Lớp 11Vật Lý

Giải Vật lí 11 Bài: Điện tích. Định luật Cu-lông

Giải SBT Vật lí 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông

Bài 1.1 trang 3 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N. Ta thấy thanh nhựa hút cả hai vật M và N. Tình huống nào dưới đây chắc chắn không thể xảy ra ?

A. M và N nhiễm điện cùng dấu.

Bạn đang xem: Giải Vật lí 11 Bài: Điện tích. Định luật Cu-lông

B. M và N nhiễm điện trái dấu.

C. M nhiễm điện, còn N không nhiễm điện.

D. Cả M và N đều không nhiễm điện.

Lời giải:

Đáp án B

Bài 1.2 trang 3 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng không đáng kể, nằm cân bằng với nhau. Tinh huống nào dưới đây có thể xảy ra ?

A. Ba điện tích cùng dấu nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều.

B. Ba điện tích cùng dấu nằm trên một đường thẳng.

C. Ba điện tích không cùng dấu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều.

D. Ba điện tích không cùng dấu nằm trên một đường thẳng.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 1.3 trang 3 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ

A. tăng lên 3 lần.    

B. giảm đi 3 lần.

C. tăng lên 9 lần.    

D. giảm đi 9 lần.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 1.4 trang 4 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Đồ thị nào trong Hình 1.1 có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng ?

Lời giải:

Đáp án D

Bài 1.5 trang 4 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Hai quả cầu A và B có khối lượng m1 và m2 được treo vào một điểm o bằng hai sợi dây cách điện OA và AB (Hình 1.2). Tích điện cho hai quả cầu. Lực căng T của sợi dây OA sẽ thay đổi như thế nào so với lúc chúng chưa tích điện ?

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 2)

A. T tăng nếu hai quả cầu tích điện trái dấu.

B. T giảm nếu hai quả cầu tích điện cùng dấu.

C. T thay đổi.

D. T không đổi.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 1.6 trang 4 Sách bài tập Vật Lí 11: 

a) Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử heli với một êlectron trong lớp vỏ nguyên tử. Cho rằng êlectron này nằm cách hạt nhân 2,94.10-11 m.

b) Nếu êlectron này chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo như đã cho ở trên thì tốc độ góc của nó sẽ là bao nhiêu ?

c) So sánh lực hút tĩnh điện với lực hấp dẫn giữa hạt nhân và êlectron.

Điện tích của êlectron : -1,6.10-19C. Khối lượng của êlectron : 9,1.10-31kg.

Khối lượng của hạt nhân heli 6,65.10-27kg. Hằng số hấp dẫn 6,67.1011 m3/kg.s2.

Lời giải:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 3)

Bài 1.7 trang 4 Sách bài tập Vật Lí 11:

Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi chỉ không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60o.

Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu. Lấy g = 10 m/s2.

Lời giải:

Điện tích q mà ta truyền cho các quả cầu sẽ phân bố đều cho hai quả cầu. Mỗi quả cầu mang một điện tích q/2. Hai quả cầu sẽ đẩy nhau với môt lực là

Vì góc giữa hai dây treo α = 60° nên r = l = 10 cm. Mỗi quả cầu sẽ nằm cân bằng dưới tác dụng của ba lực: lực căng của sợi dây, lực điện và trọng lực của quả cầu (Hình 1.1G)

Ta có:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 4)

Bài 1.8 trang 5 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Một hệ điện tích có cấu tạo gồm một ion dương +e và hai ion âm giống nhau nằm cân bằng. Khoảng cách giữa hai ion âm là α. Bỏ qua trọng lượng của các ion.

a) Hãy cho biết cấu trúc của hệ và khoảng cách giữa ion dương và ion âm (theo a).

b) Tính điện tích của một ion âm (theo e)

Lời giải:

a) Trong trạng thái cân bằng, những lực điện tác dụng lên mỗi ion cân bằng lẫn nhau. Điều đó có nghĩa là tất cả các lực phải có cùng một giá hay ba ion phải nằm trên cùng một đường thẳng. Mặt khác, hai ion âm phải nằm đối xứng với nhau ở hai bên ion dương (Hình 1.2 G), thì lực điện do chúng tác dụng lên ion dương mới có thể cân bằng nhau.

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 5)

b) Xét sự cân bằng của một ion âm. Cường độ của lực đẩy giữa hai ion âm của lực hút giữa ion dương và ion âm

Vì Fđ = Fh, nên |q| = 4e. Kết quả là q = – 4e.

Bài 1.9 trang 5 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân bằng. Ba điện tích q nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn (theo q) và vị trí của điện tích Q.

Lời giải:

Xét sự cân bằng của điện tích q nằm tại đỉnh C chẳng hạn của tam giác đều ABC cạnh a. Lực đẩy của mỗi điện tích q nằm ở A hoặc B tác dụng lên điện tích ở C :

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 6)

Hợp lực của hai lực đẩy có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra, cường độ:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 7)

Muốn điện tích tại c nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy (Hình 1.3G). Như vậy điện tích Q phải trái dấu với q (Q phải là điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, Q cũng phải nằm trên các đường phân giác của các góc A và B. Do đó, Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác ABC.

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 8)

Khoảng cách từ Q đến C sẽ là:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 9)

Cường độ của lực hút là:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 10)

Vậy Q = – 0,577q.

Bài 1.10 trang 5 Sách bài tập Vật Lí 11: 

Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1 và q2, được treo vào chung một điểm O bằng hai sợi dây chỉ mảnh, không dãn, dài bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa hai dây treo là 60°. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi thả ra thì chúng đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa hai dây treo bây giờ là 90o. Tính tỉ số q1/q2.

Lời giải:

Gọi l là chiều dài của dây treo. Khi chưa trao đổi điện tích với nhau thì khoảng cách giữa hai quả cầu là l. Lực đẩy giữa hai quả cầu là : F1 = kq1q2/l2

Tương tự như ở Hình 1.1 G, ta có : tan 30o = (1) với P là trọng lượng quả cầu.

Khi cho hai quả cầu trao đổi điện tích với nhau thì mỗi quả cầu mang điện tích q1+q2/2. Chúng vẫn đẩy nhau và khoảng cách giữa chúng bây giờ là l√2

Lực đẩy giữa chúng bây giờ là : 

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 11)

Tương tự như trên, ta có:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 12) (2)

Từ (1) và (2) suy ra: 8√3 q1q2 = (q1+ q2)2

Chia hai vế cho q22 ta có:

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 13)

Đặt q1/q2 = x ta có phương trình:

x2 + (2- 8√3)x + 1 = 0

hay x2 – 11,86x + 1 = 0

Các nghiệm của phương trình này là x1 = 11,77 và x2 = 0,085

Giải SBT Vật lý 11: Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông | Giải sách bài tập Vật lý 11 (ảnh 14)

Đăng bởi: THPT Văn Hiến

Chuyên mục: Lớp 11, Vật Lý 11

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button