Lý thuyết Điện tích. Định luật Cu lông (mới 2023 + Bài Tập) - Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lý 11 Bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông

Bài giảng Vật Lý 11 Bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông

I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện

1. Sự nhiễm điện của các vật

Khi cọ xát những vật như thanh thủy tinh, thanh nhựa, mảnh pôliêtilen,… vào dạ hoặc lụa, … thì những vật đó có thể hút những vật nhẹ như mẩu giấy, sợi bông, mẩu xốp… Ta nói rằng những vật đó đã bị nhiễm điện.

Sau khi cọ xát vào vải khô, thước nhựa hút mẩu giấy

Sau khi cọ xát vào vải khô, thước nhựa hút mẩu xốp

2. Điện tích. Điện tích điểm

+ Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích.

+ Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.

3. Tương tác điện. Hai loại điện tích

Có 2 loại điện tích: điện tích dương (+) và điện tích âm (-).

Các điện tích cùng loại (dấu) thì đẩy nhau.

Các điện tích khác loại (dấu) thì hút nhau.

Tương tác giữa 2 điện tích điểm

II. Định luật Cu - lông. Hằng số điện môi

1. Định luật Cu – lông

- Nhà bác học Cu – lông đã sử dụng cân xoắn để đo lực đẩy giữa hai quả cầu nhỏ tích điện cùng dấu.

- Từ các kết quả thí nghiệm, ta có định luật Cu – lông được phát biểu như sau:

“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”.

$F=k.\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}$  

Trong đó:

+ F: lực tương tác (N)

+ k = 9.10⁹: hệ số tỉ lệ ($\frac{N.m^2}{C^2}$ )

+ q₁, q₂: điện tích của 2 điện tích (C)

+ r: khoảng cách giữa 2 điện tích (m)

Biểu diễn lực tương tác Cu – lông trong một số trường hợp

2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi

+ Điện môi là môi trường cách điện

Ví dụ: không khí, dầu hỏa, nước nguyên chất, thủy tinh, thạch anh,…

Thạch anh

+ Khi đặt các điện tích điểm trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi  lần so với khi đặt chúng ở trong chân không.

$F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon r^2}$

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

+ Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi chúng đặt ở trong chân không.

Bảng hằng số điện môi của một số chất

Trắc nghiệm Vật lí 11 Bài 1: Điện tích. Định luật Cu-lông

I. Mức độ nhận biết

Câu 1. Điện tích điểm là

A. vật có kích thước rất nhỏ.    

B. điện tích coi như tập trung tại một điểm.

C. vật chứa rất ít điện tích.       

D. điểm phát ra điện tích.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Điện tích điểm là điện tích coi như tập trung tại một điểm.

Câu 2. Câu nào sau đây là đúng khi nói về sự tương tác điện

A. hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau.        

B. hai điện tích cùng dấu thì hút nhau.

C. hai điện tích trái dấu thì đẩy nhau

D. hai thanh nhựa giống nhau, sau khi cọ xát với len dạ, nếu đưa lại gần thì chúng sẽ hút nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

Câu 3. Điện tích có đơn vị là:

A. N.          

B. m.          

C. C.          

D. N.m.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích: Đơn vị của điện tích là C.

Câu 4. Hai điện tích trái dấu sẽ:

A. hút nhau.

B. đẩy nhau.

C. không tương tác với nhau.

D. vừa hút vừa đẩy nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích: Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

Câu 5. Hai điện tích cùng dấu sẽ:

A. hút nhau.

B. đẩy nhau.

C. không tương tác với nhau.

D. vừa hút vừa đẩy nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

Câu 6. Hằng số điện môi của không khí có thể coi:

A. ε = 0.

B. ε < 0.

C. ε > 0.

D. ε ≈ 1.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Hằng số điện môi của không khí có thể coi gần bằng 1.

Câu 7. Biểu thức tính lực tương tác giữa hai điện tích đặt trong chân không là:

A. $F=\frac{2k\left|q_1{q}_2\right|}{r}$.

B. $F=\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{2r}$.

C. $F=\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r}$.

D. $F=\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}$.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Biểu thức tính lực tương tác giữa hai điện tích đặt trong chân không là:

$F=\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}$

Câu 8. Chọn phát biểu sai?

A. Điện tích điểm là điện tích coi như tập trung tại một điểm.

B. Có hai loại điện tích là điện tích dương và điện tích âm.

C. Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

D. Khi hút nhau các điện tích sẽ dịch chuyển lại gần nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Lực tương tác tĩnh điện có độ lớn rất nhỏ nên không thể làm dịch chuyển các điện tích.

Câu 9. Nhận xét nào sau đây là đúng khi nói về điện môi?

A. Điện môi là môi trường dẫn điện. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.

B. Điện môi là môi trường cách điện. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.

C. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác giữa các điện tích trong môi trường đó lớn hơn so với khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần.

D. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

A – sai vì điện môi là môi trường cách điện. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.

B – đúng

C – sai vì hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác giữa các điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn so với khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần.

D – sai vì hằng số điện môi của chân không là nhỏ nhất và bằng 1, còn các chất điện môi khác đều có hằng số điện môi lớn hơn 1.

Câu 10. Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí

A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa 2 điện tích.

B. tỉ lệ với khoảng cách giữa 2 điện tích.

C. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa 2 điện tích.

D. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa 2 điện tích.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Biểu thức tính lực tương tác giữa hai điện tích là: . Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí: tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa 2 điện tích.