Ba vật được đưa gần nhau, mỗi lần hai vật. Khi các vật A và B gần nhau, chúng sẽ đẩy nhau. Khi vật B và C gần nhau, chúng cùng đẩy lùi nhau. Điều nào sau đây là đúng? (a) A và C cùng điện tích (b) A và C khác điện tích (c) Tất cả ba vật thể đều cùng điện tích. (d) một vật là trung hòa (e) làm thêm thí nghiệm để xác định dấu của điện tích QQ23.2. Ba vật được đưa gần nhau, mỗi lần hai vật. Khi các vật A và B gần nhau, chúng sẽ hút nhau. Khi vật B và C gần nhau, chúng đẩy nhau. Điều nào sau đây là đúng? (a) A và C cùng điện tích (b) A và C khác điện tích (c) Tất cả ba vật thể đều cùng điện tích. (d) một vật là trung hòa (e) làm thêm thí nghiệm để xác định dấu của điện tích QQ23.3. Điện tích A = +2µC, B = +6 µC, phát biểu nào sau đây đúng: Đáp án: FAB \= - FBA (Vector). QQ23.4. Một điện tích thử +3 µC đặt tại điểm P, nơi mà điện trường bên ngoài hướng về bên phải và có độ lớn 4.106 N/C. Nếu tháy P bằng điện tích thử -3 µC thì điều gì xảy ra với điện trường bên ngoài tại P.
(b) Nó đảo ngược hướng. (c) Nó thay đổi theo cách không thể xác định.  OBJECTIVE QUESTIONS Quick Quiz QQ23.1. Ba vật được đưa gần nhau, mỗi lần hai vật. Khi các vật A và B gần nhau, chúng sẽ đẩy nhau. Khi vật B và C gần nhau, chúng cùng đẩy lùi nhau. Điều nào sau đây là đúng? (a) A và C cùng điện tích (b) A và C khác điện tích (c) Tất cả ba vật thể đều cùng điện tích. (d) một vật là trung hòa (e) làm thêm thí nghiệm để xác định dấu của điện tích QQ23.2. Ba vật được đưa gần nhau, mỗi lần hai vật. Khi các vật A và B gần nhau, chúng sẽ hút nhau. Khi vật B và C gần nhau, chúng đẩy nhau. Điều nào sau đây là đúng? (a) A và C cùng điện tích (b) A và C khác điện tích (c) Tất cả ba vật thể đều cùng điện tích. (d) một vật là trung hòa (e) làm thêm thí nghiệm để xác định dấu của điện tích QQ23.3. Điện tích A = +2µC, B = +6 µC, phát biểu nào sau đây đúng: Đáp án: FAB \= - FBA (Vector).
(b) Nó đảo ngược hướng. (c) Nó thay đổi theo cách không thể xác định. QQ23.5. Xếp theo thứ tự độ lớn của điện trường giảm dần tại các điểm A, B, và C thể hiện trong hình 23.21. Đáp án: A>B>C Objective Questions OQ23.1. Một electron tự do và một proton tự do được phóng thích trong cùng điện trường.
OQ23.2. Cái gì ngăn cản nguy cơ bạn bị kéo vào trung tâm Trái Đất. Chọn câu trả lời đúng nhất:
OQ23.3. Một quả bóng nhỏ khối lượng 5.10-3kg tích điện 4 µm. Độ lớn điện trường hướng lên trên cân bằng trọng lượng của quả bóng sao cho quả bóng bị lơ lửng trên mặt đất. Đáp án: b) 1,22.104 ( F = P qE = mg) OQ23.4. Một e chuyển động với vận tốc 3.106m/s trong điện trường đều với độ lớn 103N/C. Các đường sức từ song song và cùng chiều với vận tốc của e. e di chuyển được bao xa cho đến khi nó trở về trạng thái nghỉ. Đáp án: a) 2,56 cm OQ23.5. Một điện tích điểm -4nC đặt tại vị trí 0,1 m, Ex tại điểm (4, -2) m là Đáp án: d) -1,15 N/C OQ23.6. Một vòng tròn tích điện đều q, bán kính b. Độ lớn điện trường tai tâm vòng tròn. Đáp án: a) 0 OQ23.7 Điều gì xảy ra khi một chất cách điện được tích điện đặt gần một kim loại chưa tích điện.
OQ23.8. Ước lượng cường độ của điện trường do proton trong một nguyên tử hydro ở khoảng cách 5,29.10-11 m gây ra, vị trí dự kiến của điện tử trong nguyên tử. Đáp án: e) OQ23.9
ii. Bây giờ, đồng xu được tích điện âm. Chuyện gì sẽ xảy ra với khối lượng
OQ23.11
(a) Nó ở trên và bên phải. (b) Nó thẳng đến bên phải. (c) Nó thẳng xuống dưới. (d) Nó đi xuống và đến bên trái. (e) Nó vuông góc với mặt phẳng của bức tranh và ra bên ngoài. ii. Giả sử +2Q tích điện ở góc dưới bên trái sẽ được dời đi. Sau đó độ lớn của điện trường ở góc trên bên phải. (a) trở nên lớn hơn (b) trở nên nhỏ hơn (c) vẫn tương tự (d) thay đổi không thể đoán trước OQ12. Lực hút của hai điện tích điểm có độ lớn F. Nếu điện tích trên một hạt được giảm xuống còn một phần ba giá trị ban đầu và khoảng cách giữa các hạt được tăng lên gấp đôi, lực tác dụng lên chúng là bao nhiêu.
OQ23.13. Giả sử một vành tích điện đều bán kính R và điện tích Q tạo ra một điện trường E(ring) tại một điểm P trên trục của nó, ở khoảng cách x xa trung tâm của vòng như trong hình OQ23.13a. Bây giờ cùng một điện tích Q được lan truyền đều khắp vùng chứa trong vòng tròn, tạo thành đĩa phẳng tích điện với cùng một bán kính như Hình OQ23.13b. So sánh điện trường E(disk) tạo bởi đĩa với điện trường tạo bởi vòng ở cùng một điểm P?
OQ23.14 . Một vật tích điện âm được đặt trong một vùng điện trường dọc chiều hướng lên trên. Hướng của lực tác dụng lên điện tích này là gì? (a) hướng lên. (b) hướng xuống. (c) Không có lực. (d) Lực có thể ở bất kỳ phương hướng nào. OQ23.15. Độ lớn lực điện giữa hai photon là 2,3.10-26N. Chúng cách nhau bao nhiêu? Đáp án: a) 0,1 m CONCEPTUAL QUESTIONS CQ23.2. Một chiếc lược tích điện thường hút những mảnh nhỏ giấy khô sau đó bay đi khi chúng chạm vào lược. Giải thích tại sao điều đó xảy ra. Đáp án Giấy khô ban đầu trung hòa về điện. Chiếc lược hút tờ giấy vì điện trường của nó làm cho các phân tử của tờ giấy bị phân cực (tuy nhiên toàn bộ tờ giấy không thể bị phân cực vì nó là chất cách điện). Mỗi phân tử được phân cực sao cho mặt không tích điện của nó gần với điện tích của lược hơn so với mặt tích điện của nó, vì vậy phân tử này chịu một lực hút về phía lược. Khi giấy tiếp xúc với lược, điện tích có thể chuyển từ lược sang giấy và nếu điện tích này được chuyển đủ cho giấy, giấy sẽ bị đẩy lùi bởi điện tích của lược. CQ23.5. Nếu 1 vật A đang lơ lửng bị hút bởi 1 vật mang điện B thì chúng ta có thể kết luận vật A mang điện ko? Giải thích Trả lời: Không. Bởi vì ngay cả khi A không mang điện thì vật B mang điện vẫn có thể làm cho vật A nhiễm điện (do hiện tượng tích điện cảm ứng, xem câu CQ2) CQ23.7: Khi thời tiết thuận lợi, một điện trường ở bề mặt trái đất, có chiều hướng xuống đất. Hỏi mặt đất mang điện gì? Trả lời: Các vector cường độ điện trường xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Do đó, với trường hợp trên, mặt đất mang điện tích âm. CQ23.8. Tại sao nhân viên bệnh viện phải mặc giày chuyên dụng, có tính truyền dẫn trong môi trường oxygen ở phòng mổ ? Điều gì có thể xảy ra nếu nhân viên mặc giày với đế cao su? Trả lời: Khi nhân viên bệnh viên di chuyển thì sẽ bị nhiễm điện do ma sát với không khí, vì vậy, việc mang giày truyền dẫn sẽ tránh việc tích tụ tĩnh điện trên người. Lúc này, điện tích thông qua giày sẽ truyền xuống đất, người được trung hòa về điện. Giày có đế làm bằng cao su sẽ ngăn cách sự tiếp xúc giữa người và sàn nhà, điện tích trên người không truyền xuống đất nên có thể bắn ra xung quanh dưới dạng tia lửa điện, có thể gây ra tình huống cháy nổ trong môi trường giàu oxygen. CQ23.11: Một vật thủy tinh nhận được điện tích dương bằng cách cọ xát nó với một miếng vải lụa. Trong quá trình cọ xát, đối với vật thủy tinh, các proton được nhận vào hay mất đi? Trả lời: Vật thủy tinh bị mất các electron và làm cho nó tích điện dương. Các proton (mang điện dương) không thể bị mất đi khỏi thanh, bởi vì chúng nằm trong hạt nhân nguyên tử. PROBLEM Bài: P23.2. . (a) Tính số electron trong một pin Bạc nhỏ, trung hòa điện, có khối lượng 10,0 g. Biết Bạc có 47 electron trên một nguyên tử, và khối lượng phân tử của nó là 107,87 g / mol. (b) Hãy tưởng tượng khi thêm điện tử vào pin cho đến khi điện tích âm có giá trị rất lớn khoảng 1,00 mC. Hỏi có bao nhiêu electron được thêm vào mỗi 109 electron đã có mặt? Giải:
N = 47. . NA \= 47. . 6,023.1023 \= 2,62.1024(electron)
ne \= \= \= 6,25.1015 (electron) Lập tỷ số giữa số e thêm vào và số e sẵn có ta được:
Bài: P23.5: Trong sấm sét, có thể có điện tích gần + 40.0 C ở trên cùng của đám mây và -40.0 C ở gần đáy của đám mây. Các điện tích này cách nhau 2.00 km. Lực điện tử ở trên cùng của đám mây có giá trị bằng bao nhiêu ? Giải: Bài: P23.8: Richard Feynman (1918-1988) - đoạt giải Nobel, đã từng nói rằng nếu hai người đứng cách nhau một cánh tay và mỗi người có nhiều electron hơn 1% so với proton, thì lực đẩy giữa họ sẽ đủ để nâng một "trọng lượng" bằng Trái đất. Thực hiện phép tính để chứng minh khẳng đinh này. Giải: Giả sử mỗi người có khối lượng 70 kg. Đối với các điện tử sơ cấp, số proton, electron và neutron trong mỗi người là gần bằng nhau. Các electron có khối lượng không đáng kể ,vì vậy ta chỉ xét tổng số proton và neutron (70kg là khối lượng của p và n): Ta có: 1u = \= 1.66.10-24g Suy ra: Tổng số hạt p và n trong một người có khối lượng 70kg là: 70.103.NA \= 4,2.1028 (hạt) Mặt khác: số p ≈ số n nên số p = 2,1.1028 hạt, => 1% số p = 2,1.1026 hạt. Tổng điện tích do 2,1.1026 sinh ra là: Q = N.e = 2,1.1026 . 1,6.10-19 \= 3,36.107 (C) Theo định luật Cu-lông: F = k \=9.109. ≈ 1026 N Mà: Fg \= m.g = 6.1024. 9,8 ≈ 1026 N (đpcm) Bài: P23.12: Ba điện tích điểm nằm dọc theo một đường thẳng như thể hiện trong hình, trong đó q1 \= 6.00 µC, q2 \= 1.50 µC, và q3 \= -2.00 µC. Khoảng cách giữa các điện tích là: d1 \= 3,00 cm và d2 \= 2,00 cm. Tính cường độ và hướng của lực điện trên q1,q2 và q3 . Giải: Độ lớn lực điện tác dụng lên q1 : Fq1 \= F1 – F2 \= 46,7 (N), hướng ra bên trái. Độ lớn lực điện tác dụng lên q2 : Fq2 \= F1 + F3 \= 157 (N), hướng ra bên phải. Độ lớn lực điện tác dụng lên q3 : Fq3 \= F2 + F3 \= 110,6 (N), hướng ra bên trái. Bài: P23.16: Hai quả cầu bằng kim loại nhỏ, mỗi quả có khối lượng m = 0.200g được treo lơ lửng bằng các sợi dây có độ dài L như thể hiện trong hình P23.16. Các quả cầu được cho cùng một điện tích q = 7.2 nC và chúng ở trạng thái cân bằng khi mỗi sợi dây hợp với phương thẳng đứng một góc θ = 5o. Tính L ? Giải: Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ. Gọi vector T là lực căng dây, Fe là lực đẩy của quả cầu tích điện. Ta có: Tại vị trí cân bằng, khoảng cách giữa hai quả cầu là: r = 2Lsin50 Bài: P23.24: Một vật nhỏ có khối lượng 3,80 g và tích điện -18,0 µC bị treo lơ lửng trong một điện trường đều vuông góc với mặt đất. Xác định cường độ và hướng của điện trường ? Giải: Để vật lơ lững trong điện trường, lực điện tác động lên vật phải được hướng lên trên và có độ lớn bằng trọng lượng của vật. Do đó, Fe \= qE = mg, và cường độ điện trường phải là: Lực điện trên một vật tích điện âm nằm ở hướng ngược với điện trường. Do lực điện có chiều hướng lên trên nên điện trường có chiều hướng xuống dưới. B
Giải: Trường điện từ tại q:
Bài: P23.33. Một quả bóng nhựa nhỏ nặng 2.00g được treo bằng sợi dây dài 20.0 cm trong một điện trường đều như thể hiện trong hình P23.33. Nếu quả bóng cân bằng, sợi dây hợp với phương thẳng đứng một gốc 15.0 °. Xác định điện tích trên quả bóng. P23.37. Một thanh dài 14,0 cm tích điện đều và có tổng điện tích -22,0 μC. Xác định cường độ và hướng của điện trường dọc theo trục của thanh tại một điểm cách trung điểm của thanh 36,0 cm. Giải: dq = λdx Bài: P23.38. Một đĩa tròn tích điện đều bán kính 35,0 cm mang điện tích với mật độ 7,90. 103 C/m2. Tính điện trường trên trục của đĩa ở (a) 5,00 cm, (b) 10,0 cm, (c) 50,0 cm, và (d) 200 cm tính từ tâm đĩa. Bài: P23.39. Một chiếc vòng bán kính 10,0 cm có tổng điện tích 75,0 mC. Tìm điện trường trên trục của vòng tại (a) 1,00 cm, (b) 5,00 cm, (c) 30,0 cm, và (d) 100 cm tính từ tâm của vòng. Bài: P23. 49. Hình P23.49 cho thấy các đường điện trường của hai hạt tích điện phân cách bởi một khoảng cách nhỏ. (a) Xác định tỷ số q1/q2 (b) Điện tích của q1 và q2 là gì? B (a) Tìm biểu thức cường độ điện trường cho phép khối vẫn ở trạng thái nghỉ. (b) Nếu m = 5,40 g, Q = -7,00 μC, và θ = 250, xác định cường độ và hướng của điện trường cho phép khối vẫn ở trạng thái nghỉ trên mặt phẳng nghiêng. Bài: P23.76. Hai khối giống nhau nằm trên bề mặt ngang không có ma sát, được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ có hằng số lò xo k và chiều dài tự nhiên Li như thể hiện trong hình P23.75a. Đặt từ từ điện tích Q lên mỗi khối, khi đó lò xo kéo dài đến chiều dài cân bằng L như thể hiện trong hình P23.75b. Xác định giá trị của Q, mô hình các khối như các hạt tích điện. Bài: P23.82: Một hạt tích điện âm -q đặt ở tâm của một vành tròn đồng chất tích điện dương, trong đó vành tròn có tổng điện tích dương Q như thể hiện trong hình P23.82. Hạt bị giới hạn di chuyển dọc theo trục Ox một khoảng cách nhỏ x (x << a) sau đó được giải phóng. Chỉ ra rằng hạt dao động trong chuyển động đơn điều hòa với tần số cho bởi: |
