Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông - Vật lý lớp 11

Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

- Định luật Cu – lông:

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.

2. Công thức

$F=k.\frac{\left|q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}.$

 Trong đó: $k={9.10}^9\frac{N.m^2}{C^2}$ là hệ số tỉ lệ.

                   $q_1$ và $q_2$ là điện tích (C).

                    r: là khoảng cách giữa hai điện tích (m).

          $\epsilon$: hằng số điện môi của môi trường $\left(\epsilon \ge 1\right)$.

Chú ý:

- Trong chân không $\epsilon =1$ hoặc không khí $\epsilon \approx 1$

- Các đơn vị thường gặp

$1pC={10}^{-12}C; 1nC={10}^{-9}C;$

$1\mu C={10}^{-6}C; 1mC={10}^{-3}C$

3. Mở rộng

Biểu diễn lực tương tác giữa 2 điện tích điểm đứng yên

+ Điểm đặt: Tại điện tích đang xét.

+ Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm.

+ Chiều: Hai điện tích cùng dầu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

+ Độ lớn: 

$F=k.\frac{\left|q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}$

 $=>\left\{\begin{array}{l}r=\sqrt{\frac{k.\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon F}}\\ \epsilon =\frac{k.\left|q_1{q}_2\right|}{F{r}^2}\\ \left|q_1.q_2\right|=\frac{F\epsilon r^2}{k}\end{array}\right.$

4. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hai điện tích $q_1=-q;q_2=4q$ đặt cách nhau một khoảng r. Nếu điện tích $q_1$ tác dụng lực điện lên điện tích $q_2$ có độ lớn là F thì lực tác dụng của điện tích $q_2$ lên $q_1$ có độ lớn là:

A. F

B. 4F

C. 2F

D. 0,5F

Lời giải:

Theo định luật Cu-lông ta có: Lực tác dụng của điện tích $q_1$ lên $q_2$ và lực tác dụng của điện tích $q_2$ lên $q_1$ bằng nhau: $F_{12}=F_{21}=F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon r^2}$

Đáp án cần chọn là: A

Ví dụ 2: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau một khoảng 4cm là F. Nếu để chúng cách nhau 1cm thì lực tương tác giữa chúng là:

A. 4F

B. 0,25F

C. 16F

D. 0,0625F

Lời giải:

Ta có:

Khi $r_1=4cm$: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích: $F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon {r_1}^2}$

Khi $r_2=1cm$: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích: $F^{\text{'}}=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon {r_2}^2}$

$$\begin{gathered} \to \frac{F^{\text{'}}}{F}=\frac{r_1^2}{r_2^2}=\frac{{\left({4.10}^{-2}\right)}^2}{{\left({10}^{-2}\right)}^2}=16 \\ \to F^{\text{'}}=16F \end{gathered}$$

Đáp án cần chọn là: C

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức lực tương tác giữa hai điện tích điểm hay nhất | Cách tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Công thức tính cường độ điện trường hay nhất | Cách tính cường độ điện trường

Công thức tính cường độ điện trường tổng hợp hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tổng hợp

Công thức tính cường độ điện trường tại trung điểm hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tại trung điểm

Công thức tính cường độ điện trường giữa hai bản tụ hay nhất | Cách tính cường độ điện trường giữa hai bản tụ