Sự đẩy hay hút nhau giữa các điện tích gọi là sự tương tác điện. Các điện tích cùng loại [dấu] thì đẩy nhau. Các điện tích khác loại [dấu] thì hút nhau. Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn [10^-4]/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng hút nhau một lực 5N
Trắc nghiệm: Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn [10^-4]/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng
A. Hút nhau một lực 0,5 N
B. Hút nhau một lực 5 N
C. Đẩy nhau một lực 5N
D. Đẩy nhau một lực 0,5 N
Trả lời:
Đáp án đúng: B. Hút nhau một lực 5N
Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn [10^-4]/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng hút nhau một lực 5N
Giải thích:
Hai điện tích trái dấu thì chúng hút nhau
F=k|q1q2|εr2=9.109.∣∣∣[10−43]2∣∣∣2.12=5N
>>> Xem thêm: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q= 5.10-9
Kiến thức tham khảo về điện tích và định luật Cu-lông
1. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.
a. Sự nhiễm điện của các vật.
- Nhiễm điện do cọ xát:
Cọ xát một thước nhựa vào vải len, ta thấy thước nhựa có thể hút được các vật nhẹ như giấy
- Nhiễm điện do tiếp xúc
Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu - Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại vẫn nhiễm điện.
- Nhiễm điện do hưởng ứng
Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại được nhiễm điện. Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu.
Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu
b. Điện tích. Điện tích điểm
Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. Điện là một thuộctính của vật và điện tích là số đo độ lớn của thuộc tính đó.
Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét.
c. Tương tác điện. Hai loại điện tích
Sự đẩy hay hút nhau giữa các điện tích gọi là sự tương tác điện.
Chỉ có hai loại điện tích là điện tích dương [kí hiệu bằng dấu +] và điện tích âm [kí hiệu bằng dấu -].
Các điện tích cùng loại [dấu] thì đẩy nhau.
Các điện tích khác loại [dấu] thì hút nhau.
2. Định luật Cu-lông. Hằng số điện môi
a. Định luật Cu-lông
- 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.
Trong đó:
F: lực tương tác [F]
k = 9.109: hệ số tỉ lệ [Nm2/C2]
q1, q2: điện tích của 2 điện tích [C]
r: khoảng cách giữa 2 điện tích [m]
b. Hằng số điện môi
- Điện môi là môi trường cách điện. Hằng số điện môi ε đặc trưng cho tính chất điện của một chất cách điện. Khi đặt điện tích trong điện môi, lực tương tác sẽ nhỏ đi ε so với đặt trong chân không.
3. Bài tập
Bài 1.Hai điện tích dương q1, q2có cùng một độ lớn được đặt tại hai điểm A, B thì ta thấy hệ ba điện tích này nằm cân bằng trong chân không. Bỏ qua trọng lượng của ba điện tích. Chọn kết luận đúng .
A. qolà điện tích dương
B. qolà điện tích âm
C. qocó thể là điên tích âm có thể là điện tích dương
D. qophải bằng 0
Đáp án: B
Bỏ qua trọng lượng của 3 điện tích. Vì hai điện tích dương có cùng độ lớn được đặt tại hai điểm A, B và q0đặt tại trung điểm của AB nên q0luôn cân bằng do chịu tác dụng của hai lực cùng giá, ngược chiều từ hai điện tích q1, q2.
Để điện tích q1đặt tại A cân bằng thì lực tác dụng của q0lên q1phải cân bằng với lực tác dụng của q2lên q1, tức ngược chiều lực tác dụng của q2lên q1. Vậy q0phải là điện tích âm.
Bài 2.Hai quả cầu nhẹ có cùng khối lượng được treo vào mỗi điểm bằng hai dây chỉ giống nhau. Truyền cho hai quả cầu điện tích cùng dấu q1và q3= 3q1, hai quả cầu đẩy nhau. Góc lệch của hai dây treo hai quả cầu so với phương thẳng đứng là α1và α2. Chọn biểu thức đúng :
A. α1= 3α2
B. 3α1= α2
C. α1= α2
D. α1= 1,5α2
Đáp án: C
Hai quả cầu tích điện cùng dấu nên đẩy nhau. Mỗi quả cầu cân bằng do tác dụng của ba lực là trọng lựcP−, lực điệnF−, lực căngT−của dây treo nênP−+T−+F−= 0
Vì hai quả cầu giống nhau nên có cùng trọng lựcP−; lực điện vecto F12, vecto F21 tác dụng lên hai quả cầu là hai lực trực đối có độ lớn F= Iq1q2/r2 ; lực căng của mỗi dây treo Vecto T = - [Vecto P + vecto F] hướng dọc theo sợi dây.
Ta có:
Do vậy hai dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng góc α1= α2= α.
Bài 3.Quả cầu nhỏ có khối lượng 18g mang điện tích q1= 4.10-6C treo ở đầu một sợi dây mảnh dài 20cm. Nếu đặt điện tích q2tại điểm treo sợi dây thì lực căng của dây giảm đi một nửa. Lấy g = 10m/s2. Điện tích q2có giá trị bằng :
A. -2.10-6C
B. 2.10-6C
C. 10-7C
D. -10-7C
Đáp án: D
Khi chưa có q2, quả cầu cân bằng do tác dụng của trọng lựcP→, lực căngT→của dây treo:
Khi có q2, quả cầu cân bằng do tác dụng của trọng lựcP→, lực căngT→và lực điệnF→:
Lực điện ngược hướng trọng lựcP→nên q2hút q1⇒ q2là điện tích âm
Thay số:
Bài 4.Hai điện tích điểm q1và q2được giữ cố định tại 2 điểm A và B cách nhau một khoảng a trong điện môi. Điện tich q3đặt tại điểm C trên đoạn AB cách B một khoảng a/3. Để điện tích q3cân bằng phải có điều kiện nào sau đây?
A. q1= 2q2
B. q1= -4q2
C. q1= 4q2
D. q1= -2q2
Đáp án: C
Để q3cân bằng thì các lực của q1, q2tác dụng lên q3phải thoả mãn:
F1→+F2→=0→
Hai lựcF1→,F2→cùng phương, ngược chiều, q3đặt tại điểm C trên đoạn AB nên q1và q2cùng dấu
Bài 5.Hai điện tích điểm q1= 4.10-6và q2= 4.10-6C đặt tại 2 điểm A và B trong chân không cách nhau một khoảng 2a = 12cm. Một điện tích q = -2.10-6C đặt tại điểm M trên đường trung trực của AB, cách đoạn AB một khoảng bằng a. Lực tác dụng lên điện tích q có độ lớn là:
A. 10√2N
B. 20√2N
C. 20N
D. 10N
Đáp án: A
Hai lựcF1−F2−tác dụng lên q [ hinh 1.1G]
Ta có AM = BM = a√2 =6√2 cm
Vì
Hợp lực tác dụng lên điện tích q:
Vì F1= F2và Tam giác ABM vuông cân tại M nên F=F1√2 =10√2N
Câu 6:Môi trường nào sau đây không chứa điện tích tự do ?
A. Kim loại
B. Nước biển
C. Nước muỗi
D. Cao su
Đáp án: D
Câu 7:Hai điện tích q1và q2đặt gần nhau trong chân không có lực tương tác là F. Nếu đặt điện tích q3trên đường nối q1và q2và ở ngoài q2thì lực tương tác giữa q1và q2là F’ có đặc điểm:
A.F′>Fnếu|q3|>|q2|
B.F′