Các dạng toán về hai điện tích điểm là một dạng toán quan trọng trong vật lý 11. Điển hình là phần kiến thức hai điện tích điểm q1=2.10^-6, sẽ có những dạng bài nào? Để hiểu hơn về hai điện tích điểm cũng như cách giải một số dạng bài tập về phần kiến thức này, hãy cùng DINHNGHIA.COM.VN khám phá qua một số bài tập cụ thể dưới đây nhé!
Nội dung chính bài viết
Điện tích điểm là gì? Định luật Culông về hai điện tích điểm q1=2.10^-6
Khái niệm điện tích điểm
Như chúng ta đã biết, điện tích là chỉ một vật khi bị nhiễm khi đã bị nhiễm điện. Vậy còn điện tích điểm thì sao? Điện tích điểm là một khái niệm cụ thể hơn so với điện tích. Cụ thể, điện tích điểm là một vật mang điện (hay tích điện) có kích thước rất nhỏ khi so với khoảng cách từ vật đó tới điểm mà ta xét.
Định luật Culong về hai điện tích điểm
Định luật Culong về hai điện tích điểm được phát biểu như sau:
Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1, q2 sẽ tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó, đồng thời tỉ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách giữa chúng.
Hệ thức: (F = kcdot frac{left | q1.q2 right |}{varepsilon r^{2}})
Trong đó:
- (k = 9.10^{9}N.m^{2} /C^{2})r là khoảng cách giữa 2 điện tích (đơn vị m)
- q1, q2 là hai điện tích (đơn vị C)
- (varepsilon) là hằng số điện môi của môi trường
Với hệ thức này, ta sẽ biết hai điện tích điểm q1=2.10^-6 tìm q2, hoặc biết giá trị của cả hai.
Đối với định luật Culong, ta có các yếu tố của vectơ lực:
+ Điểm đặt: Tại hai điện tích
+ Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm q1, q2
+ Chiều: đẩy khi cùng dấu, hút khi trái dấu
+ Độ lớn: F được tính theo hệ thức
Về độ lớn của lực:
+ Tỉ lệ thuận với tích của độ lớn hai điện tích q1, q2
+ Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích, đồng thời, tỉ lệ nghịch với hằng số điện môi
Để hiểu hơn về phần kiến thức này, hãy cùng tìm hiểu một số bài tập nhé.
Một số bài tập về hai điện tích điểm q1=2.10^-6
Bài 1 Tìm độ lớn lực tác dụng lên hai điện tích điểm q2= q1=2.10^-6
Hai điện tích điểm q2= q1=2.10^-6 và hai điện tích q1 q2 đặt cách nhau 6cm trong không khí. Tìm độ lớn lực tác dụng lên hai điện tích này.
Cách giải: áp dụng hệ thức định luật Culong:
(F = kcdot frac{left | q1.q2 right |}{varepsilon r^{2}}= 9cdot 10^{9}cdot frac{left | 2.10^{-6}.2.10^{-6} right |}{0,1^{2}}=3,6)
Tương tự, hãy tính tìm độ lớn điện tích tác dụng lên hai điện tích điểm:
- hai điện tích q1=8.10^-8 q2=-8.10^-8 đặt tại a b trong không khí ab=10cm
- hai điện tích q1=2.10^-8 q2=-8.10^-8 đặt tại a b trong không khí ab=8cm
Với những bài toán cho hai điện tích điểm bằng nhau q=2uc đặt tại a và b cách nhau một khoảng ab=6cm và yêu cầu tìm độ lớn lực tác dụng, ta có thể dễ dàng áp dụng công thức của định luật Culong để tìm lực F.
Bài 2 Tìm một điện tích điểm khi biết hai điện tích điểm từ trước
Trong chân không có hai điện tích điểm q1 = 2.10-8 và q2 =- 32.10-8 tại hai điểm A và B cách nhau 8 cm trong không khí. Một điện tích điểm q3 đặt tại C. Hỏi C nằm ở đâu để q3 cân bằng?
Giải:
Giải sử q1 nằm tại A, q2 nằm tại B. Để q3 cân bằng tại C thì vectơ lực (F_{3} = F_{13} + F_{23})
Suy ra: lực (F_{13}) và (F_{23}) phải cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn.
Theo đề bài: q1 > 0 và q2 < 0 nên |q1| < |q2|
Suy ra: C nằm ngoài AB và gần A hơn.
Để (F_{13} = F_{23}) thì: (F = kcdot frac{left | q1.q3 right |}{r13^{2}}=F = kcdot frac{left | q3.q2 right |}{r23^{2}})
(frac{left | q1 right |}{AC^{2}}=frac{left | q2 right |}{BC^{2}}) thay giá trị của q1, q2 và biến đổi ta có: BC = 2AC.
Vậy: điểm C sẽ nằm cách A 8cm, C ≠ B và C nằm trên đường thẳng AB.
Bài 3 Tìm một điểm giữa hai điện tích điểm q2= q1=2.10^-6
Cho hai điện tích điểm q1=-9q2 và được đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Gọi M là vị trí tại đó. Lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 = 0. Điểm M cách q1 một khoảng?
Giải:
Ta có: (F_{1M} = kcdot frac{left | q1.q0 right |}{d1^{2}} = frac{left | -9.q2.q0 right |}{d1^{2}})
(F_{2M} = kcdot frac{left | q2.q0 right |}{d2^{2}})
Để tại điểm M hợp lực bằng 0 thì (F_{1M}+ F_{2M}= 0) suy ra: (frac{9}{d1^{2}}=frac{1}{d2^{2}})
Suy ra: d1=3d2
Mà: d1 – d2 = d nên (d1= frac{3d}{2})
Bài 4 Tìm vecto lực tổng hợp tác dụng trong một tam giác
Ba điện tích điểm q1=2.10^-8 q2=q3=10^-8 đặt lần lượt tại 3 đỉnh của một tam giác vuông ABC vuông tại C. Cho AB= 30cm, BC=40cm. Xác định vecto lực tổng hợp tác dụng lên q3.
Giải:
(F_{13} = kcdot frac{left | q1.q3 right |}{AC^{2}}= 9cdot 10^{9}cdot frac{left | 2.10^{-8}.2.10^{-8} right |}{0,3^{2}}=2times 10^{-5}) (N)
(F_{23} = kcdot frac{left | q2.q3 right |}{BC^{2}}= 9cdot 10^{9}cdot frac{left | 2.10^{-8}.2.10^{-8} right |}{0,4^{2}}=10^{-5}) (N)
(F_{3} = sqrt{F_{13}^{2}+F_{23}^{2}} = 2,24times 10^{-5}) (N)
Thông thường, các bài toán về điện tích điểm sẽ có dữ liệu về một điện tích điểm q đặt trong không khí. Với dạng bài này, hằng số điện môi của môi trường sẽ bằng 1.
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về định luật Culong cũng như một số bài tập về hai điện tích điểm q1=2.10^-6. Hy vọng qua bài viết này, các em đã hiểu rõ hơn về cách làm một số bài tập về điện tích. Hãy để lại nhận xét dưới đây nếu có bất cứ thắc mắc gì về hai điện tích điểm q1=2.10^-6 nhé.
Xem thêm >>> Định luật Jun-len-xơ là gì? Hệ thức và Ứng dụng định luật Jun-len-xơ
