Xác định lực điện của hệ hai điện tích điểm lớp 11 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Xác định lực điện của hệ hai điện tích điểm lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Xác định lực điện của hệ hai điện tích điểm.

A. Lí thuyết và phương pháp giải

+ Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích.

+ Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát.

+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

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

+ Trong môi trường có hằng số điện môi ε thì

+ Hằng số điện môi ε là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.

+ Đơn vị điện tích là Cu−lông (C).

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Tính độ lớn lực tương tác điện giữa điện tích –2,4 μC và điện tích 5,3 μC đặt cách nhau 58 cm trong chân không.

Hướng dẫn giải

$F={9.10}^9.\frac{\left|\left(-2,{4.10}^{-6}\right).5,{3.10}^{-6}\right|}{0,{58}^2}=0,34N$

Ví dụ 2. Lực tương tác điện giữa điện tích 4,0 μC và điện tích –3,0 μC là 1,7.10^-1 N. Tính khoảng cách giữa hai điện tích.

Hướng dẫn giải

$F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}\Rightarrow r=\sqrt{\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{F}}=\sqrt{\frac{{9.10}^9.\left|\left(-{3.10}^{-6}\right){\mathrm{.4.10}}^{-6}\right|}{1,{7.10}^{-1}}}=0,79m$

Ví dụ 3. Hai vật tích điện giống hệt nhau tác dụng lên nhau một lực 2,0.10^-2 N khi được đặt cách nhau 34 cm. Tính độ lớn điện tích của mỗi vật.

Hướng dẫn giải

$F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}=k\frac{\left|q^2\right|}{r^2}\Rightarrow {2.10}^{-2}={9.10}^9.\frac{\left|q^2\right|}{0,{34}^2}\Rightarrow q=5,{1.10}^{-7}C$

Ví dụ 4. Hai vật giống nhau có điện tích lần lượt là 6,0 μC và –2,0 μC. Khi đặt cách nhau một khoảng r thì chúng hút nhau với lực có độ lớn 2 N. Nếu cho hai vật chạm vào nhau rồi dịch chuyển ra xa nhau 2r thì chúng hút hay đẩy nhau và với lực có độ lớn bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khoảng cách ban đầu: $r=\sqrt{\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{F}}=\sqrt{\frac{{9.10}^9\left|{6.10}^{-6}.\left(-{2.10}^{-6}\right)\right|}{2}}=0,23m$

Khi cho hai vật chạm nhau thì điện tích lúc sau của mỗi vật là:

$q_1=q_2=\frac{6\mu C+\left(-2\mu C\right)}{2}=2\mu C$

Khi đó hai điện tích lúc sau cùng dấu nên chúng đẩy nhau.

Độ lớn lực điện lúc sau: $F={9.10}^9.\frac{{\left({2.10}^{-6}\right)}^2}{{\left(2.0,23\right)}^2}=0,17N$

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1. Hai điện tích q₁ = 6.10^-8 C và q₂= 3.10^-8 C đặt cách nhau 3 cm trong chân không. Lực tương tác giữa hai điện tích là:

A. 54.10^-2 N.

B. 1,8.10^-2 N.

C. 5,4.10^-3 N.

D. 2,7.10^-3 N

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

A. hút nhau một lực 5 N.

B. hút nhau một lực 45 N.

C. đẩy nhau một lực 45 N.

D. đẩy nhau một lực 9 N.

Câu 3. Hai điện tích điểm cùng dấu có cùng độ lớn 3.10^-7 C đặt cách nhau 1 m trong chân không thì chúng

A. đẩy nhau một lực 8,1.10^-4 N.

B. hút nhau một lực 8,1.10^-4 N.

C. đẩy nhau một lực 4 N.

D. đẩy nhau một lực 4.10^-4N.

Câu 4. Hai điện tích điểm cùng độ lớn 5.10^-4 C đặt trong chân không, để tương tác nhau bằng lực có độ lớn 2,5.10^-2 N thì chúng phải đặt cách nhau

A. 3 m.

B. 30 m.

C. 300 m.

D. 3000 m.

Câu 5. Hai điện tích q₁ = 6.10^-8C và q₂= 3.10^-8C đặt trong chân không, để tương tác nhau bằng lực có độ lớn 1,8.10^-2 N thì chúng phải đặt cách nhau

A. 0,3 cm.

B. 3 cm.

C. 3 m.

D. 0,03 m.

Câu 6. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì hút nhau 1 lực là 42 N. Nếu đổ đầy dầu hỏa có hằng số điện môi 2,1 vào bình thì hai điện tích đó sẽ

A. hút nhau 1 lực bằng 42 N.

B. đẩy nhau một lực bằng 42 N.

C. hút nhau một lực bằng 20 N.

D. đẩy nhau 1 lực bằng 20 N.

Câu 7. Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì lực tương tác Cu – lông giữa chúng là 6 N. Khi đổ đầy một chất lỏng cách điện vào bình thì lực tương tác giữa chúng là 3 N. Hằng số điện môi của chất lỏng này là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 8. Hai điện tích điểm đặt cách nhau 10 cm trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau một lực bằng 8 N. Nếu chúng được đặt cách nhau 20 cm trong chân không thì tương tác nhau bằng lực có độ lớn là

A. 1 N.

B. 2 N.

C. 3 N.

D. 4 N.

Câu 9. Hai điện tích điểm cùng độ lớn được đặt cách nhau 1 m trong parafin có hằng số điện môi bằng 2 thì tương tác với nhau một lực bằng 8 N. Độ lớn của mỗi điện tích là

A. 4,2.10^-3 C.

B. 4,2.10^-4 C.

C. 4,2.10^-5 C.

D. 4,2.10^-6 C.

Câu 10. Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, mang điện tích 2Q và -Q được đặt cách nhau một khoảng r, lực điện tác dụng lên nhau có độ lớn là F. Nối chúng lại với nhau bằng một dây dẫn điện, sau đó bỏ dây dẫn đi. Sau khi bỏ dây nối, hai quả cầu tác dụng lên nhau một lực điện có độ lớn là

A. F.

B. F/2.

C. F/4.

D. F/8.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 11 hay, chi tiết khác:

• Xác định lực điện tổng hợp của hệ nhiều điện tích điểm
• Xác định điều kiện cân bằng của hệ điện tích
• Xác định điện trường tại một điểm do một điện tích điểm gây ra
• Xác định điện trường tổng hợp tại một điểm do hệ nhiều điện tích điểm gây ra
• Xác định vị trí mà tại đó điện trường bằng không do nhiều điện tích gây ra

---