Luyện thi THPT Quốc gia môn Vật lý Lớp 12 - Chủ đề 14 Ôn tập điện tích, điện trường

CHỦ ĐỀ 14: ÔN TẬP ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG

VẤN ĐỀ 1. ĐIỆN TÍCH, LỰC ĐIỆN TRƯỜNG, THUYẾT ELECTRON

- Vật nhiễm điện (vật mang điện, điện tích) là vật có khả năng hút được các vật nhẹ. Có 3 hiện tượng

nhiễm điện: nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng.

- Điện tích điểm: là vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới

điểm ta xét.

- Hai loại điện tích: Điện tích dưong và điện tích âm (cùng dấu thì đẩy nhau, trái

dấu thì hút nhau).

- Định luật Cu-Lông: Lực hút hay đẩy giữa 2 điện tích điểm có phương trùng với

đường thẳng nối 2 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:

(với là điện tích; là hằng số điện; r (m) là khoảng cách giữa 2 điện tích điểm).

- Hằng số điện môi () đặc trưng cho tính cách điện của chất cách điện. Lực tương tác giữa hai điện tích

trong điện môi giảm đi  lần so với khi đặt nó trong chân không luôn ( của

không khí  chân không = 1).

- Thuyết electron: (giải thích các hiện tượng nhiễm điện)

+) Electron rất linh động, có thể bút ra khỏi nguyên tử, di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác,

di chuyến từ vật này sang vật khác và làm cho các vật nhiễm điện.

+) Nguyên tử mất (e) trở thành ion dương (+), nguyên tử nhận (e) trở thành ion âm (-).

+) Sự cư trú và di chuyển của các electron tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện.

- Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do, vật cách điện chứa ít hoặc rất ít điện tích tự do.

- Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ

khác), tổng đại số của các điện tích là không đổi

DẠNG 1: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm là lực Culông:

Bài toán cho tích độ lớn 2 điện tích và tổng độ lớn 2 điện tích thì AD hệ thức Vi-ét:

thì là nghiệm của phương trình bậc 2:

Chú ý: Cho 2 vật tích điện và tiếp xúc với nhau rồi tách ra thì điện tích chúng sẽ bằng nhau:

1 2 0 2 q q F k r 

1 2 q ,q 9 k 9.10 

1 2 0

2 q q F F k ; r      1 

' ' 1 2 1 2 q q q q   

1 2 9

2 q q F 9.10 r  

1 2

1 2

q q S

q q P

     

1 2 q ;q 2 X S.X P 0   

1q 2 q

' ' 1 2 1 2

q q q q 2   

DeThi.edu.vn

Ví dụ 1: Hai điện tích điểm đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định lực

tương tác giữa chúng?

Lời giải

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm là có:

Phương là đường thẳng nối hai điện tích điểm.

chiều là lực hút

Độ lớn

Ví dụ 2: Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là

. Nếu khoảng cách đó mà đặt trong môi trường điện môi thì lực tương tác giữa chúng là

a) Xác định hằng số điện môi.

b) Để lực tương tác giữa hai điện tích đó khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác giữa hai điện tích khi

đặt trong không khí thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu? Biết khoảng cách giữa hai điện tích

này trong không khí là 20 cm.

Lời giải

a) Biểu thức lực tương tác giữa hai điện tích trong không khí và trong điện môi được xác định bởi:

b) Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác giữa hai điện tích khi ta

đặt trong không khí thì khoảng cách giữa hai điện tích bây giờ là r’:

Ví dụ 3: Cho hai điện tích điểm đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong

không khí.

a) Tìm lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích.

b) Muốn lực hút giữa chúng là . Thì khoảng cách giữa chúng bây giờ là bao nhiêu?

c) Thay bởi điện tích điểm cũng đặt tại B như câu b) thì lực lực đẩy giữa chúng bây giờ là

. Tìm ?

d) Tính lực tương tác tĩnh điện giữa q1 và q3 như trong câu c (chúng đặt cách nhau 10 cm) trong chất

parafin có hằng số điện môi  = 2

Lời giải

8 8 1 2 q 2.10 C,q 10 C    

1 2 q ,q 12 21 F ,F 

1 2 q .q 0  

8 8 9 5 1 2 12 21 2 2 q q 2.10 .10 F F k 9.10 . 4,5.10 N r 0,2

 

    

3 2.10 N  3 10 N 

1 2 0 2

0

1 2 2

q q F k F r 2 q q F F k r

         

1 2 0 2

0 1 2 2

q q F k r r F F' r ' 10 2cm …