Định luật bảo toàn điện tích Vật lý 11

Định luật bảo toàn điện tích Vật lý 11

Nhằm giúp các em hiểu được ý nghĩa của các khái niệm về hạt mang điện và nhiễm điện; chất dẫn điện và chất cách điện cũng như nội dung chính của thuyết electron cổ điển thì bài hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về định luật bảo toàn điện tích.

Thuyết electron

Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố

Cấu tạo nguyên tử

– Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các electron điện âm chuyển động xung quanh

– Hạt nhân gồm notron không mang điện và proton mang điện tích dương

– Electron có:

+ Điện tích -1,6.10^(-19) C.

+ Khối lượng: 9,1.10^(-31) kg.

– Prôtôn có:

+ Điện tích: +1,6.10^(-19) C.
+ Khối lượng: 1,67.10^(-27) kg.

– Nơtrôn không mang điện và có khối lượng gần bằng khối lượng prôtôn.

– Trong nguyên tử số prôtôn bằng số êlectron nên độ lớn của điện tích dương bằng độ lớn của điện tích âm => nguyên tử sẽ ở trạng thái trung hòa về điện.

– Điện tích của êlectron và điện tích của prôtôn là điện tích nhỏ nhất mà ta xét.

Gọi chúng là những điện tích nguyên tố (âm hoặc dương).

– Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên bình thường thì nguyên tử trung hoà về điện.

Điện tích nguyên tố

– Điện tích của electron và prôtôn là điện tích nhỏ nhất mà ta xét. Vì vậy ta gọi chúng là điện tích nguyên tố (âm hoặc dương).

Thuyết electron

– Để giải thích các hiện tượng điện và tính chất điện của các vật dựa vào sự có mặt và di chuyển electron được gọi là thuyết êlectron.

– Bình thường nguyên tử có sự trung hoà về điện, khi đó tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không.

– Nếu nguyên tử đang trung hòa về điện mà bị mất đi một số electron thì tổng đại số các điện tích là một số dương, khi đó nguyên tử đó là một ion dương. Ngược lại nếu nguyên tử nhận thêm một số electron thì nó là ion âm.

– Vật bị nhiễm điện do các electron bứt khỏi nguyên tử và di chuyển từ vật này sang vật khác. Nguyên nhân việc electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử vì khối lượng electron rất nhỏ nên chúng có độ linh động rất cao.

– Có thể hiểu vật nhiễm điện âm là vật thiếu electron; Vật nhiễm điện dương là vật thừa electron.

Định luật bảo toàn điện tích

– Nội dung định luật bảo toàn điện tích: “Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi”

– Hệ cô lập về điện là hệ vật không có trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ.

Các khái niệm cơ bản

Vật dẫn điện và vật cách điện

– Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do.

– Vật cách điện là vật không chứa các electron tự do.

– Sự phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện chỉ là tương đối.

Sự nhiễm điện do tiếp xúc

– Nếu cho một vật tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó.

Sự nhiễm diện do hưởng ứng

– Ta thực hiện quá trình đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trung hoà về điện thì đầu M nhiễm điện âm còn đầu N nhiễm điện dương.

Bài tập trắc nghiệm thuyết electron, định luật bảo toàn điện tích

Câu 1: Hãy chọn phát biểu sai trong các câu dưới đây:
A. Hạt electron là hạt mang điện tích âm, có độ lớn 1,6.10-19C.
B. Hạt electron là hạt có khối lượng m = 9,1.10-31 kg.
C. Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm electron để trở thành ion.
D. Electron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác.

Đáp án: D

Câu 2: Hãy chọn phát biểu không đúng trong các phát biểu dưới đây:
A. Theo thuyết electron, một vật nhiễm điện dương là vật thiếu electron.
B. Theo thuyết electron, một vật nhiễm điện âm là vật thừa electron.
C. Theo thuyết electron, một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương.
D. Theo thuyết electron, một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm electron.

Đáp án: C

Câu 3: Chọn phát biểu không đúng trong các phát biểu dưới đây:
A. Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do.
B. Vật cách điện là vật chứa rất ít điện tích tự do.
C. Vật dẫn điện là vật chứa rất ít điện tích tự do.
D. Chất điện môi là chất có chưa rất ít điện tiách tự do.

Đáp án: C

Câu 4: Phát biểu nào dưới đây là phát biểu không đúng?
A. Trong quá trình nhiễm điện do cọ xát, electron đã chuyển từ vật này sang vật kia.
B. Trong quá trình nhiễm điện do hưởng ứng, vật bị nhiễm điện vẫn trung hoà điện.
C. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì electron chuyển từ vật chưa nhiễm điện sang vật nhiễm điện dương.
D. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì điện tích dương chuyển từ vật nhiễm điện sang vật chưa nhiễm điện .

Đáp án: D

Câu 5: Đưa một quả cầu kim loại không nhiễm điện đến sát một quả cầu khác đang bị nhiễm điện thì có hiện tượng gì xảy ra. Chọn đáp án đúng nhất trong các câu sau:
A. Hai quả cầu đẩy nhau.
B. Hai quả cầu hút nhau.
C. Không hút mà cũng không đẩy nhau.
D. Hai quả cầu trao đổi điện tích cho nhau.

Đáp án: B

Câu 6: Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào là không đúng?
A. Trong vật dẫn điện có rất nhiều điện tích tự do.
B. Trong điện môi có rất ít điện tích tự do.
C. Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do hưởng ứng vẫn là một vật trung hòa điện.
D. Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hòa điện

Đáp án: D. Vật nhiễm điện khi có sự chênh lệnh điện tích âm và dương, do đó nói vật trung hòa về điện là sai.

Qua bài học hôm nay về thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích, chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng của electron trong quá trình nhiễm điện và vận dụng nó để giải thích các hiện tượng nhiễm điện, tính dẫn điện, cách điện của một chất.

Giáo dục