Bài 2: Thuyết electron - Định luật bảo toàn điện tích

Lý thuyết

Câu C1 trang 12 SGK Vật lý 11

Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích hiện tượng nhiễm điện của thanh thủy tinh khi cọ sát vào dạ, cho rằng trong hiện tượng này, chỉ có các êlectron có thể di chuyển từ vật nọ sang vật kia

Hướng dẫn giải

Khi cọ sát thanh thủy tinh vào dạ, êlectron từ thanh thủy tinh đã chuyển qua cho dạ làm dạ nhiễm điện âm. Còn thanh thủy tinh mất êlectron nên nhiễm điện dương.

Câu C2 trang 12 SGK Vật lý 11

Hãy nêu một định nghĩa khác về chất dẫn điện và vật cách điện

Hướng dẫn giải

• Chất dẫn điện là chất mà điện tích có thể tự do di chuyển khắp mọi điểm của vật làm bằng chất đó.

• Chất cách điện (hay điện môi) là những chất mà điện tích không di chuyển được từ nơi này sang nơi khác bên trong vật làm bằng chất đó.

Câu C3 trang 12 SGK Vật lý 11

Chân không là chất dẫn điện hay cách điện? Tại sao?

Hướng dẫn giải

Chân không là chất cách điện vì trong chân không không có điện tích tự do

Câu C4 trang 13 SGK Vật lý 11

Hãy giải thích sự nhiễm điện của một quả cầu kim loại khi cho nó tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương.

Hướng dẫn giải

Khi cho quả cầu kim loại tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương thì vật nhiễm điện dương sẽ hút các êlectron tự do của quả cầu kim loại qua nó cho đến khi điện tích hai vật cân bằng. Do đó sau khi tiếp súc với vật nhiễm điện dương thì quả cầu kim loại cũng sẽ nhiễm điện dương vì bị mất êlectron.

Câu C5 trang 13 SGK Vật lý 11

Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng. Biết rằng trong kim loại có êlectron tự do.

Hướng dẫn giải

Hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng:

Đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.3). Đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương. Nếu đưa quả cầu A ra xa thì thanh kim loại MN trở lại trạng thái trung hòa về điện .

Giải thích:

Điện tích dương ở quả cầu A sẽ hút các êlectron tự do trong thanh kim loại MN về phía nó. Vì vậy, ở đầu M gần quả cầu A sẽ thừa êlectron nên nhiếm điện âm, còn đầu N thiếu êlectron nên nhiễm điện dương.

Khi đưa quả cầu A ra xa thì không có lực tương tác tĩnh điện nên các điện tích sắp xếp một cách mất trật tự và thanh MN trở về trạng thái trung hòa về điện.

Bài 1 (SGK trang 14)

Trình bày nội dung thuyết êlectron.

Hướng dẫn giải

- Vì khối lượng nhỏ nên các êlectron rất linh động Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác.
• Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương
• Nguyên tử nhận thêm một electron sẽ trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.
- Vật nhiễm điện âm khi số electron nó chứa lớn hơn số điện tích nguyên tố dương. Nếu số electron ít hơn thì nó nhiễm điện dương.

Bài 2 (SGK trang 14)

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

Hướng dẫn giải

Khi quả cầu kim loại trung hòa điện tiếp xúc với kim loại nhiễm điện âm thì một phần trong sô êlectron ở kim loại truyền sang thanh quả cầu. Vì thế quả cầu kim loại cũng thừa êlectron nên nó nhiềm điện âm.

Bài 3 (SGK trang 14)

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

Hướng dẫn giải

Trong kim loại các e chuyển động tự do trong không gian rỗng giữa các nguyên tử.
Khi đưa lại gần một vật nhiễm điện, giả sử vật nhiễm điện dương lại gần 1 vật bằng kim loại thì: các e chuyển động trong vật đó sẽ bị hút về phía điện dương, khi các e đi về 1 bên đồng nghĩa với việc bên đó sẽ dương hơn vì lúc này các hạt nhân mất e nên mang điện tích dương.
Hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng ko làm thay đổi điện tích trong vật hưởng ứng, mà chỉ làm thay đổi lại vị trí sắp xếp các e trong vật

Bài 4 (SGK trang 14)

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

Hướng dẫn giải

Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích 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 sô" 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.

Bài 5 (SGK trang 14)

Chọn câu đúng.

Đưa quả cầu tích điện Q lại gần 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.

Hướng dẫn giải

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.

Giải thích: Thoạt đầu M bị hút dính vào Q do hiện tượng nhiễm điện hưởng ứng. Khi dính vào Q nó lại bị nhiễm điện tiếp xúc với Q nên cùng dấu với Q và bị đẩy ra xa.

Bài 6 (SGK trang 14)

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

                

Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trái dấu. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN?

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.

Hướng dẫn giải

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.

Giải thích: Điện tích ở M và N sẽ không thay đổi vì tại I lúc đó vật không có điện tích.

Bài 7 (SGK trang 14)

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

Hướng dẫn giải

Cánh quạt trần có phủ một lớp sơn. Lớp sơn này là chất cách điện Khi quạt quay thì lớp sơn này cọ xát với không khí nên bị nhiễm điện và hút các hạt bụi trong không khí. Các hạt bụi này sẽ dính chặt vào các cánh quạt, nên khi cánh quay, chúng không bị văng ra.