Lop11.1.4 Bài tập về định luật bảo toàn điện tích

LOP11.1.4 THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH:
II – Bài tập thí dụ :
a) Định luật bảo toàn điện tích
Ví dụ 1: Hai quả cầu A và B giống hệt nhau được tích điện lần lượt là q1=10-6C và q2= -2.10-6C. Hãy xác định :
a) Tổng điện tích hai quả cầu và của mỗi quả cầu sau khi cho chúng tiếp xúc với nhau. Khi để chúng tiếp xúc, sự dịch chuyển của các điện tích diễn ra như thế nào, xác định số e trong quá trình dịch chuyển.
b) Tổng điện tích hai quả cầu và điện tích của mỗi quả cầu sau khi một trong số hai quả cầu phóng hết điện rồi cho chúng tiếp xúc. Khi để chúng tiếp xúc, sự dịch chuyển của các điện tích diễn ra như thế nào, xác định số e trong quá trình dịch chuyển.

Ví dụ 2: Hai quả cầu giống nhau mang điện đặt trong chân không. Khi cách nhau 1,5m thì chúng hút nhau với lực 8N; cho chúng tiếp xúc rồi đưa ra vị trí cũ thì chúng đẩy nhau với lực 0,1N.
Xác định độ lớn điện tích mỗi quả cầu trước và sau khi tiếp xúc.

Ví dụ 3 Cho 2 quả cầu giống hệt nhau, cùng khối lượng m mỗi quả được treo vào một sợi dây dài bằng nhau sao cho chúng tiếp xúc. Tích điện cho mỗi quả cầu điện tích q chúng đẩy nhau khi cân bằng góc lập bởi mỗi dây treo và phương thẳng đứng là
nhỏ. Hiện tượng gì xảy ra khi một trong hai quả cầu phóng hết điện? Xác định góc lập bởi mỗi dây treo và phương thẳng đứng khi trạng thái cân bằng mới được thiết lập.

b) Chuyển động của các hạt dưới tác dụng lực tĩnh điện
Ví dụ 4 Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính


a) Xác định lực hút tĩnh điện giữa (e) và hạt nhân.
b) So sánh lực hút tĩnh điện điện giữa (e) và hạt nhân với lực hấp dẫn giữa chúng. Biết khối lượng hạt nhân là 1,67.10-27kg; hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 m3/kg.s2.
c) Xác định vận tốc dài, vận tốc góc trong chuyển động tròn của (e)

Ví dụ 5: Hai hạt mang điện tích bằng nhau chuyển động không ma sát dọc trục xx/ trong không khí . Khi hai hạt này cách nhau r = 2,6cm thì gia tốc của hạt 1 là a1 = 4,41.103m/s2, của hạt 2 là a2 = 8,4.103m/s2. Khối lượng của hạt 1 là m1 = 1,6mg. Bỏ qua lực hấp dẫn . Hãy tìm:
a)Điện tích của mỗi hạt.
b)Khối lượng của hạt 2

III- Luyện tập
Bài tập 1 Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích -2,50 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,5 cm. Tính lực tương tác điện giữa chúng.

Bài tập 2 Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1và q2 đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực 2,7.10-4 N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bằng một lực 3,6.10-4 N.
a)Tính q1, q2 ?
b) Tính số e thừa hoặc thiếu ở mỗi quả cầu tại thời điểm ban đầu.

Bài tập 3 Hai quả cầu nhỏ giống nhau tích điện q1= 1,3.10 -9 C ,q2 = 6,5.10-9 C đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì đẩy nhau với một những lực bằng F. Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong một chất điện môi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F.
a, Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó.
b, Biết F = 4,5.10 -6 N ,tìm r

Bài tập 4 Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau treo vào một điểm bởi 2 dây, mồi dây dài l= 20cm trong không khí. truyền cho hai quả cầu điện tích tổng cộng 8.10-7 C. chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thanh góc

a) Tim khối lượng mổi quả cầu.
b. Truyền thêm điện tích q` cho một quả cầu , hai quả cầu vẩn đẩy nhau nhưng góc giữa 2 dây treo giảm còn 600. tính q`.

Bài tập 5 a)Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân nguyên tử Heli