Bài 1: Điện tích - Định luật Cu lông - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao

Bài 1: Điện tích - Định luật Cu lông

Câu c1 (trang 7 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Vì sao khi thanh kim loại nhiễm điện do hưởng ứng ở thí nghiệm hình 1.4 được đưa ra xa quả cầu, điện tích ở hai đầu thanh kim loại biến mất?

Hướng dẫn giải:

Thanh kim loại nhiễm điện do hưởng ứng khi đưa ra xa quả cầu thì hiện tượng hưởng ứng tĩnh điện không còn nữa. Vì bản thân thanh kim loại ban đầu không tích điện (ở trạng thái trung hòa); do hiện tượng hưởng ứng nên bị nhiễm điện (do sự phân bố điện tích trong thanh kim loại bị lệch), nên khi được đưa ra xa quả cầu thì sự hưởng ứng điện không còn nữa, vì vậy sự phân bố điện tích của thanh kim loại trở lại như cũ, nghĩa là vẫn trung hòa điện.

Câu c2 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Từ các biểu thức xác định lực hấp dẫn và lực Cu-lông, em thấy giữa hai lực đó có gì giống nhau, có gì trái nhau?

Hướng dẫn giải:

Biểu thức xác định luật hấp dẫn:

Biểu thức xác định lực Cu-lông:

Giống nhau:

+ Đều là lực tương tác, tuân theo định luật 3 Niu-tơn.

+ Đều có độ lớn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật.

Khác nhau:

+ Lực hấp dẫn chỉ là lực hút xảy ra giữa hai vật có khối lượng.

+ Lực Cu-lông là lực hút hoặc đẩy xảy ra giữa hai điện tích điểm.

Câu 1 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có hai vật nhiễm điện kích thước nhỏ đẩy nhau. Các điện tích trên mỗi vật có dấu như thế nào?

Hướng dẫn giải:

Hai vật nhiễm điện kích thước nhỏ đẩy nhau, các điện tích trên mỗi vật sẽ cùng dấu với nhau. (cùng điện tích dương hoặc cùng điện tích âm)

Câu 2 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện. Biết rằng vật A hút vật B nhưng đẩy vật C. Vật C hút vật D. Hỏi vật D hút hay đẩy vật B?

Hướng dẫn giải:

+ Vật A hút vật B: Vậy A và B trái dấu. Vật A đẩy vật C: vậy A và C cùng dấu. Suy ra B và C trái dấu.

+ Vật C hút vật D: vậy C và D trái dấu

Kết luận: Vật D và B cùng dấu nên chúng đẩy nhau

Câu 3 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Nêu sự khác nhau giữa sự nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng.

Hướng dẫn giải:

Nhiễm điện do tiếp xúc	Nhiễm điện do hưởng ứng
- Là hiện tượng nhiễm điện xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa các vật. - Có sự trao đổi điện tích giữa các vật.	- Là hiện tượng nhiễm điện xảy ra khi các vật tiến đến gần nhau nhưng không tiếp xúc. - Không có sự trao đổi điện tích giữa các vật.

Bài 1 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy chọn phát biểu đúng

Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí

A. Tỉ lệ thuận với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích

B. Tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa hai điện tích.

C. Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.

D. Tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích.

Hướng dẫn giải:

Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí là:

Như vậy ta thấy F tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.

Đáp án: C

Bài 2 (trang 9 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Hãy chọn phương án đúng

Dấu của các điện tích q₁, q₂ trên hình 1.7 là

A. q₁ > 0; q₂ < 0.

B. q₁ < 0; q₂ > 0

C. q₁ < 0; q₂ < 0

D. Cả ba phương án trên đều sai

Hướng dẫn giải:

Hai điện tích q₁, q₂ đẩy nhau ⇒ Dấu của các điện tích q₁, q₂ là cùng dấu.

Nếu q₁ < 0 thì q₂ < 0 hay nếu q₁ > 0 thì q₂ > 0 ⇒ Trên hình 1.7 có thể thỏa mãn trường hợp q₁ < 0; q₂ < 0.

Đán án: C

Bài 3 (trang 9 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho biết trong 22,4 l khí hidro ở 0^oC và dưới áp suất 1 atm thì có 2.6,02.10²³ nguyên tử hidro. Mỗi nguyên tử hidro gồm hai hạt mang điện tích là proton và electron. Hãy tính tổng các điện tích dương và tổng các điện tích âm trong 1 cm³ khí hidro.

Hướng dẫn giải:

Ta có: 22,4 l = 22,4 dm³ = 22,4.10³cm³

Trong 22,4.10³ cm³ khí H₂ có 2.6,02.10²³ nguyên tử H.

Vậy số nguyên tử H trong 1 cm³ khí là:

Proton mang điện tích dương và electron mang điện tích âm

Mỗi nguyên tử bao gồm một điện tích dương và một điện tích âm.

Tổng các điện tích dương và các điện tích âm trong 1 cm³ khí là:

N⁺ = n. 1,6.10^-19 = 5,375.10¹⁹.1,6.10^-19 = 8,6 C

Tổng các điện tích âm và các điện tích âm trong 1 cm³ khí là:

N^- = n. (-1,6.10^-19) = 5,375.10¹⁹. (-1,6.10^-19) = -8,6 C

Bài 4 (trang 8 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Tính lực tương tác tĩnh điện giữa một electron và một proton nếu khoảng cách giữa chúng bằng 5.10^-9 cm. Coi electron và proton như những điện tích điểm.

Hướng dẫn giải:

Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

Đáp số: F = 0,9216.10^-7 C

Bài tiếp: Bài 2: Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao