Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông - Vật lý lớp 11

Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

- Định luật Cu – lông:

Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

2. Công thức

$F=k.\frac{\left.q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}.$

Trong đó: $k={9.10}^9\frac{N.m^2}{C^2}$là hệ số tỉ lệ.

                   $q_1$và $q_2$là điện tích (C).

r: là khoảng cách giữa hai điện tích (m).

          $\epsilon$: hằng số điện môi của môi trường $\left(\epsilon \ge 1\right)$.

Chú ý:

- Trong chân không $\epsilon =1$hoặc không khí $\epsilon \approx 1$

- Các đơn vị thường gặp

$1pC={10}^{-12}C;1nC={10}^{-9}C;$

$1\mu C={10}^{-6}C;1mC={10}^{-3}C$

3. Mở rộng

Biểu diễn lực tương tác giữa 2 điện tích điểm đứng yên

+ Điểm đặt: Tại điện tích đang xét.

+ Phương: Nằm trên đường thẳng nối hai điện tích điểm.

+ Chiều: Hai điện tích cùng dầu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.

+ Độ lớn:

$F=k.\frac{\left.q_1.q_2\right|}{\epsilon r^2}$

 $=>\begin{array}{l}r=\sqrt{\frac{k.\left.q_1{q}_2\right|}{\epsilon F}}\\ \epsilon =\frac{k.\left.q_1{q}_2\right|}{F{r}^2}\\ \left.q_1.q_2\right|=\frac{F\epsilon r^2}{k}\end{array}$

4. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A.

B. 4F

C. 2F

D. 0,5F

Lời giải:

Theo định luật Cu-lông ta có: Lực tác dụng của điện tích $q_1$lên $q_2$và lực tác dụng của điện tích $q_2$lên $q_1$bằng nhau: $F_{12}=F_{21}=F=k\frac{\left.q_1{q}_2\right|}{\epsilon r^2}$

Đáp án cần chọn là: A

Ví dụ 2:

A. 4F

B. 0,25F

C. 16F

D. 0,0625F

Lời giải:

Ta có:

Khi $r_1=4cm$: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích: $F=k\frac{\left.q_1{q}_2\right|}{\epsilon {r_1}^2}$

Khi $r_2=1cm$: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích: $F^{\text{'}}=k\frac{\left.q_1{q}_2\right|}{\epsilon {r_2}^2}$

$\to \frac{F^{\text{'}}}{F}=\frac{r_1^2}{r_2^2}=\frac{{\left({4.10}^{-2}\right)}^2}{{\left({10}^{-2}\right)}^2}=16\to F^{\text{'}}=16F$

Đáp án cần chọn là: C