Định luật bảo toàn điện tích là gì, công thức tính như thế nào là vấn đề được nhiều em học sinh quan tâm hiện nay. Bài viết sau đây chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu chi tiết về nội dung định luật bảo toàn điện tích, cũng như một số dạng bài tập áp dụng cơ bản để hiểu hơn về định luật này nhé.
Thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích vật lý 11
Cấu tạo của nguyên tử phương diện điện
Nguyên tử được cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm, các electron mang điện âm sẽ được chuyển động xung quanh. Các hạt nhân có cấu tạo bao gồm 2 loại hạt là nơtron không mang điện, cùng với proton mang điện tích dương.
- Electron sở hữu điện tích e = – 1,6.10-19C, khối lượng me = 9,1.10-31kg.
- Proton có điện tích q = +1,6.10-19 C, khối lượng mp = 1,6.10-27kg.
- Khối lượng của notron xấp xỉ với khối lượng của proton.
Số proton trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân, cho nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân sẽ được bằng với độ lớn điện tích âm electron.
Điện tích của electron, cùng điện tích của proton là điện tích nhỏ nhất ta có thể có được. Cho nên ta sẽ gọi chúng là các điện tích nguyên tố (âm hoặc dương).
Thuyết electron
Nguyên tử trung hòa điện tích:
- Electron có thể thực hiện dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
- Các Ion dương là những nguyên tử mất e. Còn các Ion âm là nguyên tử thừa e.
Electron có thể dịch chuyển từ vật này qua vật khác dẫn tới nhiễm điện:
- Các vật nhiễm điện âm chính là những vật thừa e.
- Các vật nhiễm điện dương chính là các vật thiếu e.
Phát biểu định luật bảo toàn điện tích
Trong một hệ cô lập về điện thì tổng đại số điện tích trong hệ là hằng số không đổi. Theo đó, hệ cô lập về điện là hệ vật không có sự trao đổi điện tích với những vật khác ngoài hệ.
Ta có công thức định luật bảo toàn điện tích như sau:
Q1 + Q2 + …….= Q1’+ Q2’+ ……..
Trong đó:
- Q1; Q2: đây là điện tích trước tương tác
- Q’1; Q’2: là điện tích sau tương tác.
Xem thêm: Phản ứng phân hạch là gì? Phương trình, ứng dụng, ví dụ
Các cách nhiễm điện cơ bản
Nhiễm điện do cọ xát
Ta cho 2 vật cọ xát với nhau, lúc này 2 vật nhiễm điện trái dấu có độ lớn bằng nhau bởi vì các electron từ vật này bật sang vật kia. Sau khi tách 2 vật ra thì điện tích của chúng vẫn giữ nguyên sau quá trình cọ xát.
Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Nếu như ta cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật đã bị nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó, đây chính là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
Sự nhiễm điện do hưởng ứng
Ta thực hiện cho một thanh (vật) bằng kim loại treo gần một vật A bị nhiễm điện. Kết quả là thanh (vật) kim loại đó có 2 đầu nhiễm điện trái dấu (Đầu gần A nhiễm điện trái dấu với A, đầu còn lại bị nhiễm điện cùng dấu với A), tổng đại số điện tích của thanh (vật) kim loại vẫn bằng không. Bỏ A ra xa điện tích của vật đó sẽ trở lại như cũ.
Lý do: Bởi vì khi ta cho thanh (vật) B lại gần quả cầu A mang điện dương, bởi vì lực hút tĩnh điện, nên electron trong vật B sẽ bị hút về phía A, khiến cho đầu gần A thừa sẽ mang điện âm, đầu còn lại thiếu electron mang điện dương. Nhưng vì electron chỉ chuyển từ đầu này sang đầu khác, cho nên B vẫn trung hoà. Sau khi nhiễm điện, nếu như A ra xa thì do sự chênh lệch mật độ/lực hút, thì electron sẽ chuyển động trở lại, B sẽ bị trở lại trạng thái ban đầu.
Xem thêm: Phản ứng nhiệt hạch là gì? Ứng dụng, ví dụ phản ứng nhiệt hạch
Bài tập trắc nghiệm electron, định luật bảo toàn điện tích
Câu 1: Chọn đáp án sai trong số các phát biểu sau đây:
- Hạt electron là những hạt mang điện tích âm, độ lớn là 1,6.10-19C.
- Hạt electron là hạt mang khối lượng m = 9,1.10-31 kg.
- Nguyên tử có thể bị mất hay nhận thêm electron để có thể trở thành ion.
- Electron không có khả năng chuyển động từ vật này sang vật khác.
=> Đáp án: D
Câu 2: Phát biểu nào không đúng trong những phát biểu sau đây:
- Dựa theo thuyết electron, vật nhiễm điện dương là vật bị thiếu electron.
- Theo thuyết electron, vật bị nhiễm điện âm là vật thừa electron.
- Theo thuyết electron, vật nhiễm điện dương là vật đã được nhận thêm các ion dương.
- Theo thuyết electron, vật bị nhiễm điện âm chính là vật đã nhận thêm được electron.
=> Đáp án: C
Câu 3: Ta đưa 1 quả cầu điện tích Q lại gần với một quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc được treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M sẽ bị hút dính vào quả cầu Q. Vậy sau đso sẽ như thế nào?
- M sẽ tiếp tục bị hút vào Q
- M rời Q, nhưng sau đó vẫn bị hút lệch về phía Q
- M rời Q để về vị trí thẳng đứng
- M sẽ bị đẩy lệch về phía bên kia.
=> Đáp án: D
Giải thích: Ban đầu M sẽ bị hút dính vào Q nguyên nhân là vì hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng. Sau khi dính vào Q chúng lại xảy ra hiện tượng nhiễm điện tiếp xúc với Q, vì thế nên M và Q bị nhiễm điện giống nhau và sau đó là bị đẩy ra xa.
Hy vọng với những chia sẻ mà chúng tôi mang đến trên đây đã giúp bạn đọc có thể hiểu được rõ hơn về định luật bảo toàn điện tích. Qua đó giúp cho bạn đọc có thể áp dụng để làm tốt được dạng bài tập này!
