Đáp án vật lí 11 kết nối tri thức Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích

BÀI 16. LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH

I. LỰC HÚT VÀ LỰC ĐẨY GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH

Bài 1: Treo thanh nhựa A bằng một dây chỉ để nó có thể quay tự do...

Đáp án:

a) Thanh nhựa cọ xát với với len sẽ nhiễm điện âm nên khi hai thanh nhựa lại gần nhau sẽ đẩy ra xa vì cả hai thanh nhựa nhiễm điện cùng dấu

b) Thanh thủy tinh cọ xát với lụa sẽ nhiễm điện dương và thanh nhựa nhiễm điện âm nên đưa hai thanh lại gần nhau chúng sẽ hút nhau vì nhiễm điện trái dấu

Biểu diễn lực tương tác giữa các điện tích:

Lực điện tác dụng lên mỗi điện tích đặt tại các đỉnh của một tam giác đều

Bài 2: Độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích có phụ...

Đáp án:

Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

Phương án thí nghiệm: ta dùng hai điện tích có độ lớn điện tích không đổi sau đó thay đổi khoảng cách giữa chúng xác định độ lón của lực tương tác trong các trường hợp để từ đó ta tìm được mối quan hệ giữa lực tương tác và khoảng cách.

II. ĐỊNH LUẬT COULOMB (CU-LÔNG)

Bài 1: Hãy nêu tên các đại lượng và tên các đơn vị trong biểu thúc (16.2) và (16.3).

Đáp án:

F= k=

F: Lực tương tác giữa hai điện tích (N)

k: hằng số lực Coulomb k=9.10⁹Nm²/C²

q₁, q₂: điện tích điểm (C)

r: khoảng cách giữa hai điện tích (m)

ε₀: hằng số điện ε₀=8,85.10⁻¹²C²/Nm²

Bài 2: Nếu khoảng cách giữa hai điện tích điểm tăng lên 2 lần...

Đáp án: 

= = =2,25 ⇒ F′=2,25F 

Vậy lực điện tương tác tăng 2,25 lần. 

Bài 3: Hãy vẽ các vectơ lực điện tương tác giữa hai điện tích điểm...

Đáp án:

Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích là:

F₁₂=F₂₁= =9.109. =0,9(N)

Hướng dẫn vẽ hình:

• Hai điện tích là điện tích dương nên hai điện tích đẩy nhau và hướng ra xa độ lớn của lực theo tỉ lệ độ lớn

III. BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB

Bài 1: Người ta có thể dùng lực tĩnh điện để tách các trang sách...

Đáp án:

Để tách rời các trang giấy ra ta cần phải cho các trang giấy nhiễm điện cùng loại ( vì theo quy ước hai vật nhiễm điện cùng loại sẽ đẩy nhau ); khi đó các trang giấy sẽ đẩy nhau và ta có thể tách chúng ra dễ dàng.

Bài 2: Có thể dùng định luật Coulomb để xác định...

Đáp án:

Không thể dùng định luật Coulomb để xác định độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích trong các thí nghiệm ở Hình 16.1 vì kích thước của các vật nhiễm điện quá lớn so với khoảng cách của chúng nên không thể coi là điện tích điểm.

Bài 3: Xác định lực điện tương tác giữa electron và proton của nguyên tử hydrogen...

Lời giải:

Lực điện tương tác giữa electron và proton là:

F= = =9,21.10⁻⁸(N) 

Bài 4: Hai điện tích điểm q₁ = 15 μC, q₂ = -6 μC đặt cách nhau 0,2 m trong không khí...

Đáp án:

Gọi F₁, F₂ lần lượt là lực do điện tích q₁, q₂ tác dụng lên q₃; F₃ là lực tổng hợp các lực điện tác dụng lên q3

Gọi A, B, C lần lượt là vị trí đặt q₁, q₂, q₃

Điều kiện để điện tích q₃ cân bằng 

+= =

= 

=>

Vì F₁↑↓F₂ nên điểm C nằm trên đường thẳng AB

Vì q₁, q₂ trái dấu nên điểm C nằm ngoài khoảng AB⇒|AC−BC|=AB(1)

Lực điện do q₁ tác dụng lên q₃ là: F₁=

Lực điện do q₂ tác dụng lên q₃ là: F₂=

Vì F₁=F₂⇒ =

⇒ ⇒ = (2)

Từ (1),(2) ⇒ AC=0,544 (m), BC=0,344 (m)

Vậy q₃ đặt cách q₁ 0,544 m và cách q₂ 0,344 m