Tổng hợp bài tập Điện tích và Định luật Culomb Vật lý 11 NC

-CHUYÊN  ĐỀ  BÀI TẬP  VẬT  LÝ  11-

  CHỦ ĐỀ :    ĐIỆN TÍCH . ĐIỆN TRƯỜNG.

              ĐỊNH LUẬT CULOMB

A. LÝ THUYẾT

      1. Hai loại điện tích:

      - Điện tích dương và điện tích âm

      - Điện tích dương nhỏ nhất là của proton, điện tích âm nhỏ nhất là điện tích của electron. Giá trị tuyệt đối của chúng là

e = 1,6.10^-19C

      2. Tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên.

      - Điểm đặt: Tại điện tích đang xét.

      - Giá: Là đường thẳng nối hai điện tích.

      - Chiều: là lực đẩynếu hai điện tích cùng dấu, lực hút nếu hai điện tích trái dấu.

      - Độ lớn:  \(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)

      Trong đó k = 9.10⁹ \(\left( {N{m^2}/{c^2}} \right)\). \(\varepsilon \) : là hằng số điện môi.

      3. Định luật bảo toàn điện tích:

      Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là một hằng số

      4. Khi điện tích chịu tác dụng của nhiều lực:

      Hợp lực tác dụng lên điện tích là:  \(\overrightarrow F  = {\overrightarrow F _1} + {\overrightarrow F _2} + ... + {\overrightarrow F _n}\) (1)

      a. Phương pháp chiếu:

      - Chọn hệ  trục tọa độ Oxy phù hợp với điều kiện của bài toán.

      - Chiếu (1) lên Ox, Oy:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{F_x} = {F_{1x}} + {F_{2x}} + ... + {F_{nx}}}\\
{{F_y} = {F_{1y}} + {F_{2y}} + ... + {F_{ny}}}
\end{array}} \right. \Rightarrow F = \sqrt {F_x^2 + F_y^2} \)

   \(\overrightarrow F \)    hợp với trục Ox một góc \(\alpha\) : \(\tan \alpha  = \frac{{{F_y}}}{{{F_x}}}\)

      b. Phương pháp hình học:

      Xét trường hợp chỉ có hai lực: \(\overrightarrow F  = {\overrightarrow F _1} + {\overrightarrow F _2}\)

      a. Khí \({\overrightarrow F _1}\) cùng hướng với \({\overrightarrow F _2}\) : F = F₁ + F₂; \(\overrightarrow F \) cùng hướng với \({\overrightarrow F _1}\), \({\overrightarrow F _2}\) . 

      b. Khi \({\overrightarrow F _1}\) ngược hướng với \({\overrightarrow F _2}\) : \(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right|\) ; (\overrightarrow F \) cùng hướng với

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{{\overrightarrow F }_1}\begin{array}{*{20}{c}}
{}&{khi}
\end{array}:{F_1} > {F_2}}\\
{{{\overrightarrow F }_2}\begin{array}{*{20}{c}}
{}&{khi}
\end{array}:{F_1} < {F_2}}
\end{array}} \right.\)

{-- xem đầy đủ nội dung ở phần xem online hoặc tải về --}

B. BÀI TẬP VÍ DỤ:

Bài 1: Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng r =3m trong chân không hút nhau bằng một lực F=6.10^-9N. Điện tích tổng cộng của hai điện tích điểm là Q=10^-9C. Tính điện đích của mỗi điện tích điểm.

Hướng dẫn giải:

      Áp dụng định luật Culong: \(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\) \( \Rightarrow \left| {{q_1}{q_2}} \right| = \frac{{\varepsilon F{r^2}}}{k} = {6.10^{ - 18}}\left( {{C^2}} \right)\) (1)

      Theo đề: \({q_1} + {q_2} = {10^{ - 9}}C\) (2)

      Giả hệ (1) và (2) : \( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{q_1} = {{3.10}^{ - 9}}C}\\
{{q_2} =  - {{2.10}^{ - 9}}C}
\end{array}} \right.\)

Bài 2: Hai quả cầu giống nhau mang điện, cùng đặt trong chân không, và cách nhau khoảng r = 1m thì chúng hút nhau một lực F₁=7,2N. Sau đó cho hai quả cầu đó tiếp xúc với nhau và đưa trở lại vị trí cũ thì chúng đảy nhau một lực F₂=0,9N. tính điện tích mỗi quả cầu trước và sau khi tiếp xúc.

Hướng dẫn giải:

      Trước khi tiếp xúc \( \Rightarrow {q_1}{q_2} = \frac{{\varepsilon F{r^2}}}{k} =  - {8.10^{ - 10}}\left( {{C^2}} \right)\) (1)

      Điện tích hai quả cầu sau khi tiếp xúc: \(q_1^, = q_2^, = \frac{{{q_1} + {q_2}}}{2}\)

 \({F_2} = k\frac{{{{\left( {\frac{{{q_1} + {q_2}}}{2}} \right)}^2}}}{{\varepsilon {r^2}}} \Rightarrow {q_1} + {q_2} =  \pm {2.10^{ - 5}}C\)  (2)

      Từ hệ (1) và (2) suy ra: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{q_1} =  \pm {{4.10}^{ - 5}}C}\\
{{q_2} =  \mp {{2.10}^{ - 5}}C}
\end{array}} \right.\)

Bài 3: Hai điện tích q₁, q₂ đặt cách nhau một khoản r=10cm thì tương tác với nhau bằng lực F trong không khí và bằng  nếu đặt trong dầu. Để lực tương tác vẫn là F thì hai điện tích phải đạt cách nhau bao nhiêu trong dầu?

Hướng dẫn giải:

\(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon r_{}^{,2}}} \Rightarrow {r^,} = \frac{r}{{\sqrt \varepsilon  }} = 5cm\)

{-- xem đầy đủ nội dung ở phần xem online hoặc tải về --}

Trên đây là phần trích đoạn một phần nội dung trong tài liệu Chuyên đề bài tập phần Điện tích và Định luật Culomb có đáp án Vật lý lớp 11. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Các em quan tâm có thể xem thêm các tài  liệu tham khảo cùng chuyên mục:

• Chuyên đề Sử dụng công thức tính nhanh phần Dao dộng cơ môn Vật Lý

• 140 câu bài tập trắc nghiệm Động học chất điểm Vật Lý lớp 10 cơ bản có đáp án

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt ,nâng cao kỹ năng giải bài tập Vật lý và đạt thành tích cao hơn trong học tập .

Chúc các em học tốt !