Một phân tử DNA bao gồm hai nhánh xoắn kép được liên kết với nhau có chiều dài 0,459.10^-6 m

Van Anh Ngày: 06-09-2024 Lớp 11

1.8 K

Với giải Bài 2 trang 72 Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 11: Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 11: Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện

Bài 2 trang 72 Vật Lí 11: 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.

Lời giải:

Lực tương tác tĩnh điện của phân tử DNA:

Một phân tử DNA bao gồm hai nhánh xoắn kép được liên kết với nhau

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

$Δ l = 0, {459.10}^{- 6} .1 % = 4, {59.10}^{- 9} m$

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

Độ cứng của phân tử là: $k = \frac{F}{Δ l} = \frac{1, {35.10}^{- 17}}{4, {59.10}^{- 9}} = 2, {9.10}^{- 9} N / m$

Bài tập vận dụng:

Câu 1: Mỗi hại bụi li ti trong không khí mang điện tích $q = - 9, 6 \cdot 10^{- 13} C$ . Hỏi mỗi hại bụi ấy thừa hay thiếu bao nhiêu electron? Biết điện tích electron có độ lớn là 1,6.10^-19 C.

A. Thừa 6,10⁶ hạt.

B. Thừa 6.10⁵ hạt.

C. Thiếu 6,10⁶ hạt.

D. Thiếu 6.10⁵ hạt.

Hướng dẫn giải

Số electron là: $N_{e} = |\frac{q}{e}| = |\frac{- 9,6 \cdot 10^{- 13}}{- {1,6.10}^{- 19}}| = {6.10}^{6}$ hạt. Vì $q < 0$ nên hạt bụi thừa 6.10⁶ hạt electron.

Đáp án đúng là A

Câu 2. Vật A mang điện với điện tích 2 μC, vật B mang điện với điện tích 6 μC. Lực điện do vật A tác dụng lên vật B là ${\vec{F}}_{AB}$ . Lực điện do vật B tác dụng lên vật A là ${\vec{F}}_{BA}$ . Biểu thức nào sau đây đúng?

A. ${\vec{F}}_{AB} = - 3 {\vec{F}}_{BA}$ .

B. ${\vec{F}}_{AB} = - {\vec{F}}_{BA}$ .

C. $3 {\vec{F}}_{AB} = - {\vec{F}}_{BA}$ .

D. ${\vec{F}}_{AB} = 3 {\vec{F}}_{BA}$ .

Hướng dẫn giải

Lực điện do A tác dụng lên B và lực điện do B tác dụng lên A là hai lực trực đối, có cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn, khác điểm đặt.

Đáp án đúng là B

Câu 3. Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, mang điện tích 2Q và -Q được đặt cách nhau một khoảng r, lực điện tác dụng lên nhau có độ lớn là F. Nối chúng lại với nhau bằng một dây dẫn điện, sau đó bỏ dây dẫn đi. Sau khi bỏ dây nối, hai quả cầu tác dụng lên nhau một lực điện có độ lớn là

A. F.

B. F/2.

C. F/4.

D. F/8.

Hướng dẫn giải

Lực điện ban đầu: $F_{1} = k \frac{|2 Q . (- Q)|}{r^{2}} = 2 k \frac{|Q^{2}|}{r^{2}} = F$