Xác định Lực tương tác giữa hai điện tích trong không khí và trong điện môi môn Vật lý 11

LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH TRONG KHÔNG KHÍ VÀ TRONG ĐIỆN MÔI

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm là lực Culông:  

\(F = {9.10^9}\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)

Bài toán cho tích độ lớn 2 điện tích và tổng độ lớn 2 điện tích thì AD hệ thức Vi-ét:

\(\left\{ \begin{array}{l} {q_1} + {q_2} = S\\ {q_1}{q_2} = P \end{array} \right.\)

thì q1,q2  là nghiệm của phương trình bậc 2:  

\({X^2} - S.X + P = 0\)

Chú ý: Cho 2 vật tích điện q1,q2  tiếp xúc với nhau rồi tách ra thì điện tích chúng sẽ bằng nhau:

\(q{'_1} = q{'_2} = \frac{{{q_1} + {q_2}}}{2}\)

Lời giải

a) Biểu thức lực tương tác giữa hai điện tích trong không khí và trong điện môi được xác định bởi:

\(\left\{ \begin{array}{l} {F_0} = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\\ F = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{\varepsilon {r^2}}} \end{array} \right. \Rightarrow \varepsilon = \frac{{{F_0}}}{F} = 2\)

b) Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác giữa hai điện tích khi ta đặt trong không khí thì khoảng cách giữa hai điện tích bây giờ là r’:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} {F_0} = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\\ F = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{\varepsilon r{'^2}}} \end{array} \right. \Rightarrow {F_0} = F'\\ \Rightarrow r' = \frac{r}{{\sqrt \varepsilon }} = 10\sqrt 2 cm \end{array}\)

Lời giải

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1,q2  là \(\overrightarrow {{F_{12}}} ,\overrightarrow {{F_{21}}} \) có:

Phương là đường thẳng nối hai điện tích điểm.

\({q_1}.{q_2} < 0 \Rightarrow \)  chiều là lực hút

Độ lớn  \({F_{12}} = {F_{21}} = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}} = {9.10^9}.\frac{{{{2.10}^{ - 8}}{{.10}^{ - 8}}}}{{0,{2^2}}} = 4,{5.10^{ - 5}}N\)

Lời giải

a) Lực tương tác giữa hai điện tích là:  

\(F = k\frac{{\left| {{q_1}.{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = {9.10^9}.\frac{{\left| {{{10}^{ - 8}}. - {{2.10}^{ - 8}}} \right|}}{{0,{1^2}}} = 1,{8.10^{ - 4}}N\)

b) Vì lực F tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên khi  \(F' = 7,{2.10^{ - 4}}N = 4F\) (tăng lên 4 lần) thì khoảng cách r giảm 2 lần:  

\(r' = \frac{r}{2} = \frac{{0,1}}{2} = 0,05\left( m \right) = 5\left( {cm} \right)\)

c)  Ta có:

\(\begin{array}{l} F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\\ \Rightarrow \left| {{q_3}} \right| = \frac{{F.{r^2}}}{{k.\left| {{q_1}} \right|}} = \frac{{3,{{6.10}^{ - 4}}.0,{1^2}}}{{{{9.10}^9}{{.10}^{ - 8}}}} = {4.10^{ - 8}}C \end{array}\)

Vì lực đẩy nên  cùng dấu  

d) Ta có: lực F tỉ lệ nghịch với e nên:

\(F' = \frac{F}{\varepsilon } = \frac{{3,{{6.10}^{ - 4}}}}{2} = 1,{8.10^{ - 4}}N\)

Lời giải

 a) Lực hút tĩnh điện giữa electron và hạt nhân:

\(F = k\frac{{{e^2}}}{{{r^2}}} = {9.10^9}{\left( {\frac{{1,{{6.10}^{ - 19}}}}{{{{5.10}^{ - 11}}}}} \right)^2} = 9,{2.10^{ - 8}}N\)

b) Electron chuyển động tròn quanh hạt nhân, nên lực tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm:

\(\begin{array}{l} F = k\frac{{{e^2}}}{{{r^2}}} = m{\omega ^2}r\\ \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{F}{{mr}}} = \sqrt {\frac{{9,{{2.10}^{ - 4}}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}{{.5.10}^{ - 11}}}}} \\ \Rightarrow \omega = 4,{5.10^{16}}rad/s \end{array}\)

Tần số chuyển động của electron là:

\(f = \frac{\omega }{{2\pi }} = 0,{72.10^{26}}Hz\)

...

---Để xem tiếp nội dung các bài tập về Lực tương tác giữa hai điện tích điểm môn Vật lý 11, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Xác định Lực tương tác giữa hai điện tích trong không khí và trong điện môi môn Vật lý 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.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

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

• Tóm tắt kiến thức và công thức chương 1 Điện tích- Điện tích trường môn Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp Điện tích- Điện trường hay và khó Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp nâng cao Điện tích- Định luật Culong Vật lý 11

Chúc các em học tập tốt !