THUYẾT ELECTRON

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Yêu cầu:

– Nắm được thuyết electron, định luật bảo toàn điện tích.

– Áp dụng định luật bảo toàn điện tích vào các trường hợp nhiễm điện.

Nội dung:

1.      Thuyết electron

–         Cấu tạo nguyên tử:

+ Hạt nhân gồm: proton mang điện tích dương (e), notron không mang điện.

+ Electron mang điện tích âm (-e) chuyển động quanh hạt nhân.

+ Nguyên tử trung hòa điện: số proton = số electron.

–         Điện tích nguyên tố: e = 1,6.10^-19 C.

–         Thuyết electron:

+ Electron có thể tách ra khỏi nguyên tử để trở thành electron tự do.

+ Nguyên tử mất electron trở thành ion dương, nhận thêm electron thành ion âm.

+ Một vật đang trung hòa điện nhận thêm electron sẽ nhiễm điện âm, cho đi electron sẽ nhiễm điện dương.

2.      Vật dẫn điện và vật cách điện

–         Vật dẫn điện là vật có nhiều điện tích tự do di chuyển trong vật.

–         Vật cách điện là vật có ít điện tích tự do di chuyển trong vật.

3.      Ba hiện tượng nhiễm điện

A. Nhiễm điện do cọ xát

Cho hai vật trung hòa A và B cọ xát với nhau. Nếu electron từ vật A di chuyển sang vật B thì A nhiễm điện dương, B nhiễm điện âm.

B. Nhiễm điện do tiếp xúc

Một vật dẫn trung hòa cho tiếp xúc với vật mang điện thì vật trung hòa có thể bị nhiễm điện cùng dấu với vật mang điện.

Giải thích: Nếu vật B mang điện âm (thừa electron), các electron từ vật B sẽ di chuyển sang vật trung hòa A làm vật A nhiễm điện âm. Trường hợp vật B mang điện dương (thiếu electron), các electron từ vật trung hòa A chạy sang vật B làm vật A nhiễm điện dương.

C. Nhiễm điện do hưởng ứng

Một thanh kim loại trung hòa đặt gần một vật mang điện thì đầu thanh gần vật nhiễm điện trái dấu với vật, đầu kia của thanh nhiễm điện cùng dấu với vật.

Giải thích: Nếu vật nhiễm điện dương, nó sẽ hút electron tự do trong thanh lại gần. Đầu thanh gần vật thừa electron nên nhiễm điện âm. Trường hợp vật nhiễm điện âm thì ngược lại.

BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1. Hai quả cầu kim loại mang điện tích q₁ và q₂ đặt trong không khí cách nhau 1 cm, đẩy nhau bởi một lực F = 2,7.10^-4 N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bởi một lực F’ = 3,6.10^-4 N. Tính q₁ và q₂.

Lời giải:

Khoảng cách hai vật: r = 1 cm = 0,01 m. Hai quả cầu đẩy nhau nên điện tích cùng dấu.

Lực đẩy của hai quả cầu khi chưa tiếp xúc là:

Sau khi tiếp xúc, hai quả cầu có điện tích bằng nhau là: q = (q₁ + q₂)/2

Lực đẩy của hai quả cầu sau khi tiếp xúc là:

Giải hệ (1) và (2) ta có hai cặp nghiệm (10^-9 C, 3.10^-9 C) và (-10^-9 C, -3.10^-9 C)

ĐS: (10^-9 C, 3.10^-9 C) và (-10^-9 C, -3.10^-9 C)

Bài 2. Có hai quả cầu giống nhau mang điện tích q₁ và q₂ có độ lớn như nhau (), khi đưa chúng lại gần nhau thì chúng hút nhau. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách chúng ra một khoảng thì chúng đẩy nhau với một lực bằng bao nhiêu?

Lời giải

Vì ban đầu hai quả cầu hút nhau nên chúng nhiễm điện trái dấu. Mặt khác, độ lớn điện tích bằng nhau nên q₁ = – q_2. Khi cho chúng tiếp xúc, hai quả cầu cân bằng lại điện tích nên điện tích của mỗi quả bằng 0. Hai quả cầu khi tách ra trung hòa điện tích nên không tương tác nhau.

ĐS: 0