Bài 2: Thuyết Êlectron và định luật bảo toàn điện tích

a) Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố:

• Cấu tạo nguyên tử:

  • Hạt nhân ở giữa mang điện dương: gồm protôn mang điện dương và nơtron không mang điện.

  • Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân.

  • Số electron = số proton nên nguyên tử trung hòa về điện

• Điện tích của electron và của proton là nhỏ nhất nên gọi là điện tích nguyên tố.

b) Thuyết electron:

• Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của electron để giải thích các hiện tượng điện và tính chất điện của các vật gọi là thuyết electron.

  • Electron có thể rời khỏi nguyên tử và di chuyển từ nơi này đến nơi khác.

    • Nguyên tử mất electron trở thành ion dương.

    • Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron trở thành ion âm.

  • Một vật được gọi là nhiễm điện âm nếu số hạt electron nó chứa nhiều hơn số hạt proton bên trong nó và ngược lại.

    • Số e > số proton: nhiễm điện âm

    • Số e < số proton: nhiễm điện dương

a. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện

• Vật dẫn điện là những vật có các điện tích tự do có thể di chuyển được bên trong vật.

• Vật cách điện là những vật có rất ít các điện tích tự do có thể di chuyển bên trong vật.

b. Giải thích ba hiện tượng nhiễm điện

• Có thể dùng thuyết electron để giải thích các hiện tượng nhiễm diện do cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng.

• Nhiễm điện do cọ xát:

  • Khi thanh thuỷ tinh cọ xát với lụa thì có một số electron di chuyển từ thuỷ tinh sang lụa nên thanh thuỷ tinh nhiễm điện dương, mảnh lụa nhiễm điện âm.

• Nhiễm điện do tiếp xúc:

  • Khi thanh kim loại trung hoà điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện thì có sự di chuyển điện tích từ quả cầu sang thanh kim loại nên thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với quả cầu.

• Nhiễm điện do hưởng ứng:

  • Thanh kim loại trung hoà điện đặt gần quả cầu nhiễm điện thì các electron tự do trong thanh kim loại dịch chuyển. Đầu thanh kim loại xa quả cầu nhiễm điện cùng dấu với quả cầu, đầu thanh kim loại gần quả cầu nhiễm điện trái dấu với quả cầu.

• Ở một hệ vật cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác, thì tổng đại số của các điện tích là không đổi.

Hướng dẫn giải:

• Ta có: 

• Trước khi tiếp xúc: 

\({F_1} = {9.10^9}.\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{r_1^2}} = 2,{7.10^ - }^4N(1)\)

• Sau khi tiếp xúc có: \(q_1\)' =  \(q_2\)' = 0,5(\(q_1\) + \(q_2\))

⇔ \({F_2} = {9.10^9}.\frac{{0,5.{{({q_1} + {q_2})}^2}}}{{r_2^2}} = 3,{6.10^ - }^4N(2)\)

Từ (1) và (2) ⇒ \({q_1} = {6.10^ - }^9C\)  và \({q_2} = {2.10^ - }^9C\)  hoặc \({q_1} =  - {6.10^ - }^9C\) và \({q_2} =  - {2.10^ - }^9C\)

Bài 2:

Chọn câu đúng.

Đưa quả cầu tích điện Q lại gần quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì

A. M tiếp tục bị hút dính vào Q.

B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q.

C. M rời Q về vị trí thẳng đứng.

D. M bị đẩy lệch về phía bên kia.

Hướng dẫn giải: 

• Thoạt đầu M bị hút dính vào Q do hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng.

• Khi dính vào Q nó lại bị nhiễm điện tiếp xúc với Q nên cùng dấu với Q và bị đẩy ra xa.

⇒ Đáp án D.

Qua bài giảng Thuyết Êlectron và định luật bảo toàn điện tích này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Nắm được các cách làm cho vật nhiễm điện và lấy được ví dụ minh họa.

• Vận dụng thuyết electron để giải thích các hiện tượng nhiễm điện, giải được bài toán về tương tác tĩnh điện.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 2 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

   Hai quả cầu kim loại nhỏ mang các điện tích q₁ và q₂  đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bởi một lực F=2,7.10^-4N Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bởi một lực F'=3,6.10^-4N . Tính giá trị q₁ và q₂ ?

   

  • A.   và 
  • B.    và 
  • C.    và 
  • D.   và  

• Câu 2:

  Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Trong các nhận định sau, nhận định không đúng là:  

  • A. Proton mang điện tích là 
  • B. Khối lượng notron xấp xỉ khối lượng proton. 
  • C. Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử. 
  • D.  Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố. 

• Câu 3:

  Đưa quả cầu tích điện Q lại gần quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì: 

  • A. M tiếp tục bị hút dính vào Q.
  • B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q.
  • C. M rời Q về vị trí thẳng đứng.
  • D. M bị đẩy lệch về phía bên kia.

• Câu 4:

  Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích –2,40 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác tĩnh điện giữa chúng.

  • A. 38,8N
  • B. 40,8N
  • C. 42,8N
  • D. 44,8N

Câu 5- Câu 12: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 11 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 2 trang 11 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 2.1 trang 5 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.2 trang 5 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.3 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.4 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.5 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.6 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.7 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.8 trang 6 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.9 trang 7 SBT Vật lý 11

Bài tập 2.10 trang 7 SBT Vật lý 11

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!