Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 42 chi tiết trong Bài 11: Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 11: Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện

Bài 11.7 (H) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Xét ba quả cầu nhỏ A, B, C được đặt trên một mặt bàn nằm ngang, trơn nhẵn và cách điện trong không khí. Biết rằng quả cầu A mang điện tích dương, quả cầu B và quả cầu C mang điện tích âm. Cho quả cầu B di chuyển trên đoạn thẳng nối tâm quả cầu A và quả cầu C. Trong quá trình di chuyển đó, có bao nhiêu vị trí để quả cầu B nằm cân bằng dưới tác dụng của lực tĩnh điện.

Lời giải:

Không có vị trí nào trên đoạn thẳng nối giữa quả cầu A và quả cầu C để quả cầu B nằm cân bằng dưới tác dụng của lực tĩnh điện. Vì lực tĩnh điện do quả cầu A tác dụng lên quả cầu B và do quả cầu C tác dụng lên quả cầu B luôn cùng phương, cùng chiều nên không thể cân bằng.

Bài 11.8 (H) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Độ lớn lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm q₁ và q₂ sẽ thay đổi như thế nào nếu ta tăng khoảng cách giữa hai điện tích lên gấp đôi và giảm độ lớn q₁ xuống một nửa.

Lời giải:

Giảm 8 lần vì lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Bài 11.9 (H) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Ban đầu, khi hai điện tích điểm được đặt trong chân không thì độ lớn lực tĩnh điện giữa chúng là F. Sau đó, hai điện tích điểm được đặt trong môi trường điện môi A sao cho giá trị hai điện tích và khoảng cách giữa chúng được giữ không đổi. Khi đó, độ lớn lực tĩnh điện giữa chúng là $\frac{F}{4,5}$ . Hãy xác định giá trị hằng số điện môi của môi trường A.

Lời giải:

Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm trong môi trường A giảm 4,5 lần so với trường hợp hai điện tích điểm trong chân không, suy ra hằng số điện môi của môi trường A bằng 4,5 .

Bài 11.10 (VD) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Hai điện tích điểm $q_1=8\cdot {10}^{-8}\text{C}$  và $q_2=-3\cdot {10}^{-8}\text{C}$  đặt trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau 3 cm. Đặt điện tích điểm $q_0={10}^{-8}\text{C}$  tại điểm M là trung điểm của AB. Biết $k={9.10}^9\frac{{\text{Nm}}^2}{{\text{C}}^2}$ , tính lực tĩnh điện tổng hợp do q₁ và q₂ tác dụng lên q₀.

Lời giải:

Lực tĩnh điện  do q₁ và q₂ gây ra tại M cùng hướng với nhau nên:

$F_0=F_{10}+F_{20}=k\frac{\left|q_0\right|\left(\left|q_1\right|+\left|q_2\right|\right)}{{\left(\frac{AB}{2}\right)}^2}=9\cdot {10}^9\cdot \frac{{10}^{-8}\left(8\cdot {10}^{-8}+3\cdot {10}^{-8}\right)}{{\left(\frac{0,03}{2}\right)}^2}=0,044\text{ N}$

Bài 11.11 (VD) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho hai điện tích điểm $q_1=6\mu \text{C}$  và $q_2=54\mu \text{C}$  đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 6 cm. Sau đó người ta đặt một điện tích q₃ tại điểm C.

a) Xác định vị trí điểm C để điện tích q₃ nằm cân bằng.

b) Xác định dấu và độ lớn của q₃ để cả hệ cân bằng.

Lời giải:

a) Do $q_1{q}_2>0$ , nên để q₃ cân bằng thì q₃ phải nằm trong đoạn AB.

Ta có: ${\overrightarrow{F}}_3={\overrightarrow{F}}_{13}+{\overrightarrow{F}}_{23}=\overrightarrow{0}$ .

$\Rightarrow F_{13}=F_{23}\iff k\frac{\left|q_1{q}_3\right|}{\epsilon A{C}^2}=k\frac{\left|q_2{q}_3\right|}{\epsilon B{C}^2}\iff \frac{6}{A{C}^2}=\frac{54}{B{C}^2}\iff 3AC-BC=0.$

Mà AC + BC = AB = 6 cm => AC = 1,5 cm và BC = 4,5 cm .

Vậy điểm C cách điểm A và B lần lượt là 1,5 cm và 4,5 cm.

b) Vì $q_1{q}_2>0$ , nên lực tác dụng lên q₂ là lực đẩy. Vậy để hệ cân bằng thì $q_3<0$ .

$F_{12}=F_{32}\iff k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon A{B}^2}=k\frac{\left|q_2{q}_3\right|}{\epsilon B{C}^2}\iff \frac{\left|q_1\right|}{A{B}^2}=\frac{\left|q_3\right|}{B{C}^2}$

$\Rightarrow \left|q_3\right|=\left|q_1\right|\frac{B{C}^2}{A{B}^2}=6\cdot {\left(\frac{4,5}{6}\right)}^2=3,375\mu \text{C}$

Vậy điện tích của q₃ là $-3,375\mu \text{C}$ .

Lực tĩnh điện tổng hợp tác dụng lên q₀ có phương trùng với đường nối AB và hướng về phía q₂.

Bài 11.12 (VD) trang 42 Sách bài tập Vật Lí 11: Xét hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mang các điện tích q₁ và q₂ đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực có độ lớn 2,7.10^-4 N. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi lại đưa về vị trí ban đầu thì lực đẩy giữa chúng có độ lớn 3,6.10^-4 N. Tính q₁ và q₂.

Lời giải:

Ban đầu: $F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{R^2}\Rightarrow \left|q_1{q}_2\right|=\frac{F{R}^2}{k}\Rightarrow q_1{q}_2=1,2\cdot {10}^{-17}{\text{C}}^2$ .

Vì hai quả cầu như nhau và hệ cô lập về điện, nên sau khi tiếp xúc điện tích trên mỗi quả cầu là $q_1^{\text{'}}=q_2^{\text{'}}=\frac{q_1+q_2}{2}$ .

Khi đó: $F^{\text{'}}=\frac{k}{R^2}{\left(\frac{q_1+q_2}{2}\right)}^2\iff {\left(q_1+q_2\right)}^2=\frac{4F^{\text{'}}{R}^2}{k}\iff q_1+q_2=\pm \sqrt{\frac{4F^{\text{'}}{R}^2}{k}}=\pm {8.10}^{-9}\text{C. }$

Trường hợp 1: $q^2-{8.10}^{-9}q+1,{2.10}^{-17}=0$ .

Suy ra: $\left\{\begin{array}{l}{q}_1={2.10}^{-9}\text{C}\\ q_2={6.10}^{-9}\text{C}\end{array}\right.$  hoặc $\left\{\begin{array}{l}{q}_1={6.10}^{-9}\text{C}\\ q_2={2.10}^{-9}\text{C}\end{array}\right.$

Trường hợp 2: $q^2+{8.10}^{-9}q+1,{2.10}^{-17}=0$ .

Suy ra: $\left\{\begin{array}{l}{q}_1=-{2.10}^{-9}\text{C}\\ q_2=-{6.10}^{-9}\text{C}\end{array}\right.$  hoặc $\left\{\begin{array}{l}{q}_1=-{6.10}^{-9}\text{C}\\ q_2=-{2.10}^{-9}\text{C}\end{array}\right.$