Giải bài tập vật lí lớp 11 kết nối tri thức Bài 16 Lực tương tác giữa hai điện tích

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Em đã biết các điện tích cùng dấu đẩy nhau, khác dấu hút nhau. Theo em, độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích phụ thuộc như thế nào vào độ lớn của các điện tích và khoảng cách giữa chúng? 

I. LỰC HÚT VÀ LỰC ĐẨY GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH

Hoạt động

Treo thanh nhựa A bằng một dây chỉ để nó có thể quay tự do rồi dùng len cọ xát một đầu của nó.

Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra khi:

a) Dùng len cọ xát một đầu thanh nhựa B rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A (Hình 16.1a).

b) Dùng lụa cọ xát một đầu thành thuỷ tinh C rồi đưa lại gần đầu đã được cọ xát của thanh nhựa A (Hình 16.1b).

Dựa vào Hình 16.2a, vẽ các vectơ lực biểu diễn tương tác giữa các điện tích trong việc hình còn lại.

Biểu diễn lực điện tác dụng lên mỗi điện tích đặt tại các đỉnh của một tam giác đều. Biết các điện tích trên đều cùng dấu và cùng độ lớn.

Câu hỏi: Độ lớn của lực tương tác giữa các điện tích có phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách giữa các điện tích? Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.

II. ĐỊNH LUẬT COULOMB (CU-LÔNG)

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

Câu hỏi 2: Nếu khoảng cách giữa hai điện tích điểm tăng lên 2 lần và giá trị của mỗi điện tích điểm tăng lên 3 lần thì lực điện tương tác giữa chúng tăng hay giảm bao nhiêu lần?

Câu hỏi 3: Hãy vẽ các vectơ lực điện tương tác giữa hai điện tích điểm $q_{1} = 10 ^ {- 5 }C$ và $q_{2} = 10 ^ {- 7}$ C đặt cách nhau 10 cm trong chân không theo tỉ lệ 1 cm ứng với khoảng cách 2 cm và lực 0,4 N. Lấy $9.10^{9} Nm^{2}/C^{2}$

III. BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT COULOMB

Bài 1: Người ta có thể dùng lực tĩnh điện để tách các trang sách bị dính chặt vào nhau mà không làm chúng hỏng. Hãy mô tả cách làm này.

Bài 2: Có 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 không? Tại sao?

Bài 3: Xác định lực điện tương tác giữa electron và proton của nguyên tử hydrogen. Biết khoảng cách từ electron trong nguyên tử hydrogen đến hạt nhân của nguyên tử này là 5.10-11 m; điện tích của electron và proton có độ lớn bằng nhau $1,6.10^{-19}C$. Lấy $\varepsilon_{0}=8,85.10^{-12}\frac{C^{2}}{Nm^{2}}$

Bài 4: Hai điện tích điểm q₁ = 15 $\mu C$, q₂ = -6 $\mu C$ đặt cách nhau 0,2 m trong không khí. Phải đặt một điện tích q₃ ở vị trí nào để lực điện tác dụng lên điện tích này bằng 0?