả cầu. Câu 5: Hai điện tích điểm 8 8 1 2 q 3.10 C, q 2.10 C     đặt tại hai điểm A, B trong chân không, cách nhau một khoảng AB 5cm.  Một điện tích 8 o q 2.10 C    đặt tại M với MA = 4 cm, MB = 3 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên o q tại M. Câu 6: Cho hai điện tích 7 1 2 q q 10 C    đặt tại hai điểm A, B cách nhau 6 cm trong chân không. Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB một khoảng 4 cm người ta đặt điện tích 7 o q 10 C.   Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên o q tại C. α ⃗ ⃗ ⃗
  • 11. 3 diện tích điểm 6 1 2 3 q q q q 1,6.10 C      đặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh 16 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. Câu 8: Trong chân không, cho hai điện tích 7 1 2 q q 10 C     đặt tại hai điểm A và B cách nhau 6 cm. Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 4 cm người ta đặt điện tích 7 o q 10 C   . Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo. Câu 9: Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8 nC, q2 = q3 = -8 nC tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6 nC đặt ở tâm O của tam giác. Câu 10: Người ta đặt 3 điện tích q1 =q2 = q3 = -8.10-9 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6 nC đặt ở tâm O của tam giác. Câu 11: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8 C, q2 = -4.10-8 C, q3 = 5.10-8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3.
  • 12. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH A- PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: 1. Xác định vị trí đặt q0 để q0 cân bằng. - qo cân bằng khi 10 20 F F 0      - Nếu q1q2 > 0 thì 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 1 2 k q k q q r r r r q r r AB r r AB                  - Nếu q1q2 < 0 thì 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 1 2 k q k q q r r r r q r r AB r r AB                    2.Xác định dấu và độ lớn của q0 để hệ điện tích cân bằng: - Để hệ cân bằng thì q1 và q2 cũng cân bằng → 12 10 F F 0      hoặc 12 20 F F 0.      - Nếu q1q2 > 0 thì 2 2 0 10 2 2 0 2 2 12 10 12 1 0 12 10 k q k q r q q r r r q q 0 F F                  - Nếu q1q2 < 0 thì 2 2 0 10 2 2 0 2 2 12 10 12 1 0 12 10 k q k q r q q r r r q q 0 F F                  B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Cho hai điện tích q1=16  C q2 = - 64  C đặt chúng tại hai điểm AB trong không khí cách nhau 1m. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 4  C đặt tại: a) Điểm M cách A 60 cm và cách B 40 cm. b) Điểm N cách A 60 cm và cách B 80 cm. c) Điểm O cách đều A và B một đoạn 100 cm. d) Điểm P cách đều A và B một đoạn 60 cm. Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4.10-6 C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Phải đặt điện tích 8 3 q 4.10 C   tại đâu để q3 nằm cân bằng? Câu 3: Hai điện tích 8 8 1 2 q 2.10 C,q 8.10 C      đặt tại A và B trong không khí, với AB = 8 cm. Một điện tích o q đặt tại C. Hỏi: a. C ở đâu để o q cân bằng? b. Dấu và độ lớn của o q để 1 2 q ,q cũng cân bằng? Câu 4: Tại bốn đỉnh của một hình vuông có 4 điện tích điểm q = +1 μC và tại tâm hình vuông có điện tích điểm 0 q . Tìm điện tích q0 để hệ điện tích đó nằm cân bằng. Câu 5: Hai điện tích điểm 8 8 1 2 q 10 C, q 4.10 C     đặt tại A và B cách nhau 9cm trong chân không. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích? b. Xác định vectơ lực tác dụng lên điện tích 6 0 q 3.10 C   đặt tại trung điểm AB.
  • 13. điện tích 6 3 q 2.10 C   tại đâu để điện tích 3 q nằm cân bằng? Câu 6: Hai điện tích 8 7 1 2 q 2.10 C, q 1,8.10 C       đặt tại A và B trong không khí, AB = 16 cm. Một điện tích 3 q đặt tại C. Hỏi: a. C ở đâu để 3 q cân bằng? b. Dấu và độ lớn của 3 q để 1 2 q ;q cũng cân bằng.
  • 14. BÀI TOÁN DÂY TREO BUỘC QUẢ CẦU TÍCH ĐIỆN Câu 1: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi quả có điện tích q và khối lượng m 10 gam  được treo bởi hai sợi dây cùng chiều dài = 30 cm  vào cùng một điểm O. Giữ quả cầu 1 cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu 2 sẽ bị lệch góc o α = 60 so với phương thẳng đứng. Cho 2 g = 10 m/s . Tìm độ lớn điện tích q. Câu 2: Trong không khí, hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,1 gam 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 bao nhiêu? Câu 3: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 60 gam, điện tích 7 q 2.10 C   được treo bằng sợi tơ mảnh. Ở phía dưới nó 10 cm cần đặt một điện tích dương hay âm, có độ lớn bằng bao nhiêu C  để sức căng của sợi dây tăng gấp đôi? Câu 4: Hai hạt có khối lượng m1, m2, mang điện tích bằng nhau và bằng q chuyển động không ma sát dọc theo trục x'x trong không khí. Khi hai hạt này cách nhau 2,6 cm thì gia tốc của hạt 1 là 4,41.103 m/s2 , của hạt 2 là 8,40.103 m/s2 . Bỏ qua lực hấp dẫn. Nếu m1 = 1,6 mg thì m2q có giá trị là bao nhiêu? Câu 5: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng 200 gam, được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài 0,5 m. Khi mỗi quả cầu tích điện q như nhau, chúng tách nhau ra một khoảng r = 5 cm. Lấy g = 10 m/s2 . Độ lớn điện tích của q là bao nhiêu? Câu 6: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng 50 gam được treo vào cùng một điểm bằng 2 sợi chỉ nhỏ không giãn dài 10cm. Hai quả cầu tiếp xúc nhau, tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi 2 dây treo hợp với nhau một góc 0 60 . Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu quả cầu. Cho 2 g = 10 m/s . Câu 7: Một quả cầu có khối lượng riêng 3 3 D = 9,8.10 kg/m , bán kính R = 1 cm tích điện -6 q = -10 C được treo vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l = 10 cm. Tại điểm treo có đặt một điện tích âm 6 0 q 10 C.    Tất cả đặt trong dầu có khối lượng riêng 3 3 d = 0,8.10 kg/m , hằng số điện môi 3.   Tính lực căng của dây? Lấy 2 g = 10 m/s . Câu 8: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 gam, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60°. Lấy g = 10 m/s2 . Điện tích đã truyền cho quả cầu có độ lớn là bao nhiêu?
  • 15. NGHIỆM Câu 1: Trong các hình biểu diễn lực tương tác tĩnh điện giữa các điện tích (có cùng độ lớn diện tích và đứng yên) dưới đây. Hình nào biểu diễn không chính xác? Hình (a) Hình (b) Hình (c) Hình (d) A. Hình (a). B. Hình (b). C. Hình (c). D. Hình (d). Câu 2 : Hai điện tích điểm cùng dấu có cùng độ lớn 3.10-7 C đặt cách nhau 1 m trong chân không thì chúng A. đẩy nhau một lực 8,1.10-4 N. B. hút nhau một lực 8,1.10-4 N. C. đẩy nhau một lực 4 N. D. đẩy nhau một lực 4.10-4 N. Câu 3: Công thức tính độ lớn lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích trong chân không là A. 1 2 q q F k . r  B. 1 2 q q F k . r  C. 1 2 2 q q F k . r  D. 1 2 2 q q F k . r  Câu 4: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về lực tương tác Coulomb giữa hai điện tích? A. Hai điện tích luôn có xu hướng đẩy nhau. B. Hai điện tích hút nhau hoặc đẩy nhau không phụ thuộc vào dấu của điện tích. C. Hai điện tích đẩy nhau khi chúng tích điện trái dấu. D. Hai điện tích hút nhau khi chúng tích điện trái dấu. Câu 5: Độ lớn của lực tương tác tĩnh điện Coulomb giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí A. tỉ lệ thuận với bình phương độ lớn hai điện tích đó. B. tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa chúng. C. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng. D. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Câu 6: Lực tương tác tĩnh điện Coulomb được áp dụng trong trường hợp A. hai vật tích điện đặt cách nhau một khoảng rất lớn hơn kích thước của chúng. B. hai vật tích điện đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ hơn kích thước của chúng. C. hai vật tích điện được coi là điện tích điểm và đứng yên. D. hai vật tích điện được coi là điện tích điểm có thể đứng yên hay chuyển động. Câu 7: Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 4 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. tăng lên 4 lần. B. giảm đi 4 lần. C. tăng lên 16 lần. D. giảm đi 16 lần. Câu 8: Nếu tăng đồng thời khoảng cách giữa hai điện tích điểm và độ lớn của mỗi điện tích điểm lên hai lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. không thay đổi. B. giảm đi hai lần. C. tăng lên hai lần. D. tăng lên 4 lần. Câu 9: Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể dựa vào định luật Coulomb để xác định lực tương tác giữa các vật nhiễm điện? 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 - q2 + q1 - q2 - q1 + q2 + q1 - q2 + q1
  • 16. tương tác giữa hai điện tích đứng yên tỉ lệ thuận với A. tích độ lớn các điện tích. B. khoảng cách giữa hai điện tích. C. bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. khoảng cách giữa hai điện tích Câu 11: Nếu hai điện tích 1 2 q ,q đẩy nhau thì A. 1 2 q > 0, q < 0. B. 1 2 q q > 0. C. 1 2 q < 0, q < 0. D. 1 2 q < 0, q > 0. Câu 12: Muốn lực tương tác giữa 2 điện tích điểm tăng 9 lần thì khoảng cách giữa chúng phải A. tăng 2 lần. B. tăng 3 lần. C. giảm 3 lần. D. giảm 2 lần. Câu 13: Hai đỉện tích điểm cùng độ lớn 9 10 C  đặt trong chân không. Khoảng cách giữa chúng bằng bao nhiêu để lực tĩnh điện giữa chúng có độ lớn 6 2,5.10 N  ? A. 0,06 cm. B. 6 cm. C. 36 cm. D. 6 m. Câu 14: Hai điện tích q1 = 6.10-8 C và q2= 3.10-8 C đặt cách nhau 3 cm trong chân không. Lực tương tác giữa hai điện tích là: A. 54.10-2 N. B. 1,8.10-2 N. C. 5,4.10-3 N. D. 2,7.10-3 N. Câu 15: 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 lực 5 N. B. hút nhau một lực 45 N. C. đẩy nhau một lực 45 N. D. đẩy nhau một lực 9 N. Câu 16: Hai điện tích điểm cùng độ lớn 5.10-4 C đặt trong chân không, để tương tác nhau bằng lực có độ lớn 2,5.10-2 N thì chúng phải đặt cách nhau A. 3 m. B. 30 m. C. 300 m. D. 3000 m. Câu 17: Có bốn điện tích M, N, P, Q. Trong đó M hút N, nhưng M đẩy P, P hút Q. Vậy A. N đẩy P. B. M đẩy Q. C. N hút Q. D. Q hút M. Câu 18: Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện. Biết rằng vật A hút vật B, nhưng đẩy vật C. Vật C hút vật D. A nhiễm điện dương. Kết luận đúng là A. B âm, C âm, D dương. B. B âm, C dương, D dương. C. B âm, C dương, D âm. D. B dương, C âm, D dương Câu 19: Công thức nào dưới đây xác định độ lớn lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r trong điện môi, với là hằng số coulomb? A. 1 2 2 q q F r . k   B. 1 2 2 q q F r . k   C. 1 2 2 q q F k . r   D. 1 2 2 q q F k . r   Câu 20: Khẳng định không đúng khi nói về lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không là A. có độ lớn tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. B. có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn hai điện tích. C. có phương là đường thẳng nối hai điện tích. D. là lực hút khi hai điện tích trái dấu. 1 2 , q q 2 9 2 . 9.10 N m k C 
  • 17. tích điểm là A. vật có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. B. điện tích coi như tập trung tại một điểm. C. vật chứa rất ít điện tích. D. điểm phát ra điện tích. Câu 22: Có thể áp dụng định luật Culông để tính lực tương tác trong trường hợp tương tác giữa A. hai thanh thủy tinh nhiễm điện đặt gần nhau. B. một thanh thủy tinh và một thanh nhựa nhiễm điện đặt gần nhau. C. hai quả cầu nhỏ tích điện đặt xa nhau. D. một thanh thủy tinh và một quả cầu lớn. Câu 23: Cho hai điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi. Lực tương tác giữa chúng sẽ lớn nhất khi đặt trong môi trường A. chân không. B. nước nguyên chất. C. không khí ở điều kiện chuẩn. D. dầu hỏa. Câu 24: Hai điện tích đặt gần nhau, nếu giảm khoảng cách giữa chúng đi 2 lần thì lực tương tác giữa 2 vật sẽ A. tăng lên 2 lần. B. giảm đi 2 lần. C. tăng lên 4 lần. D. giảm đi 4 lần. Câu 25: Cách biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích đứng yên nào sau đây là sai? A. . B. . C. . D. . Câu 26: Ta có thể áp dụng công thức của định luật Coulomb để tính lực tương tác giữa A. hạt nhân và electron trong nguyên tử hiđrô. B. hai bản tụ của một tụ điện phẳng tích điện. C. hai quả cầu kim loại tích điện, bán kính 5 cm, đặt cách nhau 15 cm. D. hai bản của một tụ điện phẳng tích điện với một electron bay trong đó. Câu 27: Xét tương tác của hai điện tích điểm trong một môi trường xác định. Khi lực đẩy Coulomb tăng 2 lần thì hằng số điện môi sẽ A. tăng 2 lần. B. vẫn không đổi. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần. Câu 28: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích A. luôn không đổi. B. phụ thuộc vào dấu của điện tích. C. luôn bằng 0. D. có thể thay đổi. Câu 29: Hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r trong điện môi. Khi đồng thời giảm độ lớn của mỗi điện tích và khoảng cách giữa chúng đi một nữa thì lực tác tác dụng giữa hai điện tích đó sẽ A. giảm một nữa. B. giảm bốn lần. C. tăng gấp đôi. D. không đổi. Câu 30: Gọi 0 F là lực tác dụng giữa hai điện tích điểm khi chúng nằm cách nhau một khoảng r trong chân không. Đem đặt hai điện tích đó vào trong một chất cách điện có hằng số điện môi 4   thì phải tăng hay giảm r đi bao nhiêu lần để lực tác dụng giữa chúng vẫn là 0 F ? A. Tăng 4 lần. B. Giảm 4 lần. C. Tăng 2 lần. D. Giảm 2 lần. Câu 31: Hai quả cầu nhỏ tích điện, đặt cách nhau khoảng r nào đó. Lực điện tác dụng giữa chúng là F. Nếu điện tích mỗi quả cầu tăng gấp đôi, còn khoảng cách giảm đi một nửa, thì lực tác dụng giữa chúng sẽ là A. 2F. B. 4F. C. 8F. D. 16F . Câu 32: 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 hợp với đường thẳng đứng những góc α bằng nhau (như hình vẽ bên). Trạng thái nhiễm điện của hai quả cầu là
  • 18. trái dấu. C. không nhiễm điện. D. một quả cầu nhiễm điện, một quả cầu không nhiễm điện. Câu 33: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ lớn lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích vào khoảng cách giữa chúng là A. B. C. D. Câu 34: Lực tương tác giữa hai điện tích q1 = q2 = -3.10-9 C khi đặt cách nhau 10 cm trong không khí là A. 8,1.10-10 N. B. 8,1.10-6 N. C. 2,7.10-10 N. D. 2,7.10-6 N. Câu 35: Biết rằng bán kính trung bình của nguyên tử của nguyên tố hiđrô bằng 9 5.10 cm.  Lực tĩnh điện giữa hạt nhân và điện tử trong nguyên tử đó là A. lực đẩy, có độ lớn 8 9,2.10 N. B. lực đẩy, có độ lớn 8 2,9.10 N. C. lực hút, có độ lớn 8 9,2.10 N.  Câu 36: Hai quả cầu nhỏ có điện tích -7 10 C và -7 4.10 C tác dụng vào nhau một lực 0,1 N trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là A. 3 cm. B. 4 cm. C. 5 cm. D. 6 cm. Câu 37: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích 9 1 q 10 C   và 9 1 q 4.10 C   đặt cách nhau 6 cm trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 5 0,25.10 N.  Hằng số điện môi bằng A. 3. B. 4. C. 2. D. 2,5. Câu 38: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong nước có hằng số điện môi 81   , cách nhau 3 cm. Lực đẩy giữa chúng bằng -5 0,2.10 N. Độ lớn của các điện tích điểm là A. -7 0,52.10 C. B. -9 4,02.10 C. C. -9 1,6.10 C. D. -12 2,56.10 C. Câu 39: Hai quả cầu nhỏ tích điện giống nhau đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1 m, đẩy nhau một lực 7,2 N. Điện tích tổng cộng của chúng là 5 6.10 C.  Điện tích mỗi quả cầu là A. 5 5 1 2 q 2.10 C, q 4.10 C.     B. 5 5 1 2 q 3.10 C, q 2.10 C.     C. 5 5 1 2 q 5.10 C, q 1.10 C.     D. 5 5 1 2 q 3.10 C, q 3.10 C.     Câu 40: Cho hai điện tích điểm 1 q , 2 q có độ lớn bằng nhau và cùng dấu, đặt trong không khí và cách nhau một khoảng r. Đặt điện tích điểm 3 q tại trung điểm đoạn thẳng nối hai điện tích 1 q , 2 q . Lực tác dụng lên điện tích 3 q có độ lớn là A. 1 2 2 q q F 4k . r  B. 1 3 2 q q F 8k . r  C. 1 3 2 q q F 4k . r  D. F 0. 
  • 19. hai điện tích điểm 1 2 q , q có độ lớn bằng nhau, đặt trong không khí và cách nhau một khoảng r. Đặt điện tích 3 q tại trung điểm của đoạn thẳng nối hai điện tích. Lực tác dụng lên 3 q trong hai trường hợp 1 2 q , q khác dấu là A. F = 0. B. 1 2 2 q q F k . r  C. 1 2 2 q q F = 4k . r D. 1 3 2 |q q | F = 8k . r Câu 42: Hai điện tích q1 = 4.10-8 C và q2 = -4.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4 cm trong không khí. Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C đặt tại điểm M cách A 4 cm, cách B 8 cm là A. 6,75.10-4 N. B. 1,125. 10-3 N. C. 5,625. 10-4 N. D. 3,375.10-4 N. Câu 43: Hai điện tích điểm 7 7 1 2 q 2.10 C,q 3.10 C      đặt tại hai điểm A, B trong chân không cách nhau 5cm. Lực điện tổng hợp tác dụng lên 7 o q 2.10 C    đặt tại C, với CA = 2 cm, CB = 3 cm là A. 2,5 N B. 1,5 N C. 3,5 N D. 4,5 N Câu 44: Tại ba đỉnh A, B, C của một tam giác đều cạnh dài 15 cm có ba điện tích A q 2 C,   B q 8 C,   C q 8 C.    Véc tơ lực tác dụng lên A q có độ lớn A. 5,9 N và hướng song song với BC. B. 5,9 N và hướng vuông góc với BC. C. 6,4 N và hướng song song với BC. D. 6,4 N và hướng song song với AB. Câu 45: Có hai điện tích 6 1 q 2.10 C,    6 2 q 2.10 C    đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách nhau một khoảng 6 cm. Một điện tích 6 3 q 2.10 C    đặt trên đường trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 cm. Độ lớn của lực điện do hai điện tích 1 q và 2 q tác dụng lên điện tích 3 q là A. 14,40 N. B. 17,28 N. C. 20,36 N. D. 28,80 N. Câu 46: Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí, đặt hai điện tích điểm q1 = −3.10−6 C, q2 = 8.10-6 C. Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm. Độ lớn lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6 C đặt tại C là A. 6,76 N. B. 15,6 N. C. 7,2 N D. 14,4 N. Câu 47: Người ta đặt 3 điện tích 9 9 1 2 3 q 8.10 C, q q 8.10 C       tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh 6 cm trong không khí. Lực tác dụng lên điện tích 9 0 q 6.10 C   đặt ở tâm O của tam giác là A. 5 72.10 N.  B. 6 72.10 N.  C. 6 60.10 N.  D. 6 5,5.10 N.  Câu 48: Cho hệ ba điện tích cô lập 1 2 3 q , q , q nằm trên cùng một đường thẳng. Hai điện tích 1 3 q , q là hai điện tích dương, cách nhau 60 cm và 1 3 q 4q .  Lực điện tác dụng lên điện tích 2 q bằng 0 thì 2 q A. cách 1 q 20 cm, cách 3 q 80 cm. B. cách 1 q 20 cm, cách 3 q 40 cm. C. cách 1 q 40 cm, cách 3 q 20 cm. D. cách 1 q 80 cm, cách 3 q 20 cm. Câu 49: Có hai điện tích điểm q1 = 9.10−9 C và q2 = −10−9 C đặt cố định tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Để điện tích này nằm cân bằng thì phải đặt điện tích q0 trên đường thẳng AB và A. trong đoạn AB và cách B là 5 cm. B. ngoài đoạn AB và cách B là 5 cm. C. ngoài đoạn AB và cách B là 25 cm. D. trong đoạn AB và cách B là 15 cm.
  • 20. không khí, ba điện tích điểm q1, q2, q3 làn lượt được đặt tại ba điểm A, B, c nằm trên cùng một đường thẳng. Biết AC = 60 cm, q1 = 4q3, lực điện do q1 và q3 tác dụng lên q2 cân bằng nhau. B cách A và C lần lượt là A. 80 cm và 20 cm. B. 20 cm và 40 cm. C. 20 cm và 80 cm. D. 40 cm và 20 cm. Câu 51: Hai điện tích 1 2 q q, q 4q   đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Gọi M là vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích o q bằng 0. Điểm M cách 1 q một khoảng bằng A. d . 2 B. d . 3 C. d . 4 D. 2d. Câu 52: Hai điện tích điểm q1 = 2 µC và q2 = −8µC đặt tự do tại hai điểm tương ứng A, B cách nhau 60 cm, trong chân không. Phải đặt điện tích q3 ở đâu, có dấu và độ lớn như thế nào để cả hệ nằm cân bằng? A. Đặt q3 = −8µC trên đường thẳng AB, trong đoạn AB và cách A là 5 cm. B. Đặt 3 q 4 C    trên đường thẳng AB, ngoài đoạn AB và cách A là 5 cm. C. Đặt q3 = −8 µC trên đường thẳng AB, ngoài đoạn AB và cách A là 60 cm. D. Đặt q3 = −4 µC trên đường thẳng AB, trong đoạn AB và cách A là 15 cm. Câu 53: Cho hai điện tích dương 1 q 2 nC  và 2 0,0 C q 18   đặt cố định và cách nhau 10 cm. Đặt thêm điện tích thứ ba 0 q tại một điểm trên đường nối hai điện tích 1 2 q ,q sao cho 0 q nằm cân bằng. Vị trí của 0 q là A. cách 1 q đoạn 2,5 cm và cách 2 q đoạn 7,5 cm. B. cách 1 q đoạn 7,5 cm và cách 2 q đoạn 2,5 cm. C. cách 1 q đoạn 2,5 cm và cách 2 q đoạn 12,5 cm. D. cách 1 q đoạn 12,5 cm và cách 2 q đoạn 2,5 cm. Câu 54: Hai điện tích điểm 1 2 q 9q   đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Gọi M là vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích 0 q bằng 0. Điểm M cách 1 q một khoảng A. d . 2 B. 3d . 2 C. d . 4 D. 2d. Câu 55: Hai điện tích điểm 1 q , 2 q dương được giữ cố định tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng a trong một điện môi. Điện tích 3 q đặt tại điểm C trên đoạn AB cách A một khoảng a . 3 Để điện tích 3 q đứng yên ta phải có A. 2 1 q 2q .  B. 2 1 q 2q .   C. 2 1 q 4q .   D. 2 1 q 4q . 
  • 21. LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA 2 ĐIỆN TÍCH I. LỰC HÚT, LỰC ĐẨY GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH: 1. Thí nghiệm sự nhiễm điện của các vật: - Treo thanh nhựa A bằng một dây chỉ để nó có thể quay tự do rồi dùng len cọ xát một đầu của nó. a. Dùng len cọ xát một đầu thanh nhựa B rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A b. Dùng lụa cọ xát một đầu thanh thuỷ tinh C rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A. Giải thích - Thanh nhựa cọ xát với với len sẽ nhiễm điện âm nên khi hai thanh nhựa lại gần nhau sẽ đẩy ra xa vì cả hai thanh nhựa nhiễm điện cùng dấu. - Thanh thủy tinh cọ xát với lụa sẽ nhiễm điện dương và thanh nhựa nhiễm điện âm nên đưa hai thanh lại gần nhau chúng sẽ hút nhau vì nhiễm điện trái dấu - Khi cọ xát những vật như thanh thủy tinh, thanh nhựa, mãnh poliêtilen,… vào lụa hoặc dạ…thì những vật đó sẽ hút được những vật nhẹ như giấy, sợi bông… Ta nói rằng những vật đó đã bị nhiễm điện. - Nhờ hiện tượng này mà ta có thể kiểm tra được một vật có nhiễm điện hay không. 2. Lực biểu diễn tương tác giữa các điện tích: 3. Điện tích, hai loại điện tích, tương tác điện:  Vật bị nhiễm điện còn được gọi là vật mang điện, vật tích điện hoặc điện tích.  Người ta thừa nhận rằng chỉ có hai loại điện tích là điện tích dương (ký hiệu bằng dấu -) và điện tích âm (ký hiệu bằng dấu -).  Lưu ý: khái niệm điện tích âm, điện tích dương trong vật lý khác với số âm, số dương trong toán học. Ví dụ số âm luôn luôn nhỏ hơn số dương nhưng không thể nói điện tích âm luôn luôn nhỏ hơn điện tích dương được.  Các điện tích cùng loại (cùng dấu) thì đẩy nhau. Các điện tích khác loại (khác dấu) thì hút nhau.  Lực hút, đẩy giữa các điện tích được gọi chung là lực tương tác giữa các điện tích (thường gọi tắt là lực điện).  Độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích có phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách giữa các điện tích? Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.
  • 22. thí nghiệm: ta dùng hai điện tích có độ lớn điện tích không đổi sau đó thay đổi khoảng cách giữa chúng xác định độ lón của lực tương tác trong các trường hợp để từ đó ta tìm được mối quan hệ giữa lực tương tác và khoảng cách. II. ĐỊNH LUẬT COULOMB: 1. Điện tích điểm, đơn vị điện tích:  Kí hiệu điện tích là q hoặc Q có đơn vị là cu-lông (C).  Vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm đang xét gọi là điện tích điểm.  Người ta coi các quả cầu tích điện có bán kính nhỏ so với khoảng cách giữa chúng là các điện tích điểm, khoảng cách giữa các điện tích điểm này là khoảng cách giữa tâm của các quả cầu mang điện. 2. Định luật Coulomb:  Người thiết lập: Charles Coulomb (Pháp 1736 – 1806).  Dụng cụ đo: Cân xoắn Coulomb.  Phát biểu 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 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 nội dung định luật Coulomb đặt trong chân không 1 2 1 2 2 2 0 q q k q q F 4 r r    Trong đó F là lực điện hay lực tĩnh điện (N). 2 9 2 0 1 N.m k 9.10 4 C          là hệ số tì lệ có độ lớn phụ thuộc vào môi trường trong đó đặt điện tích. 2 12 0 2 C 8,85.10 Nm          là hằng số điện. q1, q2 là độ lớn điện tích (C). r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm (cm, m).  Từ biểu thức định luật Coloumb ta thấy 1 2 2 1 F q q r  
  • 23. hai điện tích điểm trong một điện môi (môi trường cách điện, đồng tính, có hằng số điện môi là  (với 1   ) thì công thức của định luật Coulomb là : 1 2 2 k q q F r    Trong chân không thì 1,   còn trong không khí thì 1.    Lưu ý: Định luật Coulomb chỉ áp dụng được cho: - Các điện tích điểm. - Các điện tích phân bố đều trên những vật dẫn hình cầu (coi như điện tích điểm ở tâm). 3. Đặc điểm véctơ lực:  Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm có: - Điểm đặt trên mỗi điện tích. - Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích. - Chiều đẩy nhau nếu cùng dấu   1 2 q q 0  hút nhau nếu trái dấu   1 2 q q 0  - Độ lớn   1 2 2 k q q F N . r   4. Môt số hiện tượng:  Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu.  Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối.  Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa. 5. Ứng dụng: Mũi của “súng sơn" được nối với cực dương của một máy phát tĩnh điện, vật cần sơn được nối với cực âm của máy này. Các hạt sơn cực nhỏ khi bay ra khỏi mũi của súng sơn mang điện dương nên bị vật cần sơn mang điện âm hút dính chặt vào. Cách sơn tĩnh điện tiết kiệm được sơn, ít làm ô nhiễm môi trường, có nước sơn bền lâu hơn so với cách phun sơn thông thường.
  • 24. động máy lọc không khí dựa trên sự phát tán các Ion âm vào trong không khí. Các ion này sẽ bám vào khói bụi, vi khuẩn trong không khí và bản tích điện dương của máy sẽ hút giữ chúng lại trong máy. Máy còn chứa màng thẩm thấu ẩm giúp cân bằng độ ẩm trong không khí.
  • 25. LUẬN Dạng 1 : TÍNH TOÁN CƠ BẢN VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: BÀI TOÁN Tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm 1 2 2 k q q F r   Tính khoảng cách giữa hai điện tích điểm 2 kq r F   Lập tỉ số giữa lực điện và khoảng cách (chú ý bài toán khoảng cách lúc sau dời xa thêm) 2 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 F r = hoac F r F r F r  Tìm hằng số điện môi 1 2 2 k q q Fr   Lập tỉ số giữa lực điện và hằng số điện môi 1 2 1 1 2 2 2 1 F = hoac F F F      Lập tỉ số giữa lực điện, hằng số điện môi và khoảng cách 2 2 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 F r = hoac F r F r F r      Lập tỉ số giữa lực hấp dẫn là lực điện 1 2 d hd 1 2 k q q F F Gm m  B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau 2 cm thì lực đẩy giữa chúng là -4 1,6.10 N. Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng -4 2,5.10 N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Ta có 1 2 2 2 q q 1 F = k F r r   Vậy 2 -4 1 2 1 2 1 2 -4 2 1 2 F r F 1,6.10 = r = r = 2 = 1,6 cm. F r F 2,5.10  Câu 2: Xác định độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 = 3 µC và q2= -3 µC cách nhau một khoảng r = 3 cm trong hai trường hợp sau: a. Đặt trong chân không. b. Đặt trong điện môi có hằng số điện môi ε = 4. Hướng dẫn giải a. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không là    9 6 6 1 2 2 2 9.10 3.10 3.10 q q F k 90 N. r 0,03       b. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong điện môi    9 6 6 1 2 2 2 9.10 3.10 3.10 q q F k 22,5 N. r 0,03        Câu 3: Hai quả cầu nhỏ tích điện 9 9 1 2 q 1,3.10 C, q 6,5.10 C     đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì đẩy nhau với một lực bằng F. Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong một chất điện môi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F. a. Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó?
  • 26. 4,5.10 N,   tìm giá trị của r. Hướng dẫn giải a. - Trong chân không, ta có   18 1 2 2 2 q q 8,45.10 F k = k 1 . r r   - Sau khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có 9 1 2 1 2 q q q ' q ' 3,9.10 C. 2      - Trong môi trường điện môi, ta có   18 1 2 2 2 q ' q ' 15,21.10 F' k = k 2 . r r     - Ta có 18 18 2 2 8,45.10 15,21.10 F F' k k 1,8. r r          b. Thay 6 F 4,5.10 N   vào biểu thức (1) ta có 9 18 1 2 6 q q 9.10 .8,45.10 r k 13 cm. F 4,5.10      Câu 4: Biết điện tích của electron là −1,6.10−19 C. Khối lượng của electrong là 9,1.10−31 kg. Giả sử trong nguyên tử heli, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo 29,4 pm thì tốc độ góc của electron đó sẽ là bao nhiêu? Hướng dẫn giải   r - Lực hút tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm 19 19 1 2 1 2 2 9 17 2 3 31 3 36 q q q q 1,6.10 .3,2.10 k m r k 9.10 . 1,41.10 rad/s. r mr 9,1.10 .29,4 .10          Câu 5: Hai điện tích điểm 8 1 q 10 C,   8 2 q 10 C    đặt cách nhau 10 cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng. Hướng dẫn giải - Lực tương tác giữa hai điện tích là   9 8 8 1 2 5 2 2 9.10 .10 . 10 q q F k 9.10 N. r 0,2        - Hai điện tích trái dấu nên hút nhau, lực tương tác giữa chúng như hình vẽ. Câu 6: Hai điện tích điểm 6 1 q 2.10 C,   6 2 q 2.10 C    đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4 N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó. Hướng dẫn giải q2 r ⃗ ⃗ q1 q1.q2 < 0
  • 27. AB giữa 2 điện tích là 9 6 6 1 2 k q q 9.10 .2.10 .2.10 r 0,3 m 30 cm. F 0,4       - Hai điện tích trái dấu nên hút nhau, lực tương tác giữa chúng như hình vẽ Câu 7: Hai điện tích điểm 8 1 q 2.10 C,    8 2 q 10 C    đặt cách nhau 20 cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng. Hướng dẫn giải - Lực tương tác giữa hai điện tích là    9 8 8 1 2 5 2 2 9.10 2.10 10 q q F k 4,5.10 N. r 0,2         - Hai điện tích trái dấu nên hút nhau, lực tương tác giữa chúng như hình vẽ Câu 8: Trong nguyên tử hiđrô, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 9 5.10 cm.  Xác định lực hút tĩnh điện giữa electron và hạt nhân khi nguyên tử hiđrô đặt trong chân không. Hướng dẫn giải - Đổi 9 11 5.10 cm 5.10 m.    - Điện tích hạt nhân của hiđrô là 19 hn e q q 1,6.10 C.     - Lực tương tác giữa electron và hạt nhân là     19 19 1 2 9 8 2 2 11 1,6.10 1,6.10 q q F k 9.10 9,216.10 N. r 1. 5.10          Câu 9: Trong không khí, khi hai điện tích điểm đặt cách nhau lần lượt là d và d - 10 (cm) thì lực tương tác điện giữa chúng có độ lớn tương ứng là 2.10−6 N và 5.10−7 N. Giá trị của d là bao nhiêu? Hướng dẫn giải - 2 2 7 1 2 2 1 2 6 1 2 q q F r 5.10 d F k d 0,1 m. r F r 2.10 d 0,1                       Câu 10: Cho hai điện tích điểm q1 = 9.10-8 C và q2 = -4.10-8 C cách nhau một khoảng 6 cm trong không khí. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích. b. Tìm khoảng cách giữa hai điện tích để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là 3 . 20,25.10 N  Hướng dẫn giải a. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí là    9 8 8 1 2 4 2 2 9.10 9.10 4.10 q q F k 9.10 N. r 0,06        q2 r ⃗ ⃗ q1 q1.q2 < 0 q2 r ⃗ ⃗ q1 q1.q2 > 0
  • 28. AB giữa 2 điện tích là để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là 3 20,25.10 N  là    9 8 8 1 2 3 9.10 9.10 4.10 k q q r 0,04 m 4 cm. F 20.25.10         Câu 11: Hai điện tích điểm đặt cách nhau 20 cm trong không khí, tác dụng lên nhau một lực nào đó. Sau đó đặt hai điện tích điểm trên trong dầu có điện môi bằng 5, để lực lực tương tác giữa chúng vẫn như cũ thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải - Ta có 2 2 F .r , F .r       mà lực tương tác giữa chúng là không đổi nên 2 2 r r r 8,94 cm.         Câu 12: Hai điện tích hút nhau bằng một lực -6 2.10 N. Khi chúng dời xa nhau thêm 2 cm thì lực hút là -7 5.10 N. Khoảng cách ban đầu giữa chúng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Ta có     1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 k q q F r Fr F r 0,02 r 0,02 m 2 cm. k q q F r 0,02                 Câu 13: Hai quả cầu nhỏ coi là chất điểm, giống nhau, được làm bằng kim loại và đặt trong chân không. Quả cầu A mang điện tích 4,5 C,  quả cầu B mang điện tích 2,4 C.   Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác giữa hai quả cầu sau khi tiếp xúc. Hướng dẫn giải - Đổi 6 1 6 2 2 q 4,5 C 4,5.10 C. q 2,4 μC 2,4.10 C. r 1,56 cm 1,56.10 m.                  - Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đưa chúng ra cách nhau thì điện tích của hai quả cầu sau khi tiếp xúc là 6 6 6 1 2 1 2 q q 4,5.10 2,4.10 q ' q ' 1,05.10 C. 2 2          - Lực tương tác giữa hai quả cầu sau khi tiếp xúc là     2 6 , , 1 2 9 2 2 2 1,05.10 q q F k 9.10 40,77 N. r 1,56.10       Câu 14: Tính lực tương tác điện, lực hấp dẫn giữa electrôn và hạt nhân trong nguyên tử hiđrô, biết rằng điện tích của chúng có độ lớn -19 -1,6.10 C và khoảng cách giữa chúng là 5.10-9 cm. Cho biết khối lượng electrôn bằng -31 9,1.10 kg, khối lượng hạt nhân hidrô bằng 1836 lần khối lượng electrôn, hằng số hấp dẫn -11 2 2 G=6,672.10 N.m /kg . Hướng dẫn giải
  • 29. tác tĩnh điện giữa chúng là     2 9 19 2 8 2 2 11 9.10 1,6.10 ke F 9,216.10 N. r 5.10       - Lực hấp dẫn giữa chúng là     2 11 31 e p 47 hd 2 2 11 6,672.10 .1836. 9,1.10 Gm m F 4,06.10 N. r 5.10        Câu 15: Hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 3 2.10 N.  Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi có hằng số điện môi là  thì lực tương tác giữa chúng là 3 10 N.  a. Xác định hằng số điện môi của điện môi. b. Để lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích điểm cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích điểm cách nhau 20 cm. Hướng dẫn giải a. Hằng số điện môi của điện môi 3 3 F 2.10 2. F' 10       b. Đổi -2 r = 20 cm = 20.10 m. - Lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong điện môi là 1 2 2 2 2 q q F k . r   - Lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong không khí là là 1 2 2 1 q q F k . r  - Do lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí nên ta có 2 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2 1 q q q q r 20.10 F F r 2.10 m 10 2 cm. r r 2             Câu 16: Xét nguyên tử heli, gọi Fd và Fhd lần lượt là lực hút tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa một electron và hạt nhân. Điện tích của electron −1,6.10−19 C. Khối lượng của electron 9,1.10−31 kg. Khối lượng của heli 6,65.10−27 kg. Hằng số hấp dẫn 6,67.10−11 m3 /kg.s2 . Tìm tỉ số d hd F . F Hướng dẫn giải - Ta có 1 2 9 19 19 d 2 1 2 39 d 11 31 27 hd 1 2 1 2 hd 2 q q F k k q q F 9.10 .1,6.10 .3,2.10 r 1,14.10 F Gm m 6,67.10 .9,1.10 .6,65.10 m m F G r                   Câu 17: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là q1 = -3,2.10-7 C và q2 = 2,4.10-7 C, cách nhau một khoảng 12 cm. a. Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác điện giữa chúng. b. Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó. Hướng dẫn giải a. Điện tích q1 = - 3,2.10-7 C có số electron thừa là 7 1 12 1 19 q 3,2.10 n 2.10 e. e 1,6.10     
  • 30. q2 = 2,4.10-7 C có số electron thiếu là 7 2 12 2 19 q 2,4.10 n 1,5.10 e. e 1,6.10    - Lực tương tác điện giữa hai quả cầu là 9 7 7 1 2 2 2 q q 9.10 .3,2.10 .2,4.10 F k 0,048 N. r 0,12      b. Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ, điện tích của mỗi quả là 8 1 2 1 2 q q q ' q ' 4.10 C. 2       - Lực tương tác điện giữa hai quả cầu lúc sau là ' ' 9 8 8 1 2 3 2 2 q .q 9.10 .4.10 .4.10 F' k. 10 N. r 0,12      
  • 31. XÁC ĐỊNH ĐỘ LỚN VÀ DẤU HAI ĐIỆN TÍCH A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: BÀI TOÁN Tìm dấu và độ lớn điện tích (giả sử cho hai điện tích có độ lớn bằng nhau ) 2 1 2 Fr q q k    Cho điện tích tổng cộng của hai quả cầu, cho dữ kiện suy ra được tích q1q2. Tìm điện tích mỗi quả cầu. Theo Viet 1 2 1 2 S q q P q q       P > 0 nếu 1 2 q q cùng dấu P < 0 nếu 1 2 q q trái dấu 1 2 q ,q là nghiệm của phương trình 2 q Sq P 0    Giải phương trình bậc 2 trên tìm giá trị của 1 2 q ,q B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1 : Hai điện tích điểm cùng độ lớn được đặt cách nhau 1 m trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau một lực bằng 8 N. Độ lớn của mỗi điện tích là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Ta có: 1 2 q q q   ; 2 2 2 1 2 2 2 9 q q kq F r 8.2.1 F k q r r k 9.10         = 4,2.10-5 C Câu 2: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10 N. Tìm giá trị các điện tích điểm. Hướng dẫn giải - Ta có 2 2 6 2 kq Fr F q 4.10 C. r k       Câu 3: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng 1 r = 2 cm. Lực đẩy giữa chúng là -4 1 F = 1,6.10 N. a. Tìm độ lớn của các điện tích đó. b. Khoảng cách 2 r giữa chúng bằng bao nhiêu để lực tác dụng là -4 2 F = 2,56.10 N. Hướng dẫn giải a. Ta có 2 2 4 2 9 1 1 1 2 9 1 Fr kq 1,6.10 .0,02 F q 2,67.10 C. r k 9.10        b. Ta có 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 kq F r F Fr F r r r 1,6cm. F kq F r              
  • 32. quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích 1 q và 2 q đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực 4 2,7.10 N.  Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bằng một lực 4 3,6.10 N.  Tính 1 2 q ,q . Hướng dẫn giải - Ta có 2 4 2 1 2 17 2 1 2 2 9 q q F.r 2,7.10 .0,02 F k q q 1,2.10 C . r k 9.10        - Do 2 điện tích đẩy nhau nên các điện tích cùng dâu, ta có 17 2 1 2 q q 1,2.10 C .   - Gọi điện tích của quả cầu sau khi tiếp xúc là q1’ và q2’ - Sau khi tiếp xúc q1’ = q2’ - Áp dụng định luật bảo toàn điện tích 1 2 1 2 1 q q q' q' 2q'       2 4 2 2 1 2 17 ' 9 1 1 2 9 q' q' Fr 3,6.10 .0,02 F' k q' 1,6.10 q 4.10 C. r k 9.10            - Ta có 9 9 9 1 2 1 17 9 1 2 2 q q 2.4.10 C 8.10 q 6.10 C q q 1,2.10 q 2.10 C                         hoặc 9 1 9 2 q 6.10 C q 2.10 C            Câu 5: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không, cách nhau 10 cm. Lực đẩy giữa chúng là 9.10- 5 N. a. Xác định dấu và độ lớn hai điện tích đó. b. Để lực tương tác giữa hai điện tích đó tăng 3 lần thì phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai điện tích đó bao nhiêu lần? Xác định khoảng cách giữa hai điện tích lúc đó. Hướng dẫn giải a. Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu 2 8 1 2 2 q F k q q q 10 C. r         b. Khi lực tương tác có độ lớn tăng 3 lần thì 2 2 2 2 q q r F 3F k 3k r 5,773 cm. r r 3            Câu 6: Hai vật nhỏ đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1 m, đẩy nhau một lực 1,8 N. Điện tích tổng cộng của hai vật là 5 3.10 C.  Tìm điện tích của mỗi vật. Hướng dẫn giải - Ta có 2 2 1 2 10 2 1 2 2 9 q q F.r 1,8.1 F k q q 2.10 C . r k 9.10       - Do hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu nên ta có   10 1 2 q q 2.10 1   - Kết hợp với   5 1 2 q q 3.10 C 2    - Từ (1) và (2) giải ra được 5 1 5 2 q 2.10 C q 10 C          hoặc 5 1 5 2 q 10 C q 2.10 C          Câu 7: Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25 cm trong điện môi có hằng số điện môi bằng 2 thì lực tương tác giữa chúng là 6,48 mN. a. Xác định độ lớn các điện tích. b. Nếu đưa hai điện tích đó ra không khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế nào? Vì sao? Biết hằng số điện môi của không khí coi như bằng 1. c. Để lực tương tác của hai điện tích đó trong không khí vẫn là 6, 48.10-3 N thì phải đặt chúng cách nhau bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải
  • 33. các điện tích 2 3 2 7 1 2 9 F r 6,48.10 .2.0,25 q q q 3.10 C. k 9.10         b. Đưa hai điện tích đó ra không khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng tăng 2 lần vì 2 2 1 2 k q q F' 'r F r F' 2F.       c. Khoảng cách giữa hai điện tích để lực tương tác của chúng như trong không khí 2 2 2 2 1 2 kk kk kk kk kk k q q F r F r r r r r 25 2 35,36 cm.             Câu 8: Hai điện tích điểm có độ lớn điện tích tổng cộng là 5 3.10 C  khi đặt chúng cách nhau 1 m trong không khí thì chúng đẩy nhau bằng lực 1,8 N. Điện tích của mỗi quả cầu là bao nhiêu? Hướng dẫn giải - Ta có 5 1 2 m q , r 1 c , q 3.10 N 0 0 m C 1 8 1 F            - Áp dụng định luật Coulomb với hai điện tích đặt trong không khí 2 2 1 2 10 2 1 2 2 9 q q Fr 1,8.0,01 F k q q 2.10 C r k 9.10       - Ta có hệ 5 1 5 5 2 1 2 10 5 1 2 1 5 2 q 2.10 C q 1.10 C q q 3.10 q .q 2.10 q 1.10 C q 2.10 C                                   Câu 9: Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 50 cm, hút nhau bằng một lực 0, 18 N. Điện tích tổng cộng của hai vật là 4.10-6 C. Tính điện tích mỗi vật ra theo đơn vị C.  Hướng dẫn giải - Ta có 2 2 1 2 12 2 1 2 2 9 q q F r 0,18.0,5 F k q q 5.10 C . r k 9.10           - Ta có 6 1 2 q q 4.10 C    1 2 q , q là nghiệm của phương trình     6 1 6 2 2 6 12 6 1 6 2 q 5.10 C 5 C q 10 C 1 C q 4.10 q 5.10 0 q 10 C 1 C q 5.10 C 5 C                                     
  • 34. LỰC TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM A - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: TRƯỜNG HỢP HỢP LỰC HÌNH VẼ 1 2  F F     1 2 F = F + F 1 2  F F        lon be 1 2 F = F F F F   1 2 ; F F      1 2 2 cos 2 2 1 2 F = F + F FF   1 2  F F     2 2 1 2 F = F + F 1 2   F F A     2 2cos 2 cos 2      F A A B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Cho hai điện tích bằng -q (q > 0) và hai điện tích –q (q > 0) đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a trong chân không biết tại A và B là hai điện tích -q. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại D. Hướng dẫn giải - Trong hình vuông ABCD có BD a 2  - Áp dụng định luật Cu-lông ta có 2 AD CD 2 2 BD 2 kq F F a kq F a           - Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại điểm D là D AD BD CD D BD F F F F F F' F              α ⃗ ⃗ ⃗ A D B C 450 450 450
  • 35. 2 2 2 2 AD CD 2 2 2 kq kq kq F' F F 2 (N) a a a                  (Do AD CD F F ).    2 2 2 2 2 2 2 D BD 2 2 2 kq kq 3 kq F F' F 2 (N) 2a a 2 a                  (Do BD F' F ).    - Vậy lực D F  tác dụng lên điện tích đặt tại D có những đặc điểm sau: - Điểm đặt tại D - Phương, chiều như hình vẽ - Độ lớn 2 D 2 3 kq F N. 2 a  Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = 10−8 C và q2 = −3.10−8 C đặt trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau 8 cm. Đặt điện tích điểm q = 10−8 C tại điểm M trên đường trung trực của đoạn thẳng AB và cách AB một khoảng 3 cm. Lấy k = 9.109 N.m2 /C2 . Lực điện tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q có độ lớn là bao nhiêu? Hướng dẫn giải   B A M 5 4 3 F  2 F  1 F  - Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn lần lượt là 8 8 1 9 4 1 2 2 8 8 2 9 4 2 2 2 10 .10 q q F k 9.10 . 3,6.10 N r 0,05 3.10 .10 q q F k 9.10 . 10,8.10 N r 0,05                     2 2 2 5 + 5 - 8 cosφ = = -0,28 2 2 4 2.5.5 1 2 1 2 F F F 2FF cos F 12,3.10 N         Câu 3: Hai điện tích điểm 7 7 1 2 q 2.10 C, q 2.10 C      đặt tại hai điểm A, B trong chân không cách nhau 5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên 7 o q 2.10 C    trong hai trường hợp: a. o q đặt tại C, với CA = 2 cm, CB = 3 cm. b. o q đặt tại D với DA = 2 cm, DB = 7 cm. Hướng dẫn giải a. Vì AB AC CB   nên 3 điểm A,B,C thẳng hàng (C nằm trong A, B). - Lực điện do q1, q2 tương tác lên q0 tại C     7 7 1 0 9 1 2 2 1 7 7 2 0 9 2 2 2 2 2.10 2.10 q q F k 9.10 0,9 N. r 0,02 3.10 2.10 q q F k 9.10 0,6 N. r 0,03                     -Vì 1 2 1 2 F F F F F 1,5 N.        b. Vì AB AC CB   nên 3 điểm A,B,C thẳng hàng (D nằm ngoài A, B và nằm gần A hơn). B + - - A C
  • 36. do q1, q2 tương tác lên q0 tại D     7 7 1 0 9 1 2 2 1 7 7 2 0 9 2 2 2 2 2.10 2.10 q q F k 9.10 0,9 N. r 0,02 3.10 2.10 q q F k 9.10 0,11 N. r 0,07                     - Vì 1 2 1 2 F F F F F 0,79 N.        Câu 4: Ba quả cầu nhỏ mang điện tích 7 7 6 1 2 3 q 6.10 C,q 2.10 C,q 10 C       theo thứ tự trên một đường thẳng nhúng trong nước nguyên chất có  = 81. Khoảng cách giữa chúng là 12 23 r 40 cm,r 60 cm.   Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi quả cầu. Hướng dẫn giải - Ta có Ta có 1 2 12 21 2 12 1 3 13 31 2 13 3 2 23 32 2 23 q q 1 F F k N r 12000 q q 1 F F k N r 15000 q q 1 F F k N r 16200                        Do 21 31 F ,F   cùng phương và cùng chiều nên 4 1 21 31 F F F 1,5.10 N.     Do 12 32 F ,F   cùng phương và ngược chiều nên 5 2 12 32 F F F 2,16.10 N.     Do 23 13 F ,F   cùng phương và cùng chiều nên 4 3 23 13 F F F 1,28.10 N.     Câu 5: Hai điện tích điểm 8 8 1 2 q 3.10 C, q 2.10 C     đặt tại hai điểm A, B trong chân không, cách nhau một khoảng AB 5cm.  Một điện tích 8 o q 2.10 C    đặt tại M với MA = 4 cm, MB = 3 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên o q tại M. Hướng dẫn giải Vì 2 2 2 AB AM MB   nên tam giác ABC là tam giác vuông tại M. B - - - A D F13 F23 F12 F32 F31 F21 q3 q2 q1
  • 37. do q1, q2 tương tác lên q0 tại M     8 8 1 0 9 3 1 2 2 1 8 8 2 0 9 3 2 2 2 2 3.10 2.10 q q F k 9.10 3,375.10 N. r 0,04 2.10 2.10 q q F k 9.10 4.10 N. r 0,03                      - Vì 2 2 3 1 2 1 2 F F F F F 5,23.10 N.         Câu 6: Cho hai điện tích 7 1 2 q q 10 C    đặt tại hai điểm A, B cách nhau 6 cm trong chân không. Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB một khoảng 4 cm người ta đặt điện tích 7 o q 10 C.   Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên o q tại C. Hướng dẫn giải - Vì CA CB  nên tam giác ABC là tam giác cân tại C. - Ta có 2 2 1 2 r r 3 4 5cm     - Lực điện do q1, q2 tương tác lên q0 tại C   7 7 1 0 9 1 2 2 1 10 10 q q F k 9.10 0,036 N. r 0,05        7 7 2 0 9 2 2 2 2 10 10 q q F k 9.10 0,036 N. r 0,05      - Vì 1 2 1 4 F F F 2F cos 2.0,036. 0,0576N. 5       Câu 7: Có 3 diện tích điểm 6 1 2 3 q q q q 1,6.10 C      đặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh 16 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. Hướng dẫn giải - Lực điện do 2 1 q ,q tác dụng lên 3 q lần lượt là - Do 6 1 2 q q 1,6.10 C AC BC 0,16 m         - - A - B M - - A - B C
  • 38. 9 13 23 2 2 1,6.10 .1,6.10 q q F F 9.10 9.10 0,9N. AC 0,16       - Lực điện tổng hợp do tác dụng lên 0 q là 13 23 F F F      - Vì    13 23 0 23 0 23 F F 3 3 F 2F .cos30 2.0,9. 2.0,036. 1,56 N. F ;F 30 2 5          - Tương tự cho các trường hợp còn lại. Do tam giác ABC đều và 1 2 3 q q q   nên lực điện tổng hợp tác dụng lên các điện tích còn lại là 1 q và 2 q có độ lớn cũng là F = 1,56 N. Câu 8: Trong chân không, cho hai điện tích 7 1 2 q q 10 C     đặt tại hai điểm A và B cách nhau 6 cm. Tại điểm C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 4 cm người ta đặt điện tích 7 o q 10 C   . Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo. Hướng dẫn giải - Với 2 2 AC BC AH CH 5cm CAB       cân tại C. - Lực điện do 2 1 q ,q tác dụng lên 0 q lần lượt là - Do 7 1 2 q q 10 C AC BC 0,05 m            -7 -7 1 0 9 9 10 20 2 2 10 .10 q q F = F = 9.10 = 9.10 = 0,036 N. AC 0,05 - Lực điện tổng hợp do tác dụng lên 0 q là 10 20 F F F      - Vì    10 20 10 10 F F AH 3 F 2F cos 2.0,036. 2.0,036. 0,0432 N. F ;F AC 5            Câu 9: Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8 nC, q2 = q3 = -8 nC tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6 nC đặt ở tâm O của tam giác. Hướng dẫn giải Lực tổng hợp tác dụng lên o q là 1 2 3 1 23 F = F + F + F = F + F      
  • 39. 3 q q q   nên 2 0 1 0 -5 1 2 3 2 2 q q q q F =F = F = k = 3k = 36.10 N a 2 3 a 3 2       và  o 2 3 F ,F =120     Nên 0 23 2 2 1 F = 2F cos120 = F = F mặt khác 1 23 F F    Vậy 5 1 F 2F 72.10 N.    Câu 10: Người ta đặt 3 điện tích q1 =q2 = q3 = -8.10-9 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6 nC đặt ở tâm O của tam giác. Hướng dẫn giải - Xét trường hợp 9 1 2 3 q q q 8.10 C      ta có - Lực tổng hợp tác dụng lên o q là 1 2 3 1 23 F = F + F + F = F + F       - Do 9 1 2 3 q q q 8.10 C     nên 1 0 1 0 -5 1 2 3 2 2 q q q q F = F = F = k = 3k = 36.10 N. a 2 3 a 3 2       - Hơn thế nữa  o 2 3 F ,F =120     - Nên 0 23 2 2 1 F = 2F cos120 = F = F mặt khác 1 23 F F    - Vậy 1 23 - F = F F = 0. Câu 11: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8 C, q2 = -4.10-8 C, q3 = 5.10-8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3. Hướng dẫn giải - Lực điện do 2 1 q ,q tác dụng lên 3 q lần lượt là - Do 6 1 2 q q 1,6.10 C AC BC 0,02m            8 8 1 3 9 9 13 23 2 2 4.10 .5.10 q q F F 9.10 9.10 0,045N. AC 0,02      
  • 40. hợp do tác dụng lên 0 q là 10 20 F F F      - Vì    13 23 0 13 0 13 F F 1 F 2F .cos60 2.0,045. 0,045 N. F ;F 60 2        
  • 41. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH A- PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: 1. Xác định vị trí đặt q0 để q0 cân bằng. - qo cân bằng khi 10 20 F F 0      - Nếu q1q2 > 0 thì 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 1 2 k q k q q r r r r q r r AB r r AB                  - Nếu q1q2 < 0 thì 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 1 2 k q k q q r r r r q r r AB r r AB                    2.Xác định dấu và độ lớn của q0 để hệ điện tích cân bằng: - Để hệ cân bằng thì q1 và q2 cũng cân bằng → 12 10 F F 0      hoặc 12 20 F F 0.      - Nếu q1q2 > 0 thì 2 2 0 10 2 2 0 2 2 12 10 12 1 0 12 10 k q k q r q q r r r q q 0 F F                  - Nếu q1q2 < 0 thì 2 2 0 10 2 2 0 2 2 12 10 12 1 0 12 10 k q k q r q q r r r q q 0 F F                  B - BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1: Cho hai điện tích q1=16  C q2 = - 64  C đặt chúng tại hai điểm AB trong không khí cách nhau 1m. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 4  C đặt tại: a) Điểm M cách A 60 cm và cách B 40 cm. b) Điểm N cách A 60 cm và cách B 80 cm. c) Điểm O cách đều A và B một đoạn 100 cm. d) Điểm P cách đều A và B một đoạn 60 cm. Hướng dẫn giải Vì q1 > 0, q0 > 0 nên lực đẩy giữa q1 và q0 là 1 F  : 1 0 1 2 1 | . | . . q q F k r  q2 < 0, q0 > 0 nên lực hút giữa q2 và q0 là 2 F  : 2 0 2 2 2 | . | . . q q F k r  khi đó lực tổng hợp tác dụng lên q0 là 2 1 F F F      a) vì AM + BM = AB nên AMB thẳng hàng như hình 3.5 khi đó 6 6 9 1 2 |16.10 .4.10 | 9.10 . (0,6) F     =1,6N 6 6 9 2 2 | ( 64.10 ).4.10 | 9.10 . (0,4) F      =14,4N Mà 1 F  cùng chiều 2 F  nên F = F1+F2 = 1,6+ 14,1 =16N. b) vì AN2 + BN2 = AB2 nên  ANB vuông tại N như hình 3.6 1 F  2 F  F  A B 1 q 0 q 2 q H×nh 3.5 1 F  2 F  F  A B N 1 q 0 q 2 q  H×nh 3.6
  • 42. 2 |16.10 .4.10 | 9.10 . (0,6) F    =1,6N 6 6 9 2 2 | 64.10 .4.10 | 9.10 . (0,8) F     =3,6N Mà 1 F  vuông góc với 2 F  nên 2 2 1 2 F F F    2 2 1,6 3,6  3,9N Phương của F  hợp với 2 F  một góc  với 1 2 1,6 tan . 3,6 F F      =23,960 c) vì OA = OB = AB nên  AOB đều như hình 3.7 ta có ta có 6 6 9 1 2 |16.10 .4.10 | 9.10 . 1 F     = 0,576N 6 6 9 2 2 | 64.10 .4.10 | 9.10 . 1 F      = 2,304N Ta có 2 2 2 1 2 1 2 2 F F F F F c    os60  2 2 2 0,567 3,304 2.0567.2,304 F c    os60.  F = 1,74N. Phương của F  hợp với 2 F  một góc  Theo định lý hàm sin ta có 1 1 0,567 sin sin60 sin60. sin sin60 1,74 F F F F         = 160 23’ d) vì AP = BP nên  APB cân tại P như hình 3.8 ta có ta có 6 6 9 1 2 |16.10 .4.10 | 9.10 . (0,6) F     =1,6N 6 6 9 2 2 | 64.10 .4.10 | 9.10 . (0,6) F      = 6,4N Ta có 2 2 2 1 2 1 2 2 os2 F F F F F c     (tổng hai góc trong một tam giác bằng góc ngoài kề nó) Với 0,5 5 cos . 0,6 6 AH AP     cos2 =2cos2  -1=2.( 5 6 )2 -1= 7 18  F2 =1,62 +6,42 +2.1,6.6,4. 7 18 F = 7,2N Phương của F  hợp với 2 F  một góc  theo định lí hàm sin ta có 1 sin sin 2 F F    1 sin 2 sin F F      2 1 1 s 2 F co F    2 7 1,6 1 ( ) 18 . 7,2    = 40 24’ Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4.10-6 C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Phải đặt điện tích 8 3 q 4.10 C   tại đâu để q3 nằm cân bằng? Hướng dẫn giải - Để 3 q cân bằng thì 3 13 23 13 23 3 F F F 0 F F q              nằm giữa đoạn AB. - Mặt khác 2 1 3 2 3 2 2 2 2 13 23 1 2 2 2 2 13 2 1 2 1 3 1 1 1 k q q k q q q q r r AB F F 1 r r 5 cm r r r q r q F 2 F                  - Vậy phải đặt 3 q nằm ở trung điểm của đoạn AB thì 3 q cân bằng Câu 3: Hai điện tích 8 8 1 2 q 2.10 C,q 8.10 C      đặt tại A và B trong không khí, với AB = 8 cm. Một điện tích o q đặt tại C. Hỏi: 2 F  F  A B O 1 q 2 q 1 F   60 H×nh 3.7 1 F  2 F  F  A B P 1 q 0 q 2 q  H×nh 3.8
  • 43. đâu để o q cân bằng? b. Dấu và độ lớn của o q để 1 2 q ,q cũng cân bằng? Hướng dẫn giải a. Để 0 q cân bằng thì 0 10 20 10 20 0 F F F 0 F F q              nằm ngoài đoạn AB, gần A hơn - Mặt khác   2 1 0 2 0 2 2 2 2 10 20 2 1 2 2 2 1 2 1 1 0 0 1 1 1 2 k q q k q q q q r r F F 2 r 2r 0 1 . r r r q F r q F                 - Lại có   2 1 2 1 r r AB r r 8 2 .      - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được 1 2 r 8cm r 16cm      b. Để cả hệ cũng cân bằng thì ta chỉ cần tìm điều kiện để một trong hai điện tích 1 q , 2 q cân bằng, điện tích còn lại cũng sẽ tự cân bằng. - Để 1 q cân bằng thì 1 01 21 01 21 0 F F F 0 F F q              phải mang dấu âm. - Mặt khác 01 21 0 2 1 0 2 1 1 21 2 1 8 0 2 2 2 1 k q q k F F q q q r q 8.10 C. r AB AB F F             - Vậy để hệ cân bằng thì 8 o q 8.10 C    Câu 4: Tại bốn đỉnh của một hình vuông có 4 điện tích điểm q = +1 μC và tại tâm hình vuông có điện tích điểm 0 q . Tìm điện tích q0 để hệ điện tích đó nằm cân bằng. Hướng dẫn giải - Để hệ điện tích nằm cân bằng thì từng điện tích phải cân bằng. - Tại tâm của hình vuông đặt mọi điện tích q5 đều cân bằng tại đó - Để q1 nằm cân bằng 1342 52 F F     - Với 2 1342 42 12 32 1342 42 12 2 kq 1 F F F F F F F 2 2 a 2                   - Và 52 2 k Qq F a 2        nên 1342 52 0 1 2 2 F F q q 0,96 C 2            Câu 5: Hai điện tích điểm 8 8 1 2 q 10 C, q 4.10 C     đặt tại A và B cách nhau 9cm trong chân không. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích? b. Xác định vectơ lực tác dụng lên điện tích 6 0 q 3.10 C   đặt tại trung điểm AB. c. Phải đặt điện tích 6 3 q 2.10 C   tại đâu để điện tích 3 q nằm cân bằng? Hướng dẫn giải a. Lực tương tác giữa hai điện tích 8 8 1 2 9 4 2 2 10 .4.10 q q F k 9.10 4,44.10 N. AB 0,09       b. Ta có 0 10 20 F F F .      Do 1 0 q q 0  nên 10 F  là lực đẩy và 2 0 q q 0  nên 20 F  là lực đẩy 10 20 F F .     - Mà 8 6 1 0 9 10 2 2 8 6 2 0 9 20 2 2 10 .3.10 q q F k 9.10 0,13 N. AC 0,045 4.10 .3.10 q q F k 9.10 0,53 N. BC 0,045                  
  • 44. 0 10 20 F F F 0,13 0,53 0,4 N.      - Do 0 20 10 20 F F F F .      c. Lực điện tích q1 tác dụng lên điện tích 3 q là 1 3 13 1 2 1 q q F F k . r   - Lực điện tích q2 tác dụng lên điện tích q3 là 2 3 23 2 2 2 q q F F k . r   - Do điện tích q3 cân bằng, ta có 13 23 13 23 13 23 13 23 F F F F 0 F F . F F                     - Ta có 1 2 q q 0  nên điện tích 3 q nằm trong và trên đường thẳng nối giữa hai điện tích q1 và q2 1 2 r r 9.    (1) - Ta có 8 1 3 2 3 1 1 13 23 2 1 2 2 8 1 2 2 2 q q q q q r 10 1 F F k k r 2r r r r q 4.10 2            (2) - Từ 1 (1), (2) r 3 cm.   - Vậy điện tích 3 q cân bằng phải nằm trong và trên đường thẳng nối giữa hai điện tích 1 q và 2 q và cách điện tích 1 q là CA 3 cm.  Câu 6: Hai điện tích 8 7 1 2 q 2.10 C, q 1,8.10 C       đặt tại A và B trong không khí, AB = 16 cm. Một điện tích 3 q đặt tại C. Hỏi: a. C ở đâu để 3 q cân bằng? b. Dấu và độ lớn của 3 q để 1 2 q ;q cũng cân bằng. Hướng dẫn giải a. Xác định điểm C để 3 q cân bằng - Lực điện tích 1 q tác dụng lên điện tích q3 là 1 3 13 1 2 1 q q F F k . r    - Lực điện tích 2 q tác dụng lên điện tích q3 là 2 3 23 2 2 2 q q F F k . r    - Do điện tích 3 q cân bằng, ta có 13 23 13 23 13 23 13 23 F F F F 0 F F . F F                     - Ta có 1 2 q q 0  nên điện tích 3 q nằm trong và trên đường thẳng nối giữa hai điện tích 1 q và 2 q 1 2 r r 16.    (1) - Ta có lại có 8 1 3 2 3 1 1 13 23 2 1 2 2 8 1 2 2 2 q q q q q r 2.10 1 F F k k r 3r . r r r q 18.10 3              (2) - Từ 1 (1), (2) r 4 cm.   - Vậy điện tích 3 q cân bằng phải nằm trong và trên đường thẳng nối giữa hai điện tích 1 q và 2 q và cách điện tích 1 q là CA 4 cm.  b. Dấu và độ lớn của 3 q để 1 2 q ,q cũng cân bằng
  • 45. là khoảng cách từ điện tích từ điện tích 1 q đến điện tích 3 q . - BC là khoảng cách từ điện tích từ điện tích 2 q đến điện tích 3 q . - AB là khoảng cách từ điện tích từ điện tích 1 q đến điện tích 2 q . - Điều kiện cân bằng của điện tích 1 q là 31 21 1 31 21 31 21 F F F F F 0 . F F                  - Vì 1 2 q ,q cùng dấu nên 21 F  là lực đẩy thì 31 F  đóng vai trò là lực hút và 1 3 q ;q phải là hai điện tích trái dấu vì 1 q là điện tích âm nên 3 q là điện tích dương - Độ lớn 1 3 1 2 31 21 2 2 q q q q F F k k AC AB    2 2 8 8 3 2 2 2 AC 4 q q 18.10 1,125.10 C. AB 18         - Ta có 13 23 21 31 F F 0 F F 0                13 23 21 31 F F F F 0.           - Theo định luật III Niutơn thì 13 31 23 32 21 12 F F , F F , F F             2 12 32 F F F 0.         - Vậy khi 8 3 q 1,125.10 C   đặt ở điểm C, cả hai điện tích 1 q và 2 q đều đứng yên cân bằng. A B C q1 q2 q3
  • 46. BÀI TOÁN DÂY TREO BUỘC QUẢ CẦU TÍCH ĐIỆN Câu 1: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi quả có điện tích q và khối lượng m 10 gam  được treo bởi hai sợi dây cùng chiều dài = 30 cm  vào cùng một điểm O. Giữ quả cầu 1 cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu 2 sẽ bị lệch góc o α = 60 so với phương thẳng đứng. Cho 2 g = 10 m/s . Tìm độ lớn điện tích q. Hướng dẫn giải - Các lực tác dụng lên mỗi quả cầu gồm trọng lực P,  lực tương tác tĩnh điện F  và lực căng dây treo T  - Khi quả cầu cân bằng thì T P F 0 R T 0              - Do đó suy ra góc 0 60   vậy tam giác BPR đều F P  2 6 2 q mg k mg q 10 C. l k        Câu 2: Trong không khí, hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,1 gam 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 bao nhiêu? Hướng dẫn giải   F  r / 2 r / 2 F  mg  mg  / P   / P   T   T   - Mỗi quả cầu chịu tác dụng của ba lực: + Trọng lực hướng thẳng đứng từ trên xuống có độ lớn mg. + Lực đẩy Coulomb theo phương ngang, chiều đẩy nhau, có độ lớn F. + Lực căng sợi dây T. - Khi hệ cân bằng, hợp lực F mg    cân bằng với T   0 3 4 30 F mg tan 0,1.10 .10.tan 2,7.10 N 2       . Câu 3: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 60 gam, điện tích 7 q 2.10 C   được treo bằng sợi tơ mảnh. Ở phía dưới nó 10 cm cần đặt một điện tích dương hay âm, có độ lớn bằng bao nhiêu C  để sức căng của sợi dây tăng gấp đôi? Hướng dẫn giải
  • 47. dây khi chưa đặt điện tích là T P T P 0 T P . T P                           - Lực căng dây khi đặt điện tích 12 T P F 0.          - Do lực căng dây tăng gấp đôi nên điện tích 2 q 0  và   12 T P F .         12 12 T P F 2P F P       2 2 1 2 6 2 2 9 7 1 q q Pr 0,6.0,1 P k q 3,33.10 C 3,33 m. r k q 9.10 .2.10           - Vậy điện tích 2 q 0  và độ lớn điện tích 2 q 3,33 m.   Câu 4: Hai hạt có khối lượng m1, m2, mang điện tích bằng nhau và bằng q chuyển động không ma sát dọc theo trục x'x trong không khí. Khi hai hạt này cách nhau 2,6 cm thì gia tốc của hạt 1 là 4,41.103 m/s2 , của hạt 2 là 8,40.103 m/s2 . Bỏ qua lực hấp dẫn. Nếu m1 = 1,6 mg thì m2q có giá trị là bao nhiêu? Hướng dẫn giải + Theo định luật II Niu – tơn ta có 1 1 2 1 1 2 2 2 1 1 2 2 m a q r kq k F ma m a m a r m a m a               6 3 8 9 6 3 6 2 3 1,6.10 .4,41.10 q 0,026. 2,3.10 C 9.10 1,6.10 .4,41.10 m 0,84.10 kg 8,4.10                 q2 q1 Vật chưa tích điện Vật đã tích điện
  • 48. kgC    Câu 5: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng 200 gam, được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài 0,5 m. Khi mỗi quả cầu tích điện q như nhau, chúng tách nhau ra một khoảng r = 5 cm. Lấy g = 10 m/s2 . Độ lớn điện tích của q là bao nhiêu? Hướng dẫn giải   F  r / 2 r / 2 F  mg  mg  / P   / P   T   T   - Khi hệ cân bằng 0,5 0 r 0,05 2 2 2 0 7 2 9 0,5r sin 2,866 F kq mgr tan 0,2.10.0,05 tan 2,866 tan q 1,668.10 C. mg mgr k 9.10                          Câu 6: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng 50 gam được treo vào cùng một điểm bằng 2 sợi chỉ nhỏ không giãn dài 10cm. Hai quả cầu tiếp xúc nhau, tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi 2 dây treo hợp với nhau một góc 0 60 . Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu quả cầu. Cho 2 g = 10 m/s . Hướng dẫn giải - Điện tích q mà ta truyền cho các quả cầu sẽ phân bố đều cho hai quả cầu. Mỗi quả cầu mang một điện tích q . 2 Hai quả cầu sẽ đẩy nhau với môt lực là 2 2 q F = k . 4r - Vì góc giữa hai dây treo α = 60° nên r = l = 10 cm. Mỗi quả cầu sẽ nằm cân bằng dưới tác dụng của ba lực lực căng T  của sợi dây, lực điện F  và trọng lực P  của quả cầu - Từ hình vẽ ta có 2 -6 2 α F kq mg α tan = = q = ±2l tan 1,13.10 C. 2 P 4l mg k 2    Câu 7: Một quả cầu có khối lượng riêng 3 3 D = 9,8.10 kg/m , bán kính R = 1 cm tích điện -6 q = -10 C được treo vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l = 10 cm. Tại điểm treo có đặt một điện tích âm 6 0 q 10 C.    Tất cả đặt trong dầu có khối lượng riêng 3 3 d = 0,8.10 kg/m , hằng số điện môi 3.   Tính lực căng của dây? Lấy 2 g = 10 m/s .
  • 49. Quả cầu chịu tác dụng của 4 lực - Trọng lực 3 4 P mg VDg R g 3     - Lực đẩy Acsimet là 3 A 4 F m'g r g 3    - Lực đẩy tĩnh điện 0 c 2 qq F k l   - Lực căng T - Quả cầu cân bằng khi A c c A T P F F 0 T P F F 0,677 N.               Câu 8: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 gam, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60°. Lấy g = 10 m/s2 . Điện tích đã truyền cho quả cầu có độ lớn là bao nhiêu? Hướng dẫn giải   F  r / 2 r / 2 F  mg  mg  / P   / P   T   T   - Khi một quả cầu tích điện tích q thì sau khi tiếp xúc mỗi quả cầu có điện tích 0,5q. - Hệ cân bằng       0 9 2 2 α = 30 , k = 9.10 7 2 mg = 0,05 2 k 0,5q k 0,5q F tan q 3,58.10 C. mg mgr mg 2 sin          