Giải bài tập sgk vật lí 11 chương 1 bài 1
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG
Bài 1: Điện tích – Định luật Cu-Lông
I- Trả lời câu hỏi
Câu 1: Trong thí nghiệm nhiễm điện do hưởng ứng, Vì sao đưa thanh kim loại nhiễm điện do hưởng ứng ra xa quả cầu, điện tích ở hai đầu thanh kim loại “biến mất”?
Trả lời
Nguyên nhân gây ra sự nhiễm điện do hưởng ứng không còn nữa khi ta đưa thanh kim loại ra xa quả cầu, các electron tự do trong thanh kim loại chuyển động hỗn loạn, do đó, thanh kim loại trở thành trung hòa.
Câu 2: Từ các biểu thức xác định lực hấp dẫn và lực Cu-lông cho thấy giữa hai lực đó có gì giống nhau có gì khác nhau?
Trả lời
* Giống nhau:
- Lực hấp dẫn tỉ lệ với khối lượng của hai vật tương tác nhau; lực Cu-lông tỉ lệ với tích các chỉ số tuyệt đối của hai điện tích.
- Lực hấp dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai khối lượng, còn lực Cu-lông tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
* Khác nhau:
Lực Cu-lông có cả lực hút và lực đẩy trong khi lực hấp dẫn chỉ có lực hút.
Như vậy, lực hấp dẫn và lực culông là hai loại lực khác nhau về bản chất, những điểm giống nhau của hai loại lực đó chỉ là giống nhau về hình thức.
Câu 3: Có hai vật nhiễm điện kích thước nhỏ đẩy nhau. Hỏi có thể nói được gì về dấu của các điện tích trên mỗi vật?
Trả lời
Hai vật đó nhiễm điện cùng dấu ( cùng mang điện tích âm hoặc cùng mang điện tích dương)
Câu 4: 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 D hút hay đẩy vật B?
Trả lời
Vì A hút B và đẩy C nên suy ra B và C trái dấu.
Vì C hút D nên C và D trái dấu.
Như vậy D và B cùng dấu nên chúng đẩy nhau.
Câu 5: Nêu sự khác nhau giữa nhiễm điện do tiếp xúc và do hưởng ứng.
Trả lời
* Cho vật A nhiễm điện do hưởng ứng với vật B. Khi đó:
-Vật A chỉ đặt gần mà không chạm vào vật B ( đã nhiễm điện), khi đó có sự sắp xếp lại các điện tích khác dấu nhau ở hai phần của vật A. Nhưng xét toàn bộ vật A thì nó vẫn trung hòa.
– Sau khi vật A đã nhiễm điện do hưởng ứng, nếu tách vật A ra xa vật B thì hai phần của A không nhiễm điện nữa.
* Cho vật A nhiễm điện do tiếp xúc với vật B. khi đó:
– Vật A phải chạm với vật B ( đã nhiễm điện), khi đó có sự trao đổi điện tích giữa vật A và vật B.
– Sau khi vật A đã nhiễm điện do tiếp xúc với vật B, nếu tách hai vật ra xa thì vật A vẫn nhiễm điện.
II- Giải bài tập
Câu 1: Hãy chọn câu đúng.
Độ lớn của lực tương tác giữa 2 điện tích điểm trong không khí:
A.Tỉ lệ thuận với bình phương khoảng cách hai điện tích
B. Tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa hai điện tích.
C. Tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích
D. Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Giải
Chọn đáp án D.
Ta có công thức: \(F={9.10}^9.\frac{|q1q2|}{r^2}\)Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Câu 2: Hãy chọn phương án đúng.
Dấu của các điện tích trên hình dưới đây:
A. q1 > 0; q2 < 0.
B. q1 < 0; q2 > 0.
C. q1 < 0; q2 <0.
D. Chưa biết chắc chắn vì chưa biết độ lớn của q1, q2.
Giải
Chọn đáp án C
Hai điện tích phải cùng dấu vì chúng đẩy nhau.
Câu 3: Cho biết trong 22,4 l khí hidro ở 00C và dưới áp suất 1atm thì có 2.6,02.1023 nguyên tử hidrô. Mỗi nguyên tử hidrô gồm hai hạt mang điện là prôtôn và eelectron. Hãy tính tổng các điện tích dương và tổng các điện tích âm trong 1 cm3 khí hidrô.
Giải
Số nguyên tử hidrô trong 1 cm3 khí là:
\( n=\frac{6,02.{10}^{23}}{2,24.{10}^3}\ =\ 5,375.{10}^{19}\) (nguyên tử)Điện tích của prôtôn là 1,6.10-19C và của electron -1.6.10-19C.
Tổng các điện tích dương là:
q1=5,375.1019 . 1,6.10-19 = 8,6 C
Tổng số điện tích âm là:
q2=5,375.1019 . (-1,6.10-19 )= -8,6 C
Câu 4: Tính lực tương tác tĩnh điện giữa một electron và một proton nếu khoảng cách giữa chúng bằng 5.10-9 cm. Coi răng electron và proton là những điện tích điểm.
Giải
Do độ lớn của proton và electron bằng nhau (1,6.10-19C) nên lực tương tác là:
\(F=9.{10}^9\frac{|q_1q_2|}{r^2}=10.9^9\ \frac{\left(1,6.{10}^{-19}\right)^2}{\left(5.{10}^{-11}\right)^2}=9,216.{10}^{-6}N\)