Giải bài tập trang 14 SGK Vật lý lớp 11: Thuyết êlectron - Định luật bảo toàn điện tích

Giải bài tập trang 14 SGK Vật lý lớp 11: Thuyết êlectron - Định luật bảo toàn điện tích

Với mong muốn cung cấp nhiều hơn nữa những tài liệu hay dành cho quý thầy cô cùng các bạn học sinh lớp 11 để học tập tốt môn Vật lý. VnDoc đã sưu tầm và gửi tới các bạn: . Mời các bạn tham khảo.

Giải bài tập trang 20, 21 SGK Vật lý lớp 11: Điện trường và cường độ điện trường, đường sức điện

Giải bài tập trang 25 SGK Vật lý lớp 11: Công của lực

Tóm tắt kiến thức cơ bản: Thuyết êlectron - Định luật bảo toàn điện tích

1. Cấu tạo của nguyên tử

a) Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương, nằm ở trung tâm và các êlectron mang điện âm chuyển động xung quanh.

• Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương (H.2.1 SGK).
• Electron có điện tích là -1,6.10^-19C và khối lượng là 9,1.10^-31kg.
• Khối lượng của nơtrôn xấp xỉ bằng khôi lượng của prôtôn.
• Bình thường nguyên tử ở trạng thái trung hòa về điện vì có độ lớn điện tích dương của hạt nhân băng độ lớn của điện tích âm của các êlectron.

b) Điện tích nguyên tố là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Điện tích của êlectron và điện tích của prôtôn là điện tích nguyên tố.

2. Nội dung thuyết êlectron

• Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương.
• Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm một êlectron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.
• Sự cư trú và di chuyển của các êlectron tạo nên các hiện tượng điện.

3. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện

• Vật (chất) dẫn điện là vật (chất) có chứa các điện tích tự do. Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn. Kim loại, các dung dịch axit, bazơ, muối là các chát dẫn điện.
• Vật (chất) cách điện là vật (chất) không chứa các điện tích tự do. Không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, một số nhựa... là các chất cách điện.

4. Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ bị nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.

5. Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa 1 quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của 1 thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.1). Ta thấy đầu M nhiễm điện âm (trái với A) còn đầu N nhiễm điện dương (cùng dấu với A). Sự nhiễm điện của thanh MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng. Hiện tượng tương tự cũng xảy ra khi quả cầu A nhiễm điện âm.

6. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.

Giải bài tập trang 14 SGK Vật lý lớp 11

Câu 1. Trình bày nội dung của thuyết êlectron.

Trả lời:

• Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. Ngược lại, một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm một êlectron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm.
• Sự cư trú hay di chuyển của các êlectron tạo nên các hiện tượng điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên.

Câu 2. Giải thích hiện tượng nhiễm điện dương của một quả cầu kim loại do tiếp xúc bằng thuyết êlectron.

Trả lời: Khi quả cầu kim loại trung hòa điện tiếp xúc với quả cầu nhiễm điện dương thì một phần trong sô êlectron ở quả cầu truyền sang thanh kim loại. Vì thế quả cầu kim loại cũng thiếu êlectron nên nó nhiễm điện dương.

Câu 3. Trình bày hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng và giải thích hiện tượng đó bằng thuyết êlectron.

Trả lời: Đưa 1 quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của 1 thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.1). Ta thấy đầu M nhiễm điện âm (trái với A) còn đầu N nhiễm điện dương (cùng dấu với A). Sự nhiễm điện của thanh MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng. Nếu đưa quả cầu A ra xa, thanh kim loại MN lại trở lại trạng thái trung hòa điện

Giải thích: Thanh kim loại đặt gần quả cầu nhiễm điện dương thì êlectron tự do trong thanh kim loại bị hút lại gần quả cầu. Do đó đầu thanh ở gần quả cầu nhiễm điện âm, đầu kia nhiễm điện dương.

Câu 4. Phát biểu định luật bảo toàn điện tích và vận dụng để giải thích hiện tượng xảy ra khi cho một quả cầu tích điện dương tiếp xúc với một quả cầu tích điện âm.

Trả lời:

• Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện thì tổng đại số của các điện tích dương và âm là không đổi.
• Khi cho một quả cầu tích điện dương tiếp xúc với một quả cầu tích điện âm thì sau khi tách ra, hai quả cầu sẽ nhiễm điện cùng dấu (cùng dấu với quả cầu có điện tích lớn hơn).
• Giải thích: Giả sử trước khi tiếp xúc, quả cầu A tích điện dương (q₁) và quả cầu B tích điện âm (-q₂) với q₁ > |q₂|. Tổng đại số các điện tích là q₁ - q₂ = q > 0.
• Trong quá trình tiếp xúc, có sự dịch chuyển êlectron từ quả cầu N sang qua cầu A. Sau khi tách chúng ra, các quả cầu mang điện tích dương q'₁ và q'₂ với q'₁ + q'₂ = q.

Câu 5. Chọn câu đúng. Đưa một quả cầu tích điện Q lại gần một quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì:

A. M tiếp tục bị hút dính vào Q.
B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q.
C. M rời Q về vị trí thẳng đứng.
D. M bị đẩy lệch về phía bên kia.

Trả lời: Chọn D. M bị đẩy lệch về phía bên kia. Do sau khi tiếp xúc, hai quả cầu nhiễm điện cùng dấu.

Câu 6. Đưa gần một quả cầu Q điện tích dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN (Hình 2.4).

A. Điện tích ở M và N không thay đổi.
B. Điện tích ở M và N mất hết.
C. Điện tích ở M còn, ở N mất.
D. Điện tích ở M mất, ở N còn.

Trả lời: Chọn A. Điện tích ở M và N không thay đối.

Điện tích ở M và N không thay đổi vì khi chạm tay vào trung điềm của MN, thanh MN vần trung hòa, hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng vẫn xảy ra.

Câu 7. Hãy giải thích hiện tượng bụi bám chặt vào các cánh quạt trấn, mặc dù cánh quạt thường xuyên quay rất nhanh.

Trả lời: Cánh quạt thường xuyên quay rất nhanh nên chúng cọ xát với không khí và bị nhiễm điện. Khi cánh quạt bị nhiễm điện, nó có thể hút các vật nhẹ như bụi chẳng hạn, do đó có hiện tượng bụi bám nhiều trên cánh quạt.