Lý thuyết điện tích, định luật Cu-lông>

Bởi

ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG

I. Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích. Tương tác điện. 

1. Sự nhiễm điện của các vật.

– Nhiễm điện do cọ xát:


Cọ xát một thước nhựa vào vải len, ta thấy thước nhựa hoàn toàn có thể hút được những vật nhẹ như giấy

– Nhiễm điện do tiếp xúc


Cho thanh sắt kẽm kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh sắt kẽm kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu – Đưa thanh sắt kẽm kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại vẫn nhiễm điện .

– Nhiễm điện do hưởng ứng


Đưa thanh sắt kẽm kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu đã nhiễm điện nhưng không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh sắt kẽm kim loại được nhiễm điện. Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu với điện tích quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu .Đưa thanh sắt kẽm kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại trở lại trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu

2. Điện tích. Điện tích điểm

– Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay vật chứa điện tích .- Điện tích điểm là một vật tích điện có kích cỡ rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. Điện tích điểm là điện tích được coi như tập trung chuyên sâu tại một điểm .

3. Tương tác điện. Hai loại điện tích

– Các điện tích hoặc đẩy nhau, hoặc hút nhau ( Hình 1.1 ). Sự đẩy nhau hay hút nhau giữa những điện tích đó là tương tác điện .

– Có hai loại điện tích là điện tích dương ( + ) và điện tích âm ( – ) .+ Các điện tích cùng loại ( cùng dấu ) thì đẩy nhau .+ Các điện tích khác loại ( khác dấu ) thì hút nhau .- Hai lực tính năng vào hai điện tích là hai lực trực đối, cùng phương, ngược chiều, độ lớn bằng nhau và đặt vào hai điện tích .

II. Định luật Cu-lông. Hằng số điện môi.

1. Định luật Cu-lông.

Năm 1785, Cu-lông, nhà bác học người Pháp, lần tiên phong lập được định luật về sự phụ thuộc vào của lực tương tác giữa những điện tích điểm ( gọi tắt là lực điện hay lực Cu-lông ) vào khoảng cách giữa chúng .

– Nội dung: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

– Biểu thức:

\ ( F = k \ frac { { \ left | { { q_1 } { q_2 } } \ right | } } { { { r ^ 2 } } } \ )Lực tương tác có :+ Phương : là đường thẳng nối giữa 2 điện tích điểm+ Chiều :

 

+ Độ lớn :Tỉ lệ thuận với tích độ lớn q1, q2Tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách\ ( { F_ { 12 } } = { F_ { 21 } } = F = k \ frac { { \ left | { { q_1 } { q_2 } } \ right | } } { { { r ^ 2 } } } \ )Trong đó :

  • \({q_1},{\rm{ }}{q_2}\)  được gọi là điện tích điểm (đơn vị : C (Culông)
  • r là khoảng cách của 2 điện tích điểm
  • k là hằng số Cu-lông: \(k = {9.10^9}\left( {N.{m^2}/{c^2}} \right)\)

2. Hằng số điện môi.

– Điện môi là một thiên nhiên và môi trường cách điện .- Khi đặt những điện tích điểm trong một điện môi ( ví dụ điển hình trong một chất dầu cách điện ) đồng tính chiếm đầy khoảng trống xung quanh những điện tích, thì lực tương tác sẽ yếu đi ε lần so với khi đặt chúng trong chân không. ε được gọi là hằng số điện môi của môi trường tự nhiên ( ε ≥ 1 ). Đối với chân không thì ε = 1 còn so với những môi trường tự nhiên khác ε > 1 .- Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng cho đặc thù điện của một chất cách điện. Nó cho biết khi đặt điện tích trong chất đó thì lực tương tác giữa những điện tích sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không .\ ( F = k \ frac { { \ left | { { q_1 } { q_2 } } \ right | } } { { \ varepsilon { r ^ 2 } } } \ )

3. Nguyên lý chồng chất lực điện 

Giả sử có n điện tích điểm q1, q2,…, qn tác dụng lên điện tích điểm q những lực tương tác tĩnh điện \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} ,…,\overrightarrow {{F_n}} \) thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo nguyên lý chồng chất lực điện. 

\ ( \ overrightarrow F = \ overrightarrow { { F_1 } } + \ overrightarrow { { F_2 } } + … + \ overrightarrow { { F_n } } \ )

Sơ đồ tư duy về điện tích, định luật Cu-lông