Tiêu đề CHỦ ĐỀ 15. LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH - HS.Image.Marked.pdf ✅

Chủ đề 15: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH • Yêu cầu cần đạt (Trích từ CTGDPT Vật lí 2018): – Thực hiện thí nghiệm hoặc bằng ví dụ thực tế, mô tả được sự hút (hoặc đẩy) của một điện tích vào một điện tích khác. – Phát biểu được định luật Coulomb và nêu được đơn vị đo điện tích. – Sử dụng biểu thức F = q1q2/4πε0r 2 , tính và mô tả được lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không (hoặc trong không khí). • Cấu trúc nội dung: I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ........................................................................... Lý thuyết chung của chủ đề + Phương pháp giải kèm ví dụ. II. BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ........................................................ (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT) 1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn 2. Câu trắc nghiệm đúng sai 3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn III. BÀI TẬP LUYỆN TẬP........................................................................... (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT)
Chủ đề 15: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Sự tương tác giữa các điện tích - Có hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm. Các điện tích cùng loại đẩy nhau, các điện tích khác loại hút nhau. - Lực đẩy, hút giữa các điện tích được gọi chung là lực tương tác giữa các điện tích (thường gọi tắt là lực điện). - Sự nhiễm điện của các vật: + Nhiễm điện do cọ xát: là sự nhiễm điện khi các vật khác bản chất, trung hoà về điện được cọ xát với nhau. + Nhiễm điện do tiếp xúc: là sự nhiễm điện khi một vật trung hoà về điện đặt tiếp xúc với một vật nhiễm điện. Khi đó, hai vật sẽ nhiễm điện cùng dấu. + Nhiễm điện do hưởng ứng: là sự nhiễm điện khi một vật A dẫn điện trung hoà về điện đặt gần (không tiếp xúc) với một vật B nhiễm điện. Khi đó, hai đầu vật A, gần và xa vật B, lần lượt nhiễm điện trái dấu và cùng dấu với vật B, vật A trở về trạng thái trung hoà như lúc đầu. 2. Đơn vị điện tích, điện tích điểm - Điện tích được kí hiệu là q, đơn vị là coulomb (C), được đặt theo tên của nhà vật lí người Pháp Charles Coulomb. - Điện tích điểm là vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. - Trong thí nghiệm vật lí, các quả cầu tích điện có bán kính nhỏ so với khoảng cách giữa chúng được coi là các điện tích điểm, khoảng cách giữa chúng là khoảng cách giữa tâm của các quả cầu. 3. Định luật Coulomb - Định luật Coulomb: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích giá trị của hai điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. 1 2 2 q k q F r  . Trong đó, q1, q2 là hai điện tích điểm (C); r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm (m); k là hệ số tỉ lệ có độ lớn phụ thuộc vào môi trường trong đó đặt điện tích và đơn vị sử dụng.
- Khi các điện tích đặt trong chân không và hệ đơn vị sử dụng là SI thì k được xác định bởi 0 1 4 k   với 0  là một hằng số điện 12 2 2 0  8,85.10 C /Nm   . Do đó, định luật Coulomb đối với các điện tích điểm đặt trong chân không có biểu thức 1 1 2 2 0 2 2 4 q q k r r q q F    với 9 2 2 k  9.10 Nm /C . Chú ý: 1. Vì không khí khô có tính chất điện giống của chân không nên người ta áp dụng biểu thức 1 1 2 2 0 2 2 4 q q k r r q q F    với 9 2 2 k  9.10 Nm /C cho cả hai môi trường này. 2. Khi hai điện tích được đặt trong một môi trường điện môi đồng chất, lực tương tác tĩnh điện sẽ giảm  lần so với khi chúng được đặt trong chân không: 2 1 2 q q F k  r  , với  là hằng số điện môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất của môi trường. 3. Xét điện tích q chịu tác dụng bởi lực tĩnh điện của n điện tích điểm, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q được xác định bằng biểu thức 1 2 ... Fq  Fq  F q   Fnq     PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: XÁC ĐỊNH LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM Áp dụng công thức 2 1 1 2 2 0 2 1 4 F q q k r q q    r   để tính lực tương tác giữa các điện tích hoặc các đại lượng đề bài yêu cầu. Trong đó, q1, q2 là hai điện tích điểm (C); r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm (m); hệ số 9 2 2 k  9.10 Nm /C , 12 2 2 0  8,85.10 C /Nm   ;  là hằng số điện môi (đối với môi trường chân không hay không khí thì   1) Ví dụ 1: Xét hai điện tích điểm 5 1 q 10 C   và 7 2 q 10 C   đặt cách nhau 10 cm trong chân không. Lấy 9 2 2 k  9.10 Nm /C . Lực điện tương tác giữa hai điện tích điểm là A. 0,9 N. B. 1,0 N. C. 1,1 N. D. 1,2 N. Hướng dẫn giải: 5 7 1 9 2 2 2 9.10 , 10 .10 0,9 N 0 1 q F q k r      DẠNG 2: XÁC ĐỊNH LỰC ĐIỆN TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN ĐIỆN TÍCH ĐIỂM - Lực điện tổng hợp lên điện tích điểm do tương tác với n điện tích điểm khác: 0 10 20 0 ... F  F  F   Fn     - Sử dụng các quy tắc hình học tổng hợp vector và công thức 2 1 2 q q F k  r  để giải quyết yêu cầu bài toán. Ví dụ 2: Hai điện tích điểm bằng nhau q  3 μC đặt tại A và B cách nhau một khoảng 6 cm. Một điện tích 1 q  q đặt trên đường trung trực của AB cách AB một khoảng 4 cm. Lực điện tác dụng lên 1 q gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 14 N. B. 28 N. C. 40 N. D. 57 N.
Hướng dẫn giải:   2 6 2 9 2 2 2 1 AC BC C AC 3.10 9.10 32,4 N AC 0,03 0,04 AB 0,06 2 cos 2 2.32,4. 38,88 N 2AC 2.0,05 q F F k F F F            DẠNG 3: ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH ĐIỂM - Điện tích điểm cân bằng khi lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm bằng 0. - Sử dụng các quy tắc tổng hợp vector để giải quyết yêu cầu bài toán và công thức 2 1 2 q q F k  r  để giải quyết yêu cầu bài toán. Ví dụ 3: Hai điện tích dương 1 q  q và 2 q  4q đạt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 12 cm. Gọi M là điểm đặt điện tích 0 q sao cho 0 q nằm cân bằng. Điểm M cách 1 q một khoảng là A. 8 cm. B. 6 cm. C. 4 cm. D. 3 cm. Hướng dẫn giải: 1M 2M M 1M 2M 1M 2M 1M 2M 0 F F F F F F F F F                     . Suy ra, điểm M nằm trong đoạn AB.   1 0 2 0 1 1M 2 2M 2 2 2 2 2 2 1 4 AM 4 cm AM BM AM (AB AM) AM 12 AM F q q q q F q q   k  k        