Vật Lý

Điện tích là gì lớp 7 ? Có mấy loại điện tích , Bài tập điện tích định luật cu lông-nâng cao

Điện tích là cách mà chúng ta có thể đo lường lực điện mà một vật cảm nhận được. Khi cọ một quả bóng bay vào áo len len và để nó gần tường vào một ngày khô ráo thì chúng ta có thể thấy quả bóng bị dính chặt vào tường. Việc quan sát các hiện tượng tĩnh điện này cuối cùng đã dẫn đến khái niệm điện tích. Hãy tham khảo với hocdientu !

Điện tích là gì lớp 7 ? Có mấy loại điện tích
Điện tích là gì lớp 7 ? Có mấy loại điện tích

Điện tích là gì ?

Điện tích là đặc tính vật lý được mang theo bởi vật chất điều khiển nó tác dụng một lực khi nó được giữ trong điện trường hoặc từ trường. Một điện tích được tạo ra với một điện trường trong khi một từ trường được tạo ra bởi các điện tích chuyển động. Sự tương tác giữa điện trường và từ trường là nguyên nhân hình thành lực điện từ .

Trường được hình thành với sự kết hợp của điện trường và từ trường và nơi trường điện từ hoạt động được gọi là trường điện từ.

Điện tích là gì ?
Điện tích là gì ?

Điện tích được ký hiệu bằng ký hiệu ‘q’ và đơn vị SI để đo điện tích là Coulomb (C).

Điện tích là một đại lượng vô hướng

Điện tích có cả độ lớn và hướng nhưng vẫn là một đại lượng vô hướng. Lý do đằng sau tại sao nó được gọi là đại lượng vô hướng là vì ngoài việc có độ lớn và hướng nếu một đại lượng phải được gọi là vectơ thì nó cũng phải tuân theo quy tắc cộng vectơ chẳng hạn như quy tắc cộng vectơ hình bình hành.

Nhưng nó không thể thực hiện được trong trường hợp có dòng điện. Khi hai dòng điện gặp nhau tại một điểm giao nhau thì tổng các dòng điện này là tổng đại số chứ không phải tổng vectơ. Do đó, dòng điện là một đại lượng vô hướng.

Coulomb

Coulomb là đơn vị điện tích SI và nó được đặt theo tên của Charles-Augustin Coulomb, một nhà vật lý người Pháp.

Định nghĩa của một Coulomb :

Một Coulomb có thể được định nghĩa là lượng điện tích được chuyển bởi một dòng điện ampe trong khoảng thời gian một giây.

Nó được biểu thị là :

q= I.t

Trong đó q = điện tích

I = Dòng điện

t = khoảng thời gian

Một Coulomb điện tích chứa khoảng 6 × 10 18 electron.

Proton và Electron

Trong nguyên tử, phần lớn các điện tích được chứa trong các proton và electron. Các proton mang điện tích dương trong khi các electron mang điện tích âm. Các điện tích dương và điện tích âm tức là các proton và các electron đẩy nhau vì chúng trái dấu về bản chất, dẫn đến sự phát triển của điện trường.

Proton và Electron
Proton và Electron

Các loại điện tích

Có hai loại điện tích-

  1. Nguồn điện dương
  2. Điện tích âm
  • Điện tích dương (+):  Khi một vật có điện tích dương thì có nghĩa là vật đó có nhiều proton hơn electron.
  • Điện tích âm (-):  Khi một vật mang điện tích âm thì có nghĩa là vật đó có nhiều electron hơn proton.

Lưu  ý – Nếu một vật chất có cùng số lượng điện tích dương và điện tích âm thì các điện tích sẽ triệt tiêu lẫn nhau và vật chất sẽ trở thành trung tính.


Tính chất của điện tích

  • Các điện tích hoạt động giống như các chất vô hướng và có thể được thêm trực tiếp vào. Ví dụ, nếu có hai điện tích trong một hệ được đặt tên là q1 và q2, thì tổng điện tích của hệ đó có thể được tìm thấy bằng cách cộng hai điện tích đó:
Tính chất của điện tích
Tính chất của điện tích

Đối với n số lần điện tích :

  • Điện tích là một đại lượng bảo toàn – Điều này có nghĩa là không thể tạo ra hoặc phá hủy điện tích. Tuy nhiên, nó có thể được chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác bằng nhiều phương thức khác nhau như dẫn truyền hoặc cảm ứng.
  • Lượng tử hóa điện tích – Nó ngụ ý rằng điện tích là một đại lượng lượng tử hóa và nó có thể được biểu thị dưới dạng bội số tích phân của đơn vị cơ bản của điện tích.

Ở đây ,

q = điện tích

e = điện tích trên một electron

n = số electron.


Tổng quan về điện tích

Định nghĩa Điện tích là thuộc tính cơ bản của vật chất. Nó là lực chịu tác dụng của một khối lượng khi được giữ trong một trường bên ngoài.
Ký hiệu q
Công thức q = I.t
Đơn vị SI Coulomb (C)
Các đơn vị khác Faraday, Ampere-Hour

Phương pháp Nhiễm điện

Tích điện là quá trình nhận electron từ một vật hoặc mất electron từ một vật. Có 3 cách để sạc một vật:

  • Nhiễm điện do ma sát
  • Nhiễm điện do tiếp xúc
  • Nhiễm điện do hưởng ứng

Nhiễm điện do ma sát

Trong phương pháp này, các electron được chuyển từ vật thể chưa tích điện này sang vật thể khác bằng cách cọ xát hai vật thể với nhau. Một trong những vật mất electron trong khi vật kia nhận được electron. Vật mất đi electron sẽ thu được điện tích dương. Vật nào nhận được electron thì mang điện tích âm. Phương pháp nhiễm điện này thường được gọi là quá trình tích điện bằng ma sát.

Phương pháp Nhiễm điện
Phương pháp Nhiễm điện

Nhiễm điện do tiếp xúc

Trong phương pháp này, việc sạc một vật chưa tích điện được thực hiện bằng cách đưa vật đó đến gần một vật đã tích điện. Số proton và electron trong một vật dẫn mang điện là không bằng nhau. Khi một vật thể chưa tích điện được đưa đến gần nó, nó sẽ chuyển các điện tử của nó sang vật thể chưa tích điện và tự ổn định. Quá trình này được gọi là quá trình Nhiễm điện do tiếp xúc .

Nhiễm điện do tiếp xúc 
Nhiễm điện do tiếp xúc

Nhiễm điện do hưởng ứng

Khi vật được tích điện bằng cách đưa vật đó đến gần vật mang điện mà không tiếp xúc với vật được tích điện, quá trình này được gọi là Nhiễm điện do hưởng ứng.

Nhiễm điện do hưởng ứng 
Nhiễm điện do hưởng ứng

Định luật Cu lông

Định luật Coulomb điều chỉnh lực do điện tích. Nó nói rằng-

“Độ lớn của lực hút hoặc lực đẩy tĩnh điện giữa hai điện tích điểm tỷ lệ thuận với tích độ lớn của các điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng”.

Về mặt toán học,

Gọi F = Lực, hai điện tích q 1  và q 2  và r là khoảng cách giữa các điện tích.

Định luật Cu lông
Định luật Cu lông

Lực giữa nhiều điện tích

Theo quy tắc cộng hình bình hành, lực tác dụng lên một điện tích nào đó đối với một số điện tích khác là tổng vectơ của tất cả các lực tác dụng lên điện tích đó tại thời điểm đó. Các lực riêng lẻ không bị ảnh hưởng do sự hiện diện của các điện tích khác. Đây còn được gọi là nguyên tắc chồng chất.

Cho hệ gồm ba điện tích q 1 , q 2 và q 3 .

Lực giữa nhiều điện tích
Lực giữa nhiều điện tích

Lực tác dụng lên điện tích q 1  do hai điện tích q 2  và q 3 khác  có thể nhận được bằng phép cộng vectơ của các lực.

Vì vậy, nếu lực tác dụng lên điện tích q 1  do q 2  và q 3  lần lượt gây ra thì

Vì vậy, nếu lực tác dụng lên điện tích q1 do q2 và q3 tương ứng là

Như vậy tổng F trên q 1 do hai điện tích q 2 và q 3 tạo ra là

F = F 12  + F 13

Phương trình của lực có thể được tổng quát cho n số điện tích.

Phương trình trên của lực có thể được tổng quát cho n số điện tích.

Nguyên lý chồng chất nói rằng trong một hệ gồm n số điện tích, q 1 , q 2 ,…, q , lực tác dụng lên q 1 do q 2 giống như định luật Coulomb đưa ra, nghĩa là nó sẽ không bị ảnh hưởng. khi có các điện tích khác q 3 , q ​​4 ,…, q n .

Vậy tổng lực F 1  của điện tích q 1 là vectơ tổng của các lực F 12  + F 13 … … F 1n .

Tổng vectơ nhận được theo luật hình bình hành của phép cộng các vectơ.

Bài tập điện tích định luật cu lông

Câu hỏi 1: Đặt tên cho Đơn vị phí SI.

Trả lời: SI của điện tích là Coulomb (C).

Câu 2: Đề cập đến ba thuộc tính bất kỳ của điện tích.

Câu trả lời: 

  •  Nếu có hai điện tích trong một hệ được đặt tên là q 1 và q 2 thì tổng điện tích của hệ đó có thể được tìm thấy bằng cách cộng hai điện tích đó
Bài tập điện tích định luật cu lông
Bài tập điện tích định luật cu lông

Đối với n số lần điện tích

  • Điện tích là một đại lượng bảo toàn – Không thể tạo ra hoặc phá hủy điện tích. Tuy nhiên, nó có thể được chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác bằng nhiều phương thức khác nhau như dẫn truyền hoặc cảm ứng.
  • Lượng tử hóa điện tích – Nó ngụ ý rằng điện tích là một đại lượng lượng tử hóa và nó có thể được biểu thị dưới dạng bội số tích phân của đơn vị cơ bản của điện tích.

q = I.t

Ở đây,

q = điện tích

e = điện tích trên một electron

n = số electron.

Câu hỏi 3: Một điện tích điểm dương (+ q) được giữ trong vùng lân cận của một tấm dẫn điện chưa tích điện. Vẽ phác đường sức điện trường xuất phát từ điểm lên bề mặt tấm.
Tính biểu thức của điện trường tại bề mặt của một vật dẫn tích điện.

Trả lời: Điện trường do mang điện tích dương có thể được biểu diễn dưới dạng-

Điện trường do tích điện dương có thể được biểu diễn dưới dạng

Câu 4: Hai vỏ cầu bằng kim loại giống hệt nhau A và B có điện tích + 4 Q và – 10 Q đặt cách nhau một khoảng nhất định. Một quả cầu thứ ba giống hệt nhau không tích điện C lần đầu tiên được đặt tiếp xúc với quả cầu A và sau đó với quả cầu B, sau đó hai quả cầu A và B được đưa tiếp xúc với nhau rồi tách ra. Tìm điện tích trên các quả cầu A và B. 

Trả lời: Khi đưa quả cầu A và quả cầu C tiếp xúc với nhau rồi tách ra thì điện tích trên A và C sẽ trở thành 2Q trên mỗi mũi điện tích sẽ phân chia giữa chúng.

Bây giờ khi B và C tiếp xúc với nhau, tổng điện tích của chúng sẽ trở thành 2Q + (- 10 Q) = – 8 Q

Sau khi phân chia điện tích bằng nhau, phí trên mỗi người sẽ là – 4Q

Bây giờ khi A và B tiếp xúc với nhau thì tổng điện tích của chúng sẽ là + 2Q – 4Q = –2Q

Do đó điện tích trên mỗi quả cầu A và quả cầu B sẽ trở thành – Q

Câu 5: Hai điện tích điểm + 3q và – 4q được đặt tại các đỉnh ‘B’ và ‘C’ của một tam giác đều ABC cạnh ‘a’ như hình vẽ bên. Lập biểu thức cho (i) độ lớn và (ii) hướng của điện trường tại đỉnh A do hai điện tích này tạo ra. 

Câu trả lời: 

Câu 6: Hai điện tích điểm có điện tích bằng nhau cách nhau 1 m thì chịu một lực 8 N. Lực tác dụng của chúng sẽ như thế nào nếu chúng được giữ trong nước, ở cùng một khoảng cách? (Cho nước = 80). 

Trả lời: Lực tác dụng lên hai điện tích điểm được cho bởi-

Câu 7: (a) Tìm biểu thức cho điện trường E do một lưỡng cực có chiều dài ‘2a’ tại một điểm cách tâm lưỡng cực r trên đường trục. 
(b) Vẽ đồ thị của E so với r cho r >> a.
(c) Nếu lưỡng cực này được giữ trong điện trường ngoài đều, biểu diễn một cách biểu đồ vị trí của lưỡng cực ở trạng thái cân bằng ổn định và không ổn định và viết biểu thức mômen tác dụng lên lưỡng cực trong cả hai trường hợp. 

Câu trả lời:

(a) Biểu thức của điện trường-

(b) Chỉ các mặt vuông góc với phương của trục x mới góp phần tạo ra Từ thông. Các mặt còn lại của hình lập phương cho thông lượng điện bằng không.

(c) Đồ thị giữa E Vs r

Câu hỏi. 8: Hai điện tích điểm q và – 2 q đặt cách nhau một khoảng d, tìm vị trí của điểm so với điện tích q tại đó điện thế do hệ này sinh ra bằng không.

Trả lời: Cho biết hai điện tích q và – 2 q đặt cách nhau ‘d’

Câu 9: Một lưỡng cực điện momen p được giữ trong điện trường đều E.
(i) Chứng minh rằng không có lực tịnh tiến nào tác dụng lên lưỡng cực.
(ii) Do đó, chứng minh rằng mômen tác dụng lên lưỡng cực được cho bởi pE sin 0 cho biết hướng mà nó tác dụng. (Nước ngoài 2008, 5 Dấu)

Trả lời: (i) Khi đặt lưỡng cực trong điện trường đều E thì lực tác dụng lên + q điện tích do điện trường E gây ra sẽ

Trả lời: Xét một lưỡng cực điện gồm hai điện tích – q và + q đặt trong điện trường đều ngoài E. Chiều dài của lưỡng cực điện là 2l. Mômen lưỡng cực p tạo với phương một góc θ với phương của điện trường.


Các câu hỏi khác về điện tích

Q1. Giải thích ý nghĩa của phát biểu ‘điện tích của một vật là lượng tử hóa’. 

Trả lời: Điện tích không thể được chuyển giao gây ra. Nó sẽ luôn là một tích phân bội của điện tích trên một electron.

Quý 2. Tại sao người ta có thể bỏ qua lượng tử hóa điện tích khi xử lý các điện tích vĩ mô, tức là các điện tích quy mô lớn? 

Trả lời: Trong điện tích có kích thước lớn, độ lớn của điện tích rất lớn (so với điện tích đơn vị). Do đó, mặc dù điện tích được lượng tử hóa, nhưng nó vẫn được coi là liên tục chảy.

Q3. Khi cọ xát một thanh thủy tinh với một miếng vải lụa thì trên cả hai vật đều xuất hiện các điện tích. Hiện tượng tương tự cũng được quan sát với nhiều cặp cơ thể khác. Giải thích cách nhận xét này phù hợp với định luật bảo toàn điện tích. 

Trả lời: Trong các trường hợp được mô tả ở trên, các khoản phí được bảo toàn. Điều này là do nếu một cơ thể mất điện tích (tức là nếu nó mang điện tích dương khi cọ xát), thì cơ thể kia sẽ nhận được các electron (tức là nó trở nên tích điện âm). Do đó, tổng lượng điện tích trên 2 vật thể cộng lại không thay đổi.

Q4. Các điện tích được phân bố như thế nào trong nguyên tử? 

Trả lời: Tất cả các hạt hạ nguyên tử đều có điện tích. Các điện tích được phân bố dưới dạng electron và proton. Các điện tích âm được gọi là các electron trong khi các điện tích dương được gọi là các proton có bên trong hạt nhân của nguyên tử.

Q5. Tại sao điện tích là một đại lượng vô hướng?

Trả lời: Điện tích có cả độ lớn và hướng nhưng nó vẫn là một đại lượng vô hướng. Lý do đằng sau tại sao nó được gọi là đại lượng vô hướng là vì ngoài việc có độ lớn và hướng nếu một đại lượng phải được gọi là vectơ thì nó cũng phải tuân theo luật cộng vectơ chẳng hạn như luật cộng vectơ hình bình hành.

Nhưng nó không thể thực hiện được trong trường hợp có dòng điện. Khi hai dòng điện gặp nhau tại một điểm giao nhau thì tổng các dòng điện này là tổng đại số chứ không phải tổng vectơ. Do đó, dòng điện là một đại lượng vô hướng.

Đỗ Thủy Học Điện Tử

Tôi một người đam mê cung cấp kiến thức cuộc sống và kiến thức giáo dục văn học , vật lý , điện tử đến cho mọi người hãy cùng tôi tiếp nhận kiến thức mới nhé !

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button