Dạng 3. Sự Cân Bằng Của Một điện Tích - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Giáo án - Bài giảng >
Vật lý >

Dạng 3. Sự cân bằng của một điện tích

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.03 MB, 61 trang )

Vì q1 < 0; q2 > 0 ⇒ q3 & 0: q3 = 0,45.10-7 C.Vậy: Để q1 và q2 cũng cân bằng thì q3 = +0,45.10-7 C.Bài 2: Hai điện tích q1 = 2.10-8C và q2 = -8.10-8C đặt tại A và B trong khơng khí. AB = 8cm. Mộtđiện tích q3 đặt tại C.a. C ở đâu để q3 cân bằng.b. Dấu và độ lớn của q3 để q1 và q2 cũng cân bằng (hệ điện tích cân bằng).Hướng dẫn:a. + Gọi F→13, F→23 lần lượt là lực do q1, q2 tác dụng lên q3- Để q3 cân bằng: F→3 = F→13 + F→23 = 0 ⇒ F→13 = -F→23 ⇒ điểm C phải thuộc AB+ Vì q1 > 0 và q2 < 0 nên C nằm ngoài AB và gần phía A.+ Độ lớn:(1)Ta lại có: CB - CA = AB = 8cm (2).Từ (1) và (2)Dấu và độ lớn của q3 tùy ý.b. Hệ cân bằng+ Gọi F→21, F→31 lần lượt là lực do q2, q3 tác dụng lên q1- Để q1 cân bằng: F→1 = F→21 + F→31 = 0 ⇒ F→21 = -F→31 ⇒ F→21 ↑ ↓ F→31 (3)+ Vì q1 > 0 và q2 < 0 nên F→21 ↑ ↑ AB→ (4)+ Ta lại có: AC→ ↑ ↓ AB→ (5)Từ (3) , (4) và (5) ta ⇒ F→31 ↑ ↑ AC→ ⇒ q1q3 < 0 ⇒ q3 < 0+ Độ lớn:- Vì⇒ F→32 + F→12 = 0 ⇒ điện tích q2 cũng cân bằngChú ý: Nếu hệ gồm n điện tích có (n - 1) điện tích cân bằng thì hệ đó cân bằng.Bài 3*: Tại ba đỉnh của một tam giác đều trong khơng khí, đặt 3 điện tích giống nhau q 1 = q2 =q3 = q = 6.10-7C. Hỏi phải đặt điện tích q0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ điện tích cân bằng?Hướng dẫn:Page 10 of 63- Xét điều kiện cân bằng của q3:- Trong đó F3 có phương là đường phân giác góc C, lạicó F→03 ↑ ↓ F→3 nên q0 nằm trên phân giác góc C.- Tương tự, q0 cũng thuộc phân giác các góc A và B. Vậy q0 tại trọng tâm G của ABC.- Vì F→03 ↑ ↓ F→3 nên F→03 hướng về phía G, hay là lực hút nên q0 < 0.- Độ lớn:Bài 4**: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng m = 5 g, được treo vào cùngmột điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hải quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho mỗi quảcầu thì thấy chúng đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60°. Tính độ lớn điện tích màta đã truyền cho quả cầu. Lấy g = 10 (m/s2).Hướng dẫn:(1)Các lực tác dụng lên quả cầu gồm: trọng lực P→, lực căng dây T→,lựctương tác tĩnh điện (lực tĩnh điện) F→ giữa hai quả cầu.+ Khi quả cầu cân bằng ta có: T→ + P→ + F→ = 0⇔ T→ + R→ = 0⇒ R→ cùng phương, ngược chiều với T→ ⇒ α = 30°Ta có: tan30° = F/P⇒ F = Ptan30° = mgtan30° = 0,029N+ Mà:+ Vậy tổng độ lớn điện tích đã truyền cho hai quả cầu là: Q = 2|q| = 3,58.10-7 CBài 5**: Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau được treo ở hai đầu dây có cùng chiều dài.Hai đầu kia của hai dây móc vào cùng một điểm. Cho hai quả cầu tích điện bằng nhau, lúc cân bằng chúngcách nhau r = 6,35 cm. Chạm tay vào một trong hai quả cầu, hãy tính khoảng cách r/ giữa hai quả cầu saukhi chúng đạt vị trí cân bằng mới. Giả thiết chiều dài mỗi dây khá lớn so với khoảng cách hai quả cầu lúccân bằng. LấyHướng dẫn:.Page 11 of 63Các lực tác dụng lên mỗi quả cầu gồm: trọnglực P→, lực tương tác tĩnh điện F→ và lực căngcủa dây treo T→.Page 12 of 63+ Giả sử ta chạm tay vào quả 1, kết quả sauđó quả cầu 1 sẽ mất điện tích, lúc đó giữa haiquả cầu khơng còn lực tương tác nên chúng sẽtrở về vị trị dây treo thẳng đứng. Khi chúng vừachạm nhau thì điện tích của quả 2 sẽ truyền sangquả 1 và lúc này điện tích mỗi quả sẽ là:(2)+ Từ (1) và (2) ta có:Bài 6**: Hai quả cầu cùng khối lượng m, tích điện giống nhau q, được nối với nhau bằng lò xo nhẹ cáchđiện, độ cứng K, chiều dài tự nhiên l0. Một sợi dây chỉ mảnh, nhẹ, cách điện, không dãn, có chiều dài 2L,mỗi đầu sợi dây được gắn với một quả cầu. Cho điểm giữa (trung điểm) của sợi dây chỉ chuyển độngthẳng đứng lên với gia tốc a = g/2 thì lò xo có chiều dài l (với l0 < l < 2L). Tính q.Hướng dẫn:Trong hệ quy chiếu quán tính gắn với quả cầu,hệ cân bằng.+ Lò xo dãn nên lực đàn hồi hướng vào tronglò xo.+ Các lực tác dụng lên quả cầu được biểu diễnnhư hìnhPage 13 of 63CHỦ ĐỀ 2: THUYẾT ELECTRON – ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCHI. TĨM TẮT LÝ THUYẾT:- Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện+ Gồm hạt nhân mang điện dương ở trung tâm.+ Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh.+ Hạt nhân có cấu tạo từ 2 loại hạt là proton mang điện dương và notron không mang điện.- Đặc điểm của electron và proton+ Electron: me = 9,1.10-31 kg; điện tích – 1,6.10-19 C.+ Proton: mp = 1,67.10-27 kg; điện tích + 1,6.10-19 C.- Trong nguyên tử số proton bằng số electron, ngun tử trung hòa về điện.- Điện tích ở chỗ tiếp xúc sẽ chuyển từ vật này sang vật khác.- Trong hệ cô lập về điện, tổng đại số điện tích là khơng đổi.+ Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong ngun tử bằng khơng, nguyên tử trung hoà về điện.+ Nếu nguyên tử mất bớt electron thì trở thành ion dương; nếu nguyên tử nhận thêm electron thì trở thànhion âm.+ Khối lượng electron rất nhỏ nên độ linh động của electron rất lớn. Vì vậy electron dễ dàng bứt khỏinguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làm các vật bị nhiễm điện.+ Vật nhiễm điện âm là vật thừa electron; vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron.+ Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do. Vật cách điện (điện mơi) là vật chứa rất ít điện tích tự do.5. Định luật bảo tồn điện tích+ Một hệ cơ lập về điện, nghĩa là hệ khơng trao đổi điện tích với các hệ khác thì, tổng đại số các điện tíchtrong hệ là một hằng số.+ Khi cho hai vật tích điện q1 và q2 tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhauq1  q 2/2 .và là q 1 = q=Chú ý:a) Điện tích điểm : là vật mà kích thước các vật chứa điện tích rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.-Cơng thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất , khi đó ta coi r là khoảngcách giữa tâm hai quả cầu.2. Điện tích q của một vật tích điện:+ Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e+ Vật thừa electron (tích điện âm):q = – n.eVới: : là điện tích nguyên tố.n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu.II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:Câu 1. Phát biểu nào sau đây là khơng đúng?A. Hạt êlectron là hạt có mang điện tích âm, có độ lớn 1,6.10-19 (C).B. Hạt êlectron là hạt có khối lượng m = 9,1.10-31 (kg).C. Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion.D. êlectron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác.Câu 2. Phát biểu nào sau đây là không đúng?A. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron.B. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron.Page 14 of 63C. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương.D. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm êlectron.Câu 3. Phát biết nào sau đây là không đúng?A. Vật dẫn điện là vật có chứa nhiều điện tích tự do.B. Vật cách điện là vật có chứa rất ít điện tích tự do.C. Vật dẫn điện là vật có chứa rất ít điện tích tự do.D. Chất điện mơi là chất có chứa rất ít điện tích tự do.Câu 4. Phát biểu nào sau đây là khơng đúng?A. Trong q trình nhiễm điện do cọ sát, êlectron đã chuyển từ vật này sang vật kia.B. Trong quá trình nhiễm điện do hưởng ứng, vật bị nhiễm điện vẫn trung hoà điện.C. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì êlectron chuyển từ vậtchưa nhiễm điện sang vật nhiễm điện dương.D. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì điện tích dương chuyển từvật vật nhiễm điện dương sang chưa nhiễm điện.Câu 5. Khi đưa một quả cầu kim loại không nhiễm điện lại gần một quả cầu khác nhiễm điện thìA. hai quả cầu đẩy nhau.B. hai quả cầu hút nhau.C. không hút mà cũng không đẩy nhau.D. hai quả cầu trao đổi điện tích cho nhau.Câu 6. Phát biểu nào sau đây là không đúng?A. Trong vật dẫn điện có rất nhiều điện tích tự do.B. Trong điện mơi có rất ít điện tích tự do.C. Xét về tồn bộ thì một vật nhiễm điện do hưởng ứng vẫn là một vật trung hoà điện.D. Xét về tồn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hoà điện.Câu 7. Phát biểu nào sau đây là đúng?A. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện.B. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện.C. Khi nhiễm điện do hưởng ứng, electron chỉ dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật bị nhiễm điện.D. Sau khi nhiễm điện do hưởng ứng, sự phân bố điện tích trên vật bị nhiễm điện vẫn không thay đổi.Câu 8. Điều kiện để 1 vật dẫn điện làA. vật phải ở nhiệt độ phòng.B. có chứa các điện tích tự do.C. vật nhất thiết phải làm bằng kim loại.D. vật phải mang điện tích.Câu 9. Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì khi cọ xátA. eletron chuyển từ vật này sang vật khác.B. vật bị nóng lên.C. các điện tích tự do được tạo ra trong vật.D. các điện tích bị mất đi.Câu 10. Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng là hiện tượngA. Đầu thanh kim loại bị nhiễm điện khi đặt gần 1 quả cầu mang điện.B. Thanh thước nhựa sau khi mài lên tóc hút được các vụn giấy.C. Mùa hanh khô, khi mặc quần vải tổng hợp thường thấy vải bị dính vào người.D. Quả cầu kim loại bị nhiễm điện do nó chạm vào thanh nhựa vừa cọ xát vào len dạ.Câu 11. Hai quả cầu cùng kích thước nhưng cho tích điện trái dấu và có độ lớn khác nhau. Sau khi chochúng tiếp xúc nhau vào nhau rồi tách ra thì chúng sẽ:A. ln ln đẩy nhau.B. ln ln hút nhau.C. có thể hút hoặc đẩy nhau tuỳ thuộc vào khoảng cách giữa chúng.D. không có cơ sở để kết luậnPage 15 of 63

Xem Thêm