Công thức tính lực Culông giữa hai điện tích điểm là

Trong bài viết này chúng tôi sẽ giúp bạn ôn tập và tổng kết lại kiến thức vật lý lớp 11 phần điện tích, điện trường chủ đề lực tương tác tĩnh điện một cách có hệ thống.

Bạn đang xem: Công thức tính lực tương tác giữa 2 điện tích

Hãy sẵn sàng giấy bút để tái tạo lại kiến thức nhé!

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1/ Hiện tượng nhiễm điện của các vật.

Một vật nhiễm điện (còn được gọi là điện tích) có khả năng hút hoặc đẩy những vật khác, chẳng hạn:

2/ Hai loại điện tích:

Điện tích được ký hiệu là q (đơn vị là Cu – lông (C)) và được phân thành hai loại: điện tích dương (q>0)và điện tích âm (qHai điện tích cùng dấu (q1.q2>0) thì đẩy nhau.Hai điện tích trái dấu (q1.q2

3/ Thuyết electron:

* Nguyên tử cầu tạo gồm:

4/ Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 và q2, định luật culong

+ Phương: đường thẳng nối hai điện tích.

Xem thêm: Cách Tính Diện Tích Cung Tròn, Công Thức Tính Diện Tích Cung Tròn, Cung Tròn

+ Chiều: Hai điện tích cùng dấu (q1.q20)thì hút nhau.

+ Độ lớn:

Trong đó:

k: hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào đơn vị, trong hệ SI: k = 9.109N.m2 /C2

r (m) là khoảng cách giữa hai điện tích

Trong đó: ε hằng số điện môi (ε>1 or ε=1).

Trong chân không ε=1; trong không khí ε~1

5/ Định luật bảo toàn điện tích.

Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi. Hệ vật cô lập về điện là hệ vật không có trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ.

XEM BÀI TẬP ONLINE:

Trong quá trình học tập, nếu gặp khó khăn ĐỪNG NGẦN NGẠI liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ. Đặc biệt, trong trường hợp bạn cần tìm gia sư để hỗ trợ tại nhà chúng tôi sẽ tư vấn và tìm gia sư phù hợp với yêu cầu.

1. Nội dung và biểu thức:

-  " Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

 Phương của lực tương tác giữ hai điện tích điểm nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm đó. Hai điện tích điểm cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích điểm trái dấu thì hút nhau"         

- Biểu thức:

+ Độ lớn: F=k.q1.q2ε.r2  

    Trong đó : k = 9.109N.m2 /C2

                   r (m) là khoảng cách giữa hai điện tích

                  q1,q2  (C) là điện tích

                  e là hằng số điện môi của môi trường (echân không =1;echân không ≈ 1 )

2. Nhận xét

Các yếu tố của vectơ lực:

    + Điểm đặt: Tại hai điện tích

    + Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm

     + Chiều: Cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút

     + Độ lớn:   F=k.q1.q2ε.r2

  Nhận xét độ lớn của lực

+ Tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích

+ Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích và tỉ lệ nghịch với hằng số điện môi

B. Các dạng bài tập về định luật Culong

Dạng 1 : Bài tập về  lực tương tác giữa 2 điện tích:

    + Điểm đặt: Tại hai điện tích

    + Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm

    + Chiều: Cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút

    + Độ lớn:   F=k.q1.q2ε.r2

Dạng 2: Bài tập về lực tương tác giữa nhiều điện tích

1. Phương pháp: Các bước tìm hợp lực do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo:

   Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình).

   Bước 2: Tính độ lớn các lực thành phầnF10;F20.... , Fno lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo.

   Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực 

   
   ....
   

   Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực 

   
   .

   + Các trường hợp đặc biệt:

   

   Tổng quát: Góc bất kì: α là góc hợp bởi hai vectơ lực.

   + Độ lớn: 

   

   + Xác định phương chiều: dựa vào hình và áp dụng định luật hàm số sin/cos

   2. Điệu kiện để tổng lực bằng không

   + Nếu nhiều lực đưa điều kiện về hai lực:

   
   <=> 
   
   F1→=-F2→ (1)

          + Giải phương trình về điều kiện độ lớn: F1 = F2 (2)

          + (1) rút ra điều kiện về dấu hoặc vị trí đặt điện tích

         3. Bài toán biện luận: Tìm điều kiện để F đạt giá trị max hoặc min

           + Lập biểu thức của F theo đại lượng cần tìm điều kiện

           + Áp dụng toán học vào để khảo sát:

              - Lập luận tử mẫu

              - Các bất đẳng thức thường gặp như côsi….

Dạng 3: Điều kiện cân bằng của vật dưới tác dụng của lực điện

Trở lại áp dụng phương pháp động lực học:

- Chỉ ra các lực tác dụng (biểu diễn, tính độ lớn hoặc viết biểu thức)

- Áp dụng định luật I (nếu là điều kiện cân bằng):

Áp dụng định luật II (nếu là chuyển động có gia tốc:)

- Khử dấu vectơ:

+ Cách 1: Chiếu

+ Cách 2: Dùng hình

Mở đầu chương trình vật lý 11 là chương điện tích và điện trường, trong chương này nói về các điện tích, định luật, định lý tương tác của điện tích,.... Bài đầu tiên của chương, các em sẽ được nghiên cứu về : Điện tích và định luật Cu-lông. Bài viết này sẽ trình bày hệ thống lý thuyết và các phương pháp giải các dạng bài tập của điện tích và định luật Cu-lông một cách chi tiết và dễ hiểu nhất, nhằm giúp các em vừa nắm vững lý thuyết vừa có thể thực hành làm bài tập một cách hiệu quả nhất.

I. Tổng quan lý thuyết vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông

Vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông bao gồm các lý thuyết các em cần nắm sau:

1. Sự nhiễm điện của các vật - Điện tích - Sự tương tác điện

a. Các vật nhiễm điện như thế nào

- Một vật có khả năng hút được các vật nhẹ như các mẩu giấy, sợi bông,... khi đó ta nói vật bị nhiễm điện

- Để làm một vật bị nhiễm điện, ta có thể: cọ xát với các vật khác, tiếp xúc với vật bị nhiễm điện,..

- Các hiện tượng nhiễm điện của một vật:

+ Nhiễm điện do cọ xát

+ Nhiễm điện do tiếp xúc

+ Nhiễm điện do hưởng ứng

b. Điện tích và điện tích điểm

- Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là điện tích

- Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét thì được gọi là điện tích điểm.

c. Tương tác điện - Hai loại điện tích

- Có hai loại điện tích:

+ Điện tích âm

+ Điện tích dương

- Tương tác điện

+ Sự đẩy nhau hay hút nhau giữa các điện tích là sự tương tác điện

+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau,

2. Định luật Cu-lông và hằng số điện môi

a. Định luật Cu-lông

- Phát biểu: Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối giữa hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

- Biểu thức:

- Với:

+ k : hệ số tỉ lệ ( Trong hệ SI, k = 9.109N.m2C2)

+ q1, q2: các điện tích ©

r: khoảng cách giữa q1 và q2 (m2)

- Biểu diễn:

b. Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính - Hằng số điện môi

- Điện môi là môi trường cách điện, điện môi có hằng số điện môi là .

- Hằng số điện môi của một môi trường cho ta biết:

+ Khi đặt các điện tích trong môi trường có điện môi thì lực tương tác giữa chúng giảm đi bao nhiêu lần so với đặt trong chân không.

+ Đối với chân không, hằng số điện môi ε= 1.

- Công thức của định luật Cu-lông trong trường hợp tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong môi trường đồng tính:

- Phát biểu: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt trong môi trường có hằng số điện môi tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Như vậy, phần lý thuyết của bài đầu tiên vật lý lớp 11, các em cần hoàn thành được mục tiêu là nắm được các khái niệm về điện tích, điện tích điểm, 2 loại điện tích, tương tác tác giữa các điện tích và định luật Cu-lông.

II. Bài tập vật lý 11 bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học thông qua các bài tập trắc nghiệm và tự luận vật lý 11 bài 1 sau đây:

1. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong những cách dưới đây cách nào có thể làm nhiễm điện cho một vật?

A. Cọ chiếc vỏ bút lên tóc

B. Đặt một nhanh nhựa gần một vật đã nhiễm điện

C. Đặt một vật gần nguồn điện

D. Cho một vật tiếp xúc với viên pin.

Đáp án: A

Câu 2: Điện tích điểm là

A. Vật chứa rất ít điện tích.

B. Điểm phát ra điện tích.

C. Vật có kích thước rất nhỏ.

D. Điện tích coi như tập trung tại một điểm

Đáp án: D

Câu 3: Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống 2 lần thì độ lớn lực Cu – lông

A. Tăng 2 lần

B. Tăng 4 lần.

C. Giảm 4 lần.

D. Giảm 8 lần

Đáp án: B

Câu 4: Nhận xét không đúng về điện môi là:

A. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1.

B. Điện môi là môi trường cách điện.

C. Hằng số điện môi của chân không bằng 1.

D. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác giữa các điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn so với khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần.

Đáp án: A

Câu 5: Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10-4/3 C đặt cách nhau 1m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng

A. Hút nhau một lực 0,5N.

B. Đẩy nhau một lực 5N.

C. Hút nhau một lực 5N.

D. Đẩy nhau một lực 0,5 N.

Đáp án: C

2. Bài tập tự luận

Áp dụng công thức định luật Cu-lông để giải một số bài tập tự luận vật lí 11 bài 1 dưới đây:

Bài 1: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 12cm. Lực tương tác giữa hai điện tích bằng 10N. Nếu đặt hai điện tích đó trong dầu và để chúng cách nhau 8cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10N. Tính hằng số điện môi của dầu.

Hướng dẫn giải:

r1 = 12cm = 0.12 m, F1 = 10N, ε1 = 1

r2 = 8cm = 0.08m, F2 = 10N

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

Bài 2: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích điện tích giống nhau, được đặt cách nhau 10cm trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực là 0,009N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật Cu-lông ta có:

Với F=0,009N, r=0,1m và q1=q2=q

Thay vào biểu thức ta suy ra được

Trên đây là lý thuyết và bài tập của vật lý 11 bài 1: Bài 1: Điện tích và định luật Cu-lông mà chúng tôi đã soạn được. Hy vọng đây là một tài liệu bổ ích cho các em khi học vật lí 11. Chúc các em học tốt.