Kỹ thuật điện tử & Điện lạnh

Công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích là gì ? Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí ? kiến thức mới năm 2023

23 Tháng Chín, 2022Last Updated: 23 Tháng Chín, 2022
0 32 13 minutes read

Công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích là gì ? Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí ? – Cập nhật kiến thức mới nhất năm 2023

Công thức tính Lực tương tác giữa ha điện tích, điện tích vật lý 11, Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích, có thể áp dụng định luật cu-lông cho tương tác nào sau đây, Những câu hỏi thực tế Vật lý 11 chương 1, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không thì, Điện tích điểm là, Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí, Trắc nghiệm lý 11 chương 4, Tròn bộ trắc nghiệm vật lý 11, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không sẽ thay đổi như thế nào, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không thì, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau, Lực tương tác giữa 2 điện tích đứng yên trong điện môi đồng chất có hằng số điện môi thì, Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên không phụ thuộc yếu tố nào, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không, Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau một khoảng 4cm là F. Hãy tham khảo với onthihsg

Công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích là gì ? Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí ?

Lý thuyết cần nhớ tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Lực tương tác tĩnh điện, điện tích vật lý 11, Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích, có thể áp dụng định luật cu-lông cho tương tác nào sau đây, Những câu hỏi thực tế Vật lý 11 chương 1, Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không thì, Điện tích điểm là, Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí.

Related Articles
công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích
Công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích

Ở cấp Trung học cơ sở (THCS), ta đã biết các vật mang điện hoặc hút nhau, hoặc đẩy nhau. Lực tương tác (đẩy, hút) giữa chúng phụ thuộc vào những yếu tố nào? Người ta dựa vào cơ sở nào để giải thích các hiện tượng nhiễm điện?

Để xem nhiều hơn về kiến thức tĩnh điện có thể tham khảo thêm ở đây :

Kiến thức cần nhớ lực tương tác giữa hai điện tích

1. Điện tích – Định luật Cu-lông
a.  Điện tích
• Điện tích là vật bị nhiễm điện, hay là vật mang điện, vật tích điện.
• Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta đang xét.
• Có hai loại điện tích: Điện tích dương (kí hiệu bằng dấu +) và điện tích âm (kí hiệu bằng dấu -).

Chú ý
Các điện tích cùng dấu (cùng loại) thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu (khác loại) thì hút nhau.

b.  Định luật Culông
Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và ti lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

k={{9.10}^{9}}frac{N{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}}
Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích

Trong đó:             k là hệ số tỉ lệ, trong hệ đơn vị SI,
F là lực tương tác giữa hai điện tích (N).
{{q}_{1}},{{q}_{2}}  lần lượt là điện tích của điện tích điểm thứ 1 và thứ 2 (C).
r là khoảng cách giữa hai điện tích (m).
+ Nếu các điện tích điểm được đặt trong môi trường điện môi (môi trường cách điện) đồng tính thì công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp này là:

Công thức lực tương tác giữa 2 điện tích :
F=frac{kleft| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{varepsilon {{r}^{2}}}
varepsilon  là hằng số điện môi của môi trường. Hằng số điện môi cho biết khi đặt các điện tích trong các môi trường đó thì lực tương tác giữa chúng sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.

Lực tương tác giữa hai điện tích 90 độ : 

Hai điện tích trái dấu nên chúng hút nhau.

tương tác giữa hai điện tích
tương tác giữa hai điện tích

 Ta được lực tương tác giữa hai điện tích đó có độ lớn F = 45 (N).

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có độ lớn không phụ thuộc vào dấu của các điện tích.

Lực tương tác giữa hai điện tích q1=q2=-3.10^-9 :

  • Phương pháp: Áp dụng công thức tính lực Cu – lông
  • Cách giải : Áp dụng công thức tính lực Cu – lông ta có

Lưu ý lực tương tác điện giữa hai điện tích :
Trong chân không thì varepsilon =1.
Trong không khí thì varepsilon approx 1.

• Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

–  Có điểm: đặt trên mỗi điện tích.
–  Có phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích.
Công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích là gì ?
–  Có chiều: hướng ra xa nhau nếu hai điện tích cùng dấu; hướng lại gần nhau nếu hai điện tích trái dấu (hình vẽ).
– Có độ lớn: xác định bằng định luật Cu-lông.
Ở hình vẽ bên, {{overrightarrow{F}}_{21}} là lực do {{q}_{2}}  tác dụng lên {{q}_{1}}  và {{overrightarrow{F}}_{12}}  là lực do {{q}_{1}} tác dụng lên {{q}_{2}}.
+ Nếu có một điện tích q đặt trong một hệ có n điện tích điểm thì lực tương tác giữa n điện tích điểm và điện tích q là:
overrightarrow{F}=overrightarrow{{{F}_{1}}}+overrightarrow{{{F}_{2}}}+...+overrightarrow{{{F}_{n}}}
Trong đó overrightarrow{{{F}_{1}}},overrightarrow{{{F}_{2}}},...,overrightarrow{{{F}_{n}}}  lần lượt là các lực do điện tích {{q}_{1}},{{q}_{2}},...,{{q}_{n}} tác dụng lên điện tích q.

Chú ý
Định luật Cu-lông chỉ áp dụng được cho:
–    Các điện tích điểm.
–    Các điện tích phân hố đều trên những vật dẫn hình cầu (coi như điện tích điểm ở tâm).

2. Thuyết êlectron

a. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố
+ Các chất được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử. Các phân tử do các nguyên tử tạo thành. Mỗi nguyên tử gồm: một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các êlectron có khối lượng rất bé so với hạt nhân nguyên tử mang điện tích âm và luôn chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử.
– Êlectron là hạt sơ cấp mang điện tích âm, -text{ }e=-1,{{6.10}^{-19}} (C) và khối lượng {{m}_{e}}=9,{{1.10}^{-31}} kg.
– Proton có điện tích là  +e=+1,{{6.10}^{-19}}left( C right) và khối lượng {{m}_{p}}=1,{{67.10}^{-27}} kg.
– Notron không mang điện và có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng của proton.
– Điện tích của êlectron và của proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được, nên ta gọi êlectron và proton là những điện tích nguyên tố (âm hoặc dương).

STUDY TIP
Bình thường thì tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không. Ta nói nguyên tử trung hòa điện.

b. Thuyết êlectron
Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật được gọi là thuyết êlectron.
+ Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để đi từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương.
Ví dụ: Nguyên tử kali bị mất một êlectron sẽ trở thành ion K+
+ Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm được gọi là ion âm.
Ví dụ: Nguyên tử clo nhận thêm một êlectron để trở thành ion Cl–

STUDY TIP
Vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron, vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron.

c.   Vật (chất) dẫn điện – điện môi
Vật (chất) dẫn điện là những vật (chất) có chứa nhiều các điện tích tự do. Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển tự do trong phạm vi thể tích của vật dẫn.
Ví dụ: Kim loại chứa nhiều êlectron tự do. Các dung dịch axit, bazơ, muối chứa nhiều các ion tự do.
Điện môi là những vật không có hoặc chứa rất ít điện tích tự do.
Ví dụ: không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, một số loại nhựa,…
d.  Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ bị nhiễm điện cùng dấu với vật đó.
Giải thích: Gọi vật chưa nhiễm điện là vật A, vật đã nhiễm điện là vật B.
Theo thuyết electron, nếu vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện dương thì các electron của vật A sẽ di chuyển sang vật B làm cho vật A mất electron và nhiêm điện dương (cùng dấu với vật B).
Nếu vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện âm thì các electron của vật B sẽ di chuyển sang vật A làm cho vật A nhận thêm electron và nhiễm điện âm (cùng dấu với vật B).
e.  Sự nhiễm diện do hưởng ứng

Nếu ta đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần điểm M của một thanh kim loại MN trung hòa về điện, thì đầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện của thanh kim loại MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng (hay hiện tượng cảm ứng tĩnh điện).
Giải thích: Theo thuyết electron, khi quả cầu A để gần thanh MN, thì quả cầu A sẽ tác dụng lực Cu-lông lên các electron trong kim loại, làm cho các electron di chuyển về phía đầu M làm đầu M thừa electron, nên đầu M nhiễm điện âm. Đầu N thiếu electron nên đầu N nhiễm điện dương.
3. Định luật bảo toàn điện tích
Hệ cô lập về điện: Là hệ gồm các vật không trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ.
Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích của các vật trong hệ là không đổi.
{{q}_{1}}+{{q}_{2}}+...+{{q}_{n}}=Const

Tài liệu công thức tính độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không

Tải Về

Các dạng bài tập áp dụng công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không là gì ?

Dưới đây là Các dạng bài tập áp dụng công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không là gì ? đầy đủ chi tiết hãy cùng tham khảo bài tập lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích :

lực tương tác giữa hai điện tích điểm là gì ?
lực tương tác giữa hai điện tích điểm là gì ?

DẠNG 1: Xác định các đại lượng liên quan đến lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên

Ví dụ 1: Hai điện tích {{q}_{1}}=q,text{ }{{q}_{2}}=-3q  đặt cách nhau một khoảng r trong chân không. Nếu điện tích  {{q}_{1}} tác dụng 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. 3 F.                                            C. 1,5 F.                                         D. 6 F.
Lời giải
Theo định luật Cu-lông thì lực tương giác giữa hai điện tích là:
F=kfrac{left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}={{F}_{12}}={{F}_{21}}.
Lực tác dụng của điện tích  {{q}_{2}} lên {{q}_{1}}   có độ lớn cũng là F.
Đáp án A
Ví dụ 2: Hai hạt bụi trong không khí, mỗi hạt chứa {{5.10}^{8}} electron và cách nhau 2 cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt bằng
A. 1,{{44.10}^{-5}}N. B. 1,{{44.10}^{-6}}N. C. 1,{{44.10}^{-7}}N. D. 1,{{44.10}^{-9}}N.
Lời giải
Điện tích của mỗi hạt bụi là
{{q}_{1}}={{q}_{2}}={{5.10}^{8}}.left( -1,{{6.10}^{-19}} right)=-{{8.10}^{-11}}left( text{C} right).
Lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt là:
F=frac{kleft| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}=frac{{{9.10}^{9}}.{{left( -{{8.10}^{-11}} right)}^{2}}}{{{left( 0,02 right)}^{2}}}=1,{{44.10}^{-7}}N.
Đáp án C.

STUDY TIP
Điện tích của một electron là       -1,{{6.10}^{-19}}(C).

Ví dụ 3: Trong một môi trường điện môi đồng tính, lực hút tĩnh điện giữa hai điện tích là {{2.10}^{-6}} N. Khi đưa chúng xa nhau thêm 2 cm thì lực hút tĩnh điện lúc này là {{5.10}^{-7}}N. Khoảng cách ban đầu giữa chúng là?
A. 1 cm.                                  B. 2 cm.                                         C. 3 cm.                                         D. 4 cm.
Lời giải
Gọi khoảng cách ban đầu giữa hai điện tích là a (m).
Theo định luật Cu-lông, ta có:
Fsim frac{1}{{{r}^{2}}}Rightarrow frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}Rightarrow frac{{{2.10}^{-6}}}{{{5.10}^{-7}}}=frac{{{left( a+0,02 right)}^{2}}}{{{a}^{2}}}Rightarrow a=0,02text{m}=2,text{cm}
Đáp án B.

Chú ý
Các điện tích điểm được đặt trong môi trường điện môi đồng tính thì công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp này là:
F=frac{kleft| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{varepsilon {{r}^{2}}}

Ví dụ 4: Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng F. Khi đưa chúng vào trong dầu hoả có hằng số điện môi varepsilon =2 và giảm khoảng cách giữa chúng còn frac{r}{3}  thì độ lớn của lực tương tác giữa chúng là
A. 18 F.                                   B. 1,5 F.                                         C. 6 F.                                            D. 4,5 F.
Lời giải
Theo định luật Cu-lông, ta có lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ nghịch với varepsilon {{r}^{2}}
Fsim frac{1}{varepsilon {{r}^{2}}}Rightarrow frac{{{F}'}}{F}=frac{varepsilon {{r}^{2}}}{{varepsilon }'{{{{r}'}}^{2}}}Rightarrow frac{{{F}'}}{F}=frac{1.r}{2.{{left( frac{r}{3} right)}^{2}}}=4,5Rightarrow {F}'=4,5F.
Đáp án D.
Ví dụ 5: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là {{q}_{1}}=-3,{{2.10}^{-7}}left( text{C} right) ;{{q}_{2}}=2,{{4.10}^{-7}}left( text{C} right) , cách nhau một khoảng 12 cm.
a)    Khi đó, số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu là
A.    Số electron thừa ở quả cầu A là  {{N}_{1}}={{2.10}^{12}}electron, số electron thiếu ở quả cầu B là {{N}_{2}}=1,{{5.10}^{12}} electron.
B.    Số electron thiếu ở quả cầu A là {{N}_{1}}={{2.10}^{12}}electron, số electron thừa ở quả cầu B là {{N}_{2}}=1,{{5.10}^{12}} electron.
C. Số electron thừa ở quả cầu A là  {{N}_{1}}=1,{{5.10}^{12}} electron, số electron thiếu ở quả cầu B là {{N}_{2}}={{2.10}^{12}} electron.
D. Số electron thiếu ở quả cầu A là {{N}_{1}}=1,{{5.10}^{12}}  electron, số electron thừa ở quả cầu B là {{N}_{2}}={{2.10}^{12}} electron.
b)    Lực tương tác điện giữa chúng là
A. {{24.10}^{-3}}text{N}text{.} B. {{48.10}^{-3}}text{N}text{.} C. {{3.10}^{-3}}text{N}text{.} D. {{72.10}^{-3}}text{N}text{.}
c)    Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó là
A. 4,{{8.10}^{-3}}text{N}text{.} B. {{10}^{-3}}text{N}text{.}C. 3,{{2.10}^{-3}}text{N}text{.} D. {{2.10}^{-3}}text{N}text{.}
Lời giải
a)    Điện tích của 1 electron có độ lớn là 1,{{6.10}^{-19}}left( text{C} right)text{.}
Vì quả cầu A nhiễm điện âm nên quả cầu A thừa electron.
Số electron thừa ở quả cầu A là: {{N}_{1}}=frac{3,{{2.10}^{-7}}}{1,{{6.10}^{-19}}}={{2.10}^{12}};; electron.
Vì quả cầu B nhiễm điện dương nên quả cầu B thiếu electron.
Số electron thiếu ở quả cầu B là: {{N}_{2}}=frac{2,{{4.10}^{-7}}}{1,{{6.10}^{-19}}}=1,{{5.10}^{12}};;electron.
Đáp án A.
b)    Lực tương tác điện giữa chúng là lực hút (vì hai quả cầu mang điện tích trái dấu) và có độ lớn xác định bởi định luật Cu-lông
F=kfrac{left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}={{48.10}^{-3}}N.
Đáp án B.
c)    Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau thì điện tích trên các quả cầu được phân bố lại. Vì các quả cầu giống nhau nên sau khi tách ra, điện tích của chúng bằng nhau  {{{q}'}_{1}}={{{q}'}_{2}}={q}'. Mặt khác theo định luật bảo toàn điện tích thì ta có {{{q}'}_{1}}+{{{q}'}_{2}}={{q}_{1}}+{{q}_{2}}. Từ đó suy ra
{{{q}'}_{1}}+{{{q}'}_{2}}={{q}_{1}}+{{q}_{2}}
Lực tương tác điện giữa chúng bây giờ là lực đẩy và có độ lớn:
{F}'=kfrac{left| {{{{q}'}}_{1}}{{{{q}'}}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}={{10}^{-3}}left( N right).
Đáp án B.

Phân tích
Tư tưởng giải ý c:
–    Đã có khoảng cách giữa hai quả cầu, vì người ta cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa lại vị trí cũ nên khoảng cách không thav đổi.
–    Tính điện tính hai quả cầu sau khi tiếp xúc nhau rồi tách nhau ra bằng định luật bảo toàn điện tính.
–    Dùng định luật Cu-lông xác định lực tương tác.

Ví dụ 6: Hai điện tích {{q}_{1}} và {{q}_{2}} đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F=1,8,text{N}. Biết  {{q}_{1}}+{{q}_{2}}=-{{6.10}^{-6}}text{C} ;left| {{q}_{1}} right|>left| {{q}_{2}} right| . Xác định loại điện tích của  {{q}_{1}} ;{{q}_{2}}. Tính {{q}_{1}} ;{{q}_{2}}.
A. {{q}_{1}}=-{{1.10}^{-6}}left( text{C} right)text{ }vgrave{a}text{ }{{q}_{2}}=-{{5.10}^{-6}}left( text{C} right)text{.} B. {{q}_{1}}=-{{2.10}^{-6}}left( text{C} right)text{ }vgrave{a}text{ }{{q}_{2}}=-{{4.10}^{-6}}left( text{C} right)text{.} C. {{q}_{1}}=-{{3.10}^{-6}}left( text{C} right)text{ }vgrave{a}text{ }{{q}_{2}}=-{{3.10}^{-6}}left( text{C} right)text{.} D. {{q}_{1}}=-{{4.10}^{-6}}left( text{C} right)text{ }vgrave{a}text{ }{{q}_{2}}=-{{2.10}^{-6}}left( text{C} right)text{.}
Lời giải
Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu, mặc khác {{q}_{1}}+{{q}_{2}}<0  nên chúng đều là điện tích âm. Theo định luật Cu-lông, ta có
F={{9.10}^{9}}frac{left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}Rightarrow left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|=frac{F{{r}^{2}}}{{{9.10}^{9}}}={{8.10}^{-12}}left( {{text{C}}^{text{2}}} right).
Vì  {{q}_{1}} ;{{q}_{2}} cùng dấu nên  {{q}_{1}}{{q}_{2}}>0nên
left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|={{q}_{1}}{{q}_{2}}={{8.10}^{-12}}left( 1 right)text{ v }!!grave{mathrm{a}}!!text{ }{{q}_{1}}+{{q}_{2}}=-{{6.10}^{-6}}left( 2 right) .
Từ (1) và (2) ta có {{q}_{1}} ; {{q}_{2}} là nghiệm của phương trình:
{{x}^{2}}-Sx+P=0 Leftrightarrow {{x}^{2}}+{{6.10}^{-6}}x+{{8.10}^{-12}}=0Rightarrow left{ begin{matrix} & {{x}_{1}}=-{{2.10}^{-6}} & {{x}_{2}}=-{{4.10}^{-6}} end{align} right..
Từ đó suy ra
left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-{{2.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-{{4.10}^{-6}} end{align} right.
hoặc
left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-{{4.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-{{2.10}^{-6}} end{align} right.
Vì left| {{q}_{1}} right|>left| {{q}_{2}} right|Rightarrow {{q}_{1}}=-{{4.10}^{-6}}C;{{q}_{2}}=-{{2.10}^{-6}}text{C}text{.}
Vậy {{q}_{1}}=-{{4.10}^{-6}}left( C right)text{ v }!!grave{mathrm{a}}!!text{ }{{q}_{2}}=-{{2.10}^{-6}}left( text{C} right)text{.}
Đáp án D.

STUDY TIP
Nếu tổng 2 số là S và tích 2 số là P thì 2 số đó là nghiệm của phương trình
{{x}^{2}}-Sx+P=0

Ví dụ 7: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10 N. Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N. Tính độ lớn các điện tích và hằng số điện môi của dầu.
A. left| {{q}_{1}} right|=left| {{q}_{2}} right|={{4.10}^{-6}}left( text{C} right);varepsilon =2,25. B. left| {{q}_{1}} right|=left| {{q}_{2}} right|=3,{{5.10}^{-6}}left( text{C} right);varepsilon =1,72. C. left| {{q}_{1}} right|=left| {{q}_{2}} right|={{3.10}^{-6}}left( text{C} right);varepsilon =1,26. D. left| {{q}_{1}} right|=left| {{q}_{2}} right|=4,{{510}^{-6}}left( text{C} right);varepsilon =2,85.
Lời giải
Khi đặt trong không khí, theo định luật Cu-lông ta có
F=kfrac{{{q}^{2}}}{{{r}^{2}}}Rightarrow left| {{q}_{1}} right|=left| {{q}_{2}} right|=sqrt{frac{F{{r}^{2}}}{{{9.10}^{9}}}}={{4.10}^{-6}}left( text{C} right).
Khi đặt trong dầu, vì lực tương tác vẫn như cũ, nên ta có:
{F}'=kfrac{{{q}^{2}}}{varepsilon {{{{r}'}}^{2}}}Rightarrow varepsilon ={{9.10}^{9}}frac{left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{F{{{{r}'}}^{2}}}=2,25.
Đáp án A.
Ví dụ 8: Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2 N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau với lực đẩy bằng lực hút. Tính điện tích lúc đầu của mỗi quả cầu.
A. left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=0,{{96.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-5,{{58.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=0,{{96.10}^{-6}} end{align} right. B. left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-0,{{96.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=5,{{58.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-0,{{96.10}^{-6}} end{align} right. C. left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=0,{{96.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-0,{{96.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=5,{{58.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.
D. Cả A và B đều đúng.
Lời giải
Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu nhau.
Vì điện tích trái dấu và theo định luật Cu-lông ta có
F=kfrac{left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|}{{{r}^{2}}}Rightarrow left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} right|=-{{q}_{1}}{{q}_{2}}=frac{F{{r}^{2}}}{{{9.10}^{9}}}=frac{16}{3}{{.10}^{-12}}Rightarrow {{q}_{1}}{{q}_{2}}=-frac{16}{3}{{.10}^{-12}}left( 1 right).
Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau thì điện tích trên các quả cầu được phân bố lại. Vì các quả cầu giống nhau nên sau khi tách ra, điện tích của chúng bằng nhau {{{q}'}_{1}}={{{q}'}_{2}}={q}'. Mặt khác theo định luật bảo toàn điện tích thì ta có
{{{q}'}_{1}}+{{{q}'}_{2}}={{q}_{1}}+{{q}_{2}}.
Từ đó suy ra {{{q}'}_{1}}={{{q}'}_{2}}={q}'=frac{{{q}_{1}}+{{q}_{2}}}{2}.
Theo định luật Cu-lông, ta có lực tương tác lúc này là
{F}'=kfrac{left| {{{{q}'}}_{1}}{{{{q}'}}_{2}} right|}{{{r}^{2}}} Rightarrow {{left( frac{{{q}_{1}}+{{q}_{2}}}{2} right)}^{2}}=frac{{F}'{{r}^{2}}}{{{9.10}^{9}}}=frac{16}{3}{{.10}^{-12}} Rightarrow {{q}_{1}}+{{q}_{2}}=pm frac{8sqrt{3}}{3}{{.10}^{-6}}left( 2 right).
Từ (1) và (2) ta có  {{q}_{1}};;text{v }!!grave{mathrm{a}}!!text{ };;{{q}_{2}}  và là nghiệm của các phương trình:
3{{x}^{2}}mp 8sqrt{3}{{.10}^{-6}}x-{{16.10}^{-12}}=0
Rightarrow left{ begin{matrix} & {{x}_{1}}=0,{{96.10}^{-6}} & {{x}_{2}}=-5,{{58.10}^{-6}} end{align} right. ;Or;left{ begin{matrix} & {{x}_{1}}=-0,{{96.10}^{-6}} & {{x}_{2}}=5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.
Vậy left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=0,{{96.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-5,{{58.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=0,{{96.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=-0,{{96.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=5,{{58.10}^{-6}} end{align} right.;left{ begin{matrix} & {{q}_{1}}=5,{{58.10}^{-6}} & {{q}_{2}}=-0,{{96.10}^{-6}} end{align} right.
Đáp án D.

Phân tích
Ta cần tìm 2 phương trình 2 ẩn {{q}_{1}},{{q}_{2}}.
–  Từ dữ kiện “cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2 N” ta được 1 dữ kiện liên quan đến {{q}_{1}},{{q}_{2}}.
–  Từ dữ kiện “Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ” ta được dữ kiện thứ 2 theo định luật bảo toàn điện tích.

Video hướng dẫn lực tương tác giữa hai điện tích


Đánh giá – 9.3

9.3

100

Bài hướng dẫn lực tương tác giữa 2 điện tích đứng yên


User Rating:
5
( 1 votes)

Kết thúc
Ngoài các bài viết tin tức, bài báo hàng ngày của https://www.kythuatcodienlanh.com/, nguồn nội dung cũng bao gồm các bài viết từ các cộng tác viên chuyên gia đầu ngành về chuỗi kiến thức kỹ thuật điện, điện lạnh, điện tử, cơ khí,…,.. được chia sẽ chủ yếu từ nhiều khía cạnh liên quan chuỗi kiến thức này.
Bạn có thể dành thời gian để xem thêm các chuyên mục nội dung chính với các bài viết tư vấn, chia sẻ mới nhất, các tin tức gần đây từ chuyên gia và đối tác của Chúng tôi. Cuối cùng, với các kiến thức chia sẻ của bài viết, hy vọng góp phần nào kiến thức hỗ trợ cho độc giả tốt hơn trong hoạt động nghề nghiệp cá nhân!
* Ý kiến được trình bày trong bài viết này là của tác giả khách mời và không nhất thiết phải là SEMTEK. Nhân viên tác giả, cộng tác viên biên tập sẽ được liệt kê bên cuối bài viết.
Trân trọng,
Các chuyên mục nội dung liên quan

23 Tháng Chín, 2022Last Updated: 23 Tháng Chín, 2022
0 32 13 minutes read

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button