Bài tập định luật Coulomb: Các đại lượng liên quan đến độ lớn lực Coulomb

Bài tập định luật Coulomb có một số dạng cơ bản, trong đó các bài tập tính toán các đại lượng liên quan đến độ lớn lực Coulomb được nói đến đầu tiên. Ở dạng bài tập này về lực cu-lông, chúng ta chỉ áp dụng chủ yếu biểu thức lực tĩnh điện giữa hai điện tích điểm (lực cu-lông). Các bài tập có thể tăng dần mức độ khi kết hợp thêm định luật bảo toàn điện tích và thuyết cấu tạo phân tử. Đảm bảo giúp các em học sinh luyện tập một cách phù hợp.

---

Kiến thức cơ bản về điện tích và định luật Coulomb

Điện tích

Hai loại hạt mang điện cơ bản là êlectron mang điện tích âm $e=-1.6\times 10^{-19}\ \text{C}$ và prôtôn mang điện tích dương $|e|=1.6\times 10^{-19}\ \text{C}$.
Một vật trung hòa về điện (vật không nhiễm điện) là vật có số êlectron bằng số prôtôn.
Một vật nhiễm điện dương $q$ là vật có số êlectron ít hơn số prôtôn, ta thường nói vật đó thiếu êlectron. Số êlectron thiếu là $$n=|\frac{q}{e}|$$ Một vật nhiễm điện âm $-q$ là vật có số êlectron nhiều hơn số prôtôn, ta thường nói vật đó thừa êlectron. Số êlectron thừa cũng được tính bằng $$n=|\frac{q}{e}|$$

Định luật bảo toàn điện tích

Một hệ kín gồm các vật mang điện tích $q_1$, $q_2$,... Sau khi tiếp xúc với nhau (không tiếp xúc với các vật ngoài hệ) thì điện tích của các vật thay đổi sang các giá trị $q_1'$, $q_2'$,... Tuy nhiên tổng điện tích của các vật không đổi. Ta có thể viết là $$q_1'+q_2'+...=q_1+q_2+... $$

Định luật Coulomb

Hai điện tích điểm (vật có kích thước rất nhỏ tích điện) $q_1$ và $q_2$ cách nhau một khoảng $r$ trong chân không, nếu hai điện tích cùng dấu chúng sẽ đẩy nhau, hai điện tích trái dấu cúng sẽ hút nhau, lực đẩy hoặc lực hút đó gọi là lực tĩnh điện hoặc lực Coulomb, có hướng như hình 1, hình 2, hình 3 có độ lớn $$F_\text{đ}=9\times10^9\frac{|q_1q_2|}{r^2}$$

Hình 1: Hai điện tích cùng dấu âm đẩy nhau.

Hình 2: Hai điện tích cùng dấu dương cũng đẩy nhau.

Hình 3: Hai điện tích trái dấu thì hút nhau.

Nếu hệ thống đặt trong điện môi (môi trường cách điện) thì lực tĩnh điện giảm đi $ε$ lần, $ε$ được gọi là hằng số điện môi. Các chất điện môi khác nhau có hằng số điện môi khác nhau. $$F_\text{đ}=9\times10^9\frac{|q_1q_2|}{\varepsilon r^2}$$

Hãy bấm vào nút BẮT ĐẦU LÀM BÀI để làm bài tập định luật Coulomb

Câu 1. Một vật thừa $10^5$ êlectron thì vật đó
A. nhiễm điện $10^{5}\ \text{C}$.
B. nhiễm điện $-10^{5}\ \text{C}$.
C. nhiễm điện $1.6\times 10^{-14}\ \text{C}$.
D. nhiễm điện $-1.6\times 10^{-14}\ \text{C}$.

Câu 2. Hai điện tích điểm $q_1=1.2\times 10^{-9}\ \text{C}$ và $q_2=1.5\times 10^{-9}\ \text{C}$ đặt cách nhau một khoảng 30 cm trong không khí. Lực tĩnh điện (lực Cu-lông) giữa hai điện tích có độ lớn bằng
A. $1.6\times 10^{-7}\ \text{N}$.
B. $1.8\times 10^{-7}\ \text{N}$.
C. $1.7\times 10^{-7}\ \text{N}$.
D. $1.9\times 10^{-7}\ \text{N}$.

Câu 3. Lực tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí là $6\times 10^{-6}\ \text{N}$. Khi đặt hai điện tích này trong điện môi có hằng số điện môi $\varepsilon=3$ mà vẫn giữ nguyên khoảng cách thì lực tĩnh điện giữa hai điện tích là
A. $2\times 10^{-6}\ \text{N}$.
B. $18\times 10^{-6}\ \text{N}$.
C. $3\times 10^{-6}\ \text{N}$.
D. $9\times 10^{-6}\ \text{N}$.

Câu 4. Hai quả cầu nhiễm điện $q_1=1.6\times 10^{-12}\ \text{C}$ và $q_2=0.6\times 10^{-12}\ \text{C}$. Sau khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau thì chúng tích điện bằng nhau. Điện tích mỗi quả cầu sau khi tiếp xúc nhau là
A. $1.4\times 10^{-12}\ \text{C}$.
B. $1.3\times 10^{-12}\ \text{C}$.
C. $1.2\times 10^{-12}\ \text{C}$.
D. $1.1\times 10^{-12}\ \text{C}$.

Câu 5. Hai điện tích điểm giống nhau đặt cách nhau 45 cm trong không khí. Lực Coulomb (lực tĩnh điện) giữa hai điện tích có độ lớn $0.81\times10^{-5}\ \text{N}$. Độ lớn điện tích của mỗi hạt bằng
A. $1.34\times 10^{-8}\ \text{C}$.
B. $1.35\times 10^{-8}\ \text{C}$.
C. $1.36\times 10^{-8}\ \text{C}$.
D. $1.37\times 10^{-8}\ \text{C}$.

Câu 6. Cho biết điện tích của một êlectron có độ lớn $1.6\times 10^{-19}\ \text{C}$. Một hạt mang điện tích $q$ thì $q$ không thể nhận giá trị nào sau đây?
A. $-4.80\times 10^{-19}$.
B. $-1.12\times 10^{-18}$.
C. $3.04\times 10^{-19}$.
D. $1.76\times 10^{-18}$.

Câu 7. Phát biểu nào sau đây đúng về sự nhiễm điện?
A. Một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật đã nhiễm điện thì cả hai nhiễm điện cùng dấu..
B. Một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật đã nhiễm điện thì cả hai nhiễm điện trái dấu..
C. Hai vật chưa nhiễm điện nếu tiếp xúc với nhau thì chúng nhiễm điện cùng dấu..
D. Hai vật chưa nhiễm điện nếu tiếp xúc với nhau thì chúng nhiễm điện trái dấu..

Câu 8. Đặt hai điện tích điểm trong không khí, lực tĩnh điện giữa chúng có độ lớn $F$. Nếu dịch chuyển hai điện tích lại gần nhau thêm 10 cm thì lực tĩnh điện giữa hai điện tích là $1.44F$. Khoảng cách ban đầu giữa hai điện tích là
A. 54 cm.
B. 72 cm.
C. 80 cm.
D. 60 cm.

Câu 9. Hai điện tích điểm $q_1$ và $q_2$ đặt cách nhau 2 cm trong không khí, lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là $6.75\times10^{−3}\ \text{N}$. Biết $q_1 + q_2 = 4\times10^{−8}\ \text{C}$ và $q_2 \gt q_1$. Giá trị của $q_2$ là
A. $3.6\times10^{−8}\ \text{C}$.
B. $3.2\times10^{−8}\ \text{C}$.
C. $3.0\times10^{−8}\ \text{C}$.
D. $2.4\times10^{−8}\ \text{C}$.

Câu 10. Hai vật bằng kim loại A và B, ban đầu chưa tích điện, đặt tiếp xúc với nhau. Đưa một quả cầu C tích điện dương đến gần hai vật A và B, đặt ở phía vật A (hình 4). Tách rời hai vật A và B ra xa nhau rồi đưa quả cầu C ra rất xa chúng.

Hình 4

Phát biểu nào sau đây đúng về điện tích của A và B?
A. Vật A nhiễm điện âm và vật B nhiễm điện dương.
B. Cả hai vật A và B đều nhiễm điện âm.
C. Cả hai vật A và B đều không nhiễm điện.
D. Vật A nhiễm điện dương và vật B nhiễm điện âm.

Câu 11. Hai quả cầu nhỏ tích điện dương như nhau, đặt cách nhau 10 cm trong không khí, lực tĩnh điện giữa chúng có độ lớn $2\times10^{-3}\ \text{N}$. Mỗi quả cầu
A. thiếu $1.2\times10^{11}$ êlectron.
B. thiếu $2.9\times10^{11}$ êlectron.
C. thừa $1.2\times10^{11}$ êlectron.
D. thừa $2.9\times10^{11}$ êlectron.

Câu 12. Một quả cầu nhiễm điện $0.3\times10^{-9}\ \text{C}$ và một quả cầu chưa nhiễm điện. Sau khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa chúng đến vị trí cách nhau 2 cm trong không khí thì lực tĩnh điện giữa chúng là $2.8125\times10^{-7}\ \text{N}$. Điện tích của một trong hai quả cầu sau khi tiếp xúc nhau là
A. $0.04\times10^{-9}\ \text{C}$.
B. $0.06\times10^{-9}\ \text{C}$.
C. $0.03\times10^{-9}\ \text{C}$.
D. $0.05\times10^{-9}\ \text{C}$.

Hãy bấm vào nút NỘP BÀI để xem kết quả bài tập lực Coulomb

---

Chuyên mục: Kiểm tra thử vật lý 11,