Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn

Sự đẩy hay hút nhau giữa các điện tích gọi là sự tương tác điện. Các điện tích cùng loại (dấu) thì đẩy nhau. Các điện tích khác loại (dấu) thì hút nhau. Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn (10^-4)/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng hút nhau một lực 5N

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

A. Hút nhau một lực 0,5 N

B. Hút  nhau một lực 5 N

C. Đẩy nhau một lực 5N

D. Đẩy nhau một lực 0,5 N

Trả lời:

Đáp án đúng: B. Hút nhau một lực 5N

Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn (10^-4)/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng hút nhau một lực 5N

Giải thích:

Hai điện tích trái dấu thì chúng hút nhau

F=k_|q1q2|εr2=9.10_{9.∣∣∣(10−43)2∣∣∣2.12}=5N

>>> Xem thêm: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q= 5.10^-9

Kiến thức tham khảo về điện tích và định luật Cu-lông

1. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện.

a. Sự nhiễm điện của các vật.

- Nhiễm điện do cọ xát:

 

Cọ xát một thước nhựa vào vải len, ta thấy thước nhựa có thể hút được các vật nhẹ như giấy

- Nhiễm điện do tiếp xúc

 

Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu - Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại vẫn nhiễm điện.

- Nhiễm điện do hưởng ứng

 

Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại được nhiễm điện. Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu.

Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu

b. Điện tích. Điện tích điểm

Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. Điện là một thuộc tính của vật và điện tích là số đo độ lớn của thuộc tính đó.

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

c. Tương tác điện. Hai loại điện tích

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

Chỉ có hai loại điện tích là điện tích dương (kí hiệu bằng dấu +) và điện tích âm (kí hiệu bằng dấu -).

Các điện tích cùng loại (dấu) thì đẩy nhau.

Các điện tích khác loại (dấu) thì hút nhau.

2. Định luật Cu-lông. Hằng số điện môi

a. Định luật Cu-lông

- Định luật Cu-lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm 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 đó:

   F: lực tương tác (F)

   k = 9.10⁹: hệ số tỉ lệ (Nm²/C²)

   q₁, q₂: điện tích của 2 điện tích (C)

   r: khoảng cách giữa 2 điện tích (m)

 b. Hằng số điện môi

- Điện môi là môi trường cách điện. Hằng số điện môi ε đặc trưng cho tính chất điện của một chất cách điện. Khi đặt điện tích trong điện môi, lực tương tác sẽ nhỏ đi ε so với đặt trong chân không.

3. Bài tập

Bài 1. Hai điện tích dương q₁, q₂ có cùng một độ lớn được đặt tại hai điểm A, B thì ta thấy hệ ba điện tích này nằm cân bằng trong chân không. Bỏ qua trọng lượng của ba điện tích. Chọn kết luận đúng .

A. q_o là điện tích dương

B. q_o là điện tích âm

C. q_o có thể là điên tích âm có thể là điện tích dương

D. q_o phải bằng 0

Đáp án: B

Bỏ qua trọng lượng của 3 điện tích. Vì hai điện tích dương có cùng độ lớn được đặt tại hai điểm A, B và q₀ đặt tại trung điểm của AB nên q₀ luôn cân bằng do chịu tác dụng của hai lực cùng giá, ngược chiều từ hai điện tích q₁, q₂.

Để điện tích q₁ đặt tại A cân bằng thì lực tác dụng của q₀ lên q₁ phải cân bằng với lực tác dụng của q₂ lên q₁, tức ngược chiều lực tác dụng của q₂ lên q₁. Vậy q₀ phải là điện tích âm.

Bài 2. Hai quả cầu nhẹ có cùng khối lượng được treo vào mỗi điểm bằng hai dây chỉ giống nhau. Truyền cho hai quả cầu điện tích cùng dấu q₁ và q₃ = 3q₁, hai quả cầu đẩy nhau. Góc lệch của hai dây treo hai quả cầu so với phương thẳng đứng là α₁ và α₂. Chọn biểu thức đúng :

A. α₁ = 3α₂

B. 3α₁ = α₂

C. α₁ = α₂

D. α₁ = 1,5α₂

Đáp án: C

Hai quả cầu tích điện cùng dấu nên đẩy nhau. Mỗi quả cầu cân bằng do tác dụng của ba lực là trọng lực P− , lực điện F− , lực căng T− của dây treo nên P− + T− + F− = 0

Vì hai quả cầu giống nhau nên có cùng trọng lực P− ; lực điện vecto F₁₂, vecto F₂₁ tác dụng lên hai quả cầu là hai lực trực đối có độ lớn F= Iq₁q₂/r² ; lực căng của mỗi dây treo Vecto T = - (Vecto P + vecto F) hướng dọc theo sợi dây.

Ta có:

Do vậy hai dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng góc α₁ = α₂ = α.

Bài 3. Quả cầu nhỏ có khối lượng 18g mang điện tích q₁ = 4.10^-6 C treo ở đầu một sợi dây mảnh dài 20cm. Nếu đặt điện tích q₂ tại điểm treo sợi dây thì lực căng của dây giảm đi một nửa. Lấy g = 10m/s². Điện tích q² có giá trị bằng :

A. -2.10^-6C

B. 2.10^-6C

C. 10^-7C

D. -10-⁷C

Đáp án: D

Khi chưa có q₂, quả cầu cân bằng do tác dụng của trọng lực P→ , lực căng T→ của dây treo:

Khi có q₂, quả cầu cân bằng do tác dụng của trọng lực P→ , lực căng T→ và lực điện F→:

Lực điện ngược hướng trọng lực P→ nên q₂ hút q₁ ⇒ q₂ là điện tích âm

Thay số:

Bài 4. Hai điện tích điểm q₁ và q₂ được giữ cố định tại 2 điểm A và B cách nhau một khoảng a trong điện môi. Điện tich q₃ đặt tại điểm C trên đoạn AB cách B một khoảng a/3. Để điện tích q₃ cân bằng phải có điều kiện nào sau đây?

A. q₁ = 2q₂

B. q₁ = -4q₂

C. q₁ = 4q₂

D. q₁ = -2q₂

Đáp án: C

Để q₃ cân bằng thì các lực của q₁, q₂ tác dụng lên q₃ phải thoả mãn:

F₁→+ F₂→= 0→

Hai lực F₁→,F₂→ cùng phương, ngược chiều, q₃ đặt tại điểm C trên đoạn AB nên q₁ và q₂ cùng dấu

Bài 5. Hai điện tích điểm q1 = 4.10^-6 và q₂ = 4.10^-6C đặt tại 2 điểm A và B trong chân không cách nhau một khoảng 2a = 12cm. Một điện tích q = -2.10^-6C đặt tại điểm M trên đường trung trực của AB, cách đoạn AB một khoảng bằng a. Lực tác dụng lên điện tích q có độ lớn là:

A. 10√2N

B. 20√2N

C. 20N

D. 10N

Đáp án: A

Hai lực F₁− F₂−tác dụng lên q ( hinh 1.1G)

Ta có AM = BM = a√2 =6√2 cm

Vì

Hợp lực tác dụng lên điện tích q: 

Vì F₁ = F₂ và Tam giác ABM vuông cân tại M nên F=F₁√2 =10√2N

Câu 6: Môi trường nào sau đây không chứa điện tích tự do ?

A. Kim loại

B. Nước biển

C. Nước muỗi

D. Cao su

Đáp án: D

Câu 7: Hai điện tích q₁ và q₂ đặt gần nhau trong chân không có lực tương tác là F. Nếu đặt điện tích q₃ trên đường nối q₁ và q₂ và ở ngoài q₂ thì lực tương tác giữa q₁ và q₂ là F’ có đặc điểm:

A. F′>F nếu |q₃|>|q₂|

B. F′<F nếu |q₃|<|q₂|

C. F′=F nếu |q₃|=|q₂|

D. Không phụ thuộc vào q₃

Đáp án: D

Câu 8: Một vật được nhiễm điện là vật

A. Hút được các vật khác.

B. Được tích điện.

C. Có kích thước rất nhỏ.

D. Có chứa các êlectron tự do

Đáp án: B

Câu 9: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong không khí thay đổi như thế nào nếu đặt một tấm nhựa xen vào khoảng giữa hai điện tích?

A. Phương, chiều, độ lớn không đổi

B. Phương, chiều không đổi, độ lớn giảm

C. Phương thay đổi tùy theo hướng đặt tấm nhựa, chiều, độ lớn không đổi

D. Phương, chiều không đổi, độ lớn tăng.

Đáp án: B

Câu 10: Hai chất điểm q₁, q₂ khi đặt gần nhau thì chúng đẩy nhau. Kết luận nào sau đây luôn đúng?

A. q₁ và q₂ đều là điện tích dương

B. q₁ và q₂ đều là điện tích âm

C. q₁ và q₂ trái dấu nhau

D. q₁ và q₂ cùng dấu nhau

Đáp án: D