Giải Vật lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo SGK

10:13:0514/05/2024

Hướng dẫn Giải Vật lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo SGK bài 11: Định luật COULOMB về tương tác tĩnh điện, chi tiết dễ hiểu để học sinh tham khảo giải Vật lí 11 chân trời sáng tạo tốt hơn, giỏi hơn.

Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo: Câu hỏi 5

Hai vật nhỏ tích điện cùng dấu, ban đầu được giữ ở vị trí rất gần nhau. Dựa vào công thức (11.1), em hãy mô tả đặc điểm chuyển động của hai vật ngay thời điểm khi chúng được thả tự do. Giả sử hai vật chỉ chịu tác dụng của lực tương tác tĩnh điện giữa chúng.

Giải Câu hỏi 5 Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo:

Hai vật nhỏ tích điện cùng dấu, chúng sẽ đẩy nhau. Khi chúng được giữ ở vị trí ban đầu rất gần nhau, sau đó được thả tự do thì chúng sẽ chuyển động về hai hướng ngược nhau, trên cùng một phương (đường nối đi qua tâm của hai vật nhỏ).

Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo: Luyện tập

Theo mô hình nguyên tử của nhà vật lí Ernest Rutherford (O-nít Rơ-dơ-pho) (1871 - 1937), nguyên tử gồm hạt nhân (tập trung hầu hết khối lượng của nguyên tử và có kích thước rất nhỏ so với bán kính nguyên tử) mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm chuyển động trên các quỹ đạo tròn xung quanh hạt nhân.

Xét mô hình nguyên tử Rutherford cho nguyên tử hydrogen (Hình 11.6), em hãy cho biết lực giữ cho electron chuyển động tròn quanh hạt nhân là lực gì? Xác định phương, chiều của lực đó.

Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo: Luyện tập [SCRITP_ADS_IN_IMAGE]

Giải Luyện tập Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo:

- Lực giữ cho electron chuyển động tròn quanh hạt nhân là lực tương tác tĩnh điện giữa proton và electron, lực này là lực hút của proton đặt lên electron và nó đóng vai trò là lực hướng tâm.

- Phương của lực có phương bán kính (đường nối của proton và electron, chiều hướng vào tâm quỹ đạo.

Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo: Vận dụng

Tại 3 điểm A, B, C cố định trong chân không, đặt 3 điện tích điểm có giá trị lần lượt là q₁ = 6.10^-6 C, q₂ = –6.10^-6 C và q₃ = 3.10^-6 C. Biết AB = 3 cm, AC = 4 cm và BC = 5 cm. Tính độ lớn lực tác dụng lên điện tích điểm đặt tại C.

Giải Vận dụng Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo:

Dựa vào độ dài các đoạn thẳng ta thấy tam giác ABC là tam giác vuông tại A.

Vật Lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo: Vận dụng Độ lớn các lực tương tác tĩnh điện tác dụng lên điện tích điểm đặt tại C là:

$F_{13}=k\frac{|q_1q_2|}{AC^2}=9.10^9.\frac{|6.10^{-6}.3.10^{-6}|}{0,04^2}=101,25(N)$

$F_{23}=k\frac{|q_2q_3|}{BC^2}=9.10^9.\frac{|6.10^{-6}.3.10^{-6}|}{0,05^2}=64,8(N)$

$cos\widehat{ACB}=\frac{AC}{BC}=\frac{4}{5}\Rightarrow \widehat{ACB}=arccos\frac{4}{5}$

Độ lớn lực tổng hợp:

$F_3^2=F_{13}^2+F_{23}^2+2F_{13}.F_{23}.cos(180^o-\widehat{ACB})$

Thay số ta được: F₃ ≈ 62,9 (N).

Bài 1 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Sau khi cọ xát thanh thuỷ tinh (trung hoà về điện) với mảnh lụa, thanh thuỷ tinh tích điện dương và có giá trị 13 nC.

Hãy giải thích quá trình tích điện cho thanh thuỷ tinh và xác định số electron đã bị bứt ra khỏi thanh thuỷ tinh.

Giải bài 1 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Ta có: 13 nC = 13.10^-9 C

Khi hai vật trung hòa về điện cọ xát với nhau thanh thủy tinh sẽ bị mất một số electron nên thiếu electron và tích điện dương.

Mảnh lụa sẽ nhận được electron của thanh thủy tinh nên thừa electron và sẽ tích điện âm.

Theo định luật bảo toàn điện tích thì tổng điện tích của hai vật sau khi tiếp xúc bằng không.

Nên số số electron đã bị bứt ra khỏi thanh thuỷ tinh là:

$\small n=\frac{13.10^{-9}}{1,6.10^{-19}}=8,125.10^{10}\: (e)$

Bài 2 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Một phân tử DNA bao gồm hai nhánh xoắn kép được liên kết với nhau có chiều dài 0,459.10⁻⁶ m. Phần đuôi của phân tử có thể bị ion hoá mang điện tích âm q₁=−1,6.10⁻¹⁹ C đầu còn lại mang điện tích dương q₂=1,6.10⁻¹⁹ C.

Phân tử xoắn ốc này hoạt động như một lò xo và bị nén 1% sau khi bị tích điện. Xác định "độ cứng k" của phân tử. Biết phân tử DNA trong nhân tế bào và môi trường xung quanh là nước; hằng số điện môi của nước là 81.

Giải bài 2 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Lực tương tác tĩnh điện của phân tử DNA:

$\small F=k\frac{\left | q_1q_2 \right |}{\varepsilon r^2}$ $\dpi{100} \small =9.10^9.\frac{\left | (-1,6.10^{-19}).1,6.10^{-19} \right |}{81.(0,459.10^{-6})^2}$

$\small =1,35.10^{-17}(N)$

Phân tử bị nén 1% sau khi bị tích điện tương đương như độ biến dạng của lò xo:

$\small \Delta l=0,459.10^{-6}.\frac{1}{100}=4,59.10^{-9}(m)$

Lực tương tác tĩnh điện có độ lớn bằng với lực đàn hồi:

$\small F_{dh}=k\Delta l=F$

Độ cứng của phân tử là:

$\small k=\frac{F}{\Delta l}=\frac{1,35.10^{-17}}{4,59.10^{-9}}=2,9.10^{-9}(N/m)$

Bài 3 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Hai quả cầu A, B có kích thước nhỏ được đặt cách nhau một khoảng 12 cm trong chân không. Biết quả cầu A có điện tích –3,2.10^-7 C và quả cầu B có điện tích 2,4.10^-7 C.

a) Tính lực tương tác giữa hai quả cầu.

b) Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, sau đó đặt cách nhau một khoảng như lúc đầu. Biết rằng, sau khi tiếp xúc, hai quả cầu có điện tích bằng nhau. Tính lực tương tác giữa hai quả cầu lúc này.

Giải bài 3 trang 72 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

a) Tính lực tương tác giữa hai quả cầu.

Lực tương tác giữa hai quả cầu là:

$\dpi{100} \small F=k\frac{\left | q_1q_2 \right |}{ r^2}$ $\dpi{100} \small =9.10^9.\frac{\left | (-3,2.10^{-7}).2,4.10^{-7} \right |}{0,12^2}$

$\small =0,048(N)$

b) Tính lực tương tác giữa hai quả cầu

Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, điện tích mỗi quả cầu sau khi được tách nhau ra là:

$\small q_1'=q_2'=\frac{q_1+q_2}{2}=-4.10^{-8}(C)$

Lực tương tác giữa hai quả cầu:

$\dpi{100} \small F=k\frac{\left | q_1'.q_2' \right |}{ r^2}$ $\small \dpi{100} \small =9.10^9.\frac{\left | (-4.10^{-8}).(-4.10^{-8}) \right |}{0,12^2}$

$\dpi{100} \small =0,001(N)$

Với nội dung Giải Vật lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo chi tiết, dễ hiểu ở trên. Hay Học Hỏi hy vọng giúp các em nắm vững phương pháp giải Vật lí 11 Chân trời sáng tạo. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để được ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.

• Xem thêm Giải Vật lí 11 Chân trời sáng tạo khác

Giải Vật lí 11 trang 68 Chân trời sáng tạo SGK

Giải Vật lí 11 trang 69 Chân trời sáng tạo SGK

Giải Vật lí 11 trang 70 Chân trời sáng tạo SGK

Giải Vật lí 11 trang 71 Chân trời sáng tạo SGK

Giải Vật lí 11 trang 72 Chân trời sáng tạo SGK