Giải thích các cách nhiễm điện cho vật

Với giải câu hỏi C4 trang 13 sgk Vật lí lớp 11 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Câu 4 (trang 12 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy giải thích hiện tượng nhiễm điện do cọ xát, do tiếp xúc, do hưởng ứng.

Lời giải:

• Nhiễm điện do cọ xát: khi hai vật trung hòa về điện cọ xát với nhau, nguyên tử một vật sẽ bị mất một số electron và tích điện dương. Vật còn lại sẽ nhận được electron của vật kia và sẽ tích điện âm. Theo định luật bảo toàn điện tích thì tổng điện tích của hai vật sau khi tiếp xúc bằng không.

• Nhiễm điện do tiếp xúc: hai vật tích điện khác nhau, một vật có điện tích q1, một vật có điện tích q2. Khi tiếp xúc với nhau, một số electron sẽ di chuyển từ vật này sang vật kia cho đến khi cân bằng mật độ điện tích phân bố trên hai vật bằng nhau.

Nếu hai vật giống hệt nhau thì điện tích của chúng lúc cân bằng là:

• Nhiễm điện do hưởng ứng:

- Một vật trung hòa điện đặt gần một vật nhiễm điện. Nếu vật đó nhiễm điện âm thì nó sẽ đẩy electron của vật trung hòa ra xa nó, khiến vật trung hòa phân thành hai miền điện tích khác nhau, nguyên tử miền gần vật nhiễm điện sẽ tích điện dương và phần xa vật nhiễm điện sẽ tích điện âm, hình 2.1a.

- Ngược lại, nếu vật đó nhiễm điện dương thì nó sẽ hút các electron của vật trung hòa lại gần phía nó, khiến miền của vật trung hòa gần với vật nhiễm điện sẽ tích điện âm và phần xa vật nhiễm điện sẽ tích điện dương, hình 2.1b.

Hiện tượng nhiễm điện thường xảy ra trong đời sống hằng ngày. Để giải thích hiện tượng này, các em cần biết về thuyết electron. Đây cũng là bài học quan trọng trong chương trình Vật Lý 11. Trong bài viết này, Marathon Education sẽ cùng các em tìm hiểu rõ hơn về thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích.

>>> Xem thêm: Cường Độ Điện Trường Là Gì? Công Thức Tính Cường Độ Điện Trường

Thuyết electron là gì?

Cấu tạo nguyên tử

Trước khi tìm hiểu về thuyết electron, các em cần biết cấu tạo nguyên tử như thế nào. Nguyên tử được cấu tạo từ một hạt nhân mang điện tích dương ở trung tâm và các electron chuyển động xung quanh mang điện tích âm. Cấu tạo của hạt nhân bao gồm hạt proton mang điện dương và hạt nơtron không mang điện. Trong đó:

Số proton ở trong hạt nhân bằng với số electron nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân bằng với độ lớn điện tích âm của electron.

Điện tích nguyên tố

Trong chương trình Vật lý THPT, điện tích nguyên tố là điện tích nhỏ nhất mà ta có được, cũng chính là điện tích của electron và proton. Điện tích của nguyên tố có hai loại là:

• Điện tích nguyên tố âm
• Điện tích nguyên tố dương

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 11: Điện Tích Và Định Luật Cu-Lông

Nội dung của thuyết electron

Thuyết electron dựa trên sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện cũng như tính chất điện của các vật.

  Thế Năng Là Gì? Công Thức Tính Thế Năng Trọng Trường Và Thế Năng Đàn Hồi

Nội dung thuyết electron:

• Electron có thể rời khỏi nguyên tử và di chuyển sang nơi khác. Nguyên tử mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương (ion dương). Nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron tạo thành hạt mang điện âm là ion âm.
• Một vật nhiễm điện âm là khi số electron của nó lớn hơn số proton. Nếu số electron ít hơn số proton thì vật nhiễm điện dương.
• Thuyết electron về sự cư trú và di chuyển của các electron đã tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện của tự nhiên.

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 11: Điện Năng – Công Suất Điện

Vận dụng của thuyết electron

Vật dẫn điện và vật cách điện

Điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn là điện tích tự do.

Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do như dung dịch muối, axit, bazơ chứa các ion tự do hay các kim loại chứa electron tự do,…

Vật cách điện không chứa hoặc chứa rất ít điện tích tự do. Ví dụ như không khí khô, cao su, sứ, thủy tinh,…

Sự nhiễm điện do hưởng ứng

Khi đưa quả cầu nhiễm điện dương đến gần thanh kim loại trung hòa về điện, quả cầu sẽ hút các electron dịch chuyển. Đầu nào của thanh kim loại gần với quả cầu hơn thì sẽ nhiễm điện trái dấu với điện tích quả cầu. Đầu còn lại của thanh kim loại ở xa hơn sẽ nhiễm điện cùng dấu với điện tích quả cầu. Sự nhiễm điện ở thanh kim loại được gọi là nhiễm điện do hưởng ứng.

Sự nhiễm điện do tiếp xúc

Một vật chưa nhiễm điện khi tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì điện tích sẽ di chuyển từ vật nhiễm điện sang vật chưa nhiễm điện. Lúc này, cả hai vật sẽ nhiễm điện cùng dấu. Đây chính là sự nhiễm điện do tiếp xúc.

Khi cho 2 quả cầu kim loại đã nhiễm điện tiếp xúc với nhau như hình dưới và đo điện tích của chúng, tổng điện tích của 2 quả cầu sau khi tiếp xúc sẽ bằng tổng đại số điện tích của 2 qua cầu trước khi tiếp xúc.

Nhiễm điện do cọ xát: Khi cọ xát hai vật với nhau, electron sẽ dịch chuyển từ vật này sang vật khác. Vật thừa electron sẽ nhiễm điện âm, vật thiếu electron sẽ nhiễm điện dương.

  Lý Thuyết Lý 10: Cơ Năng Là Gì Và Công Thức Tính Cơ Năng

Nhiễm điện do tiếp xúc: Một vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện thì electron có thể sẽ dịch chuyển từ vật này sang vật khác khiến vật không mang điện sẽ bị nhiễm điện theo.

Nhiễm điện do hưởng ứng: Một vật bằng kim loại khi đặt gần vật đã nhiễm điện thì các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút/đẩy electron tự do ở trong vật bằng kim loại. Vì thế, một đầu của vật kim loại sẽ thừa electron và đầu con lại thiếu electron. Như vậy, hai đầu của vật nhiễm điện trái dấu.

Định luật bảo toàn điện tích

Hệ cô lập về điện là hệ vật không có sự trao đổi với các vật ở ngoài hệ.

Nội dung của định luật bảo toàn điện tích như sau: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích không đổi.

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Vật Lý 11: Công Của Lực Điện

Học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Marathon Education

Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 6 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.

• Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.
• Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.
• Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
• Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.
• Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.

Marathon Education cam kết đầu ra 8+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.

Các khóa học online tại Marathon Education

Qua bài viết này, Team Marathon Education đã cung cấp cho các em một số kiến thức cơ bản về thuyết electron và định luật bảo toàn điện tích. Kiến thức này rất hữu ích, không chỉ giúp các em vận dụng để giải các bài tập mà còn ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày. Vì thế, các em hãy cố gắng ghi nhớ chính xác nhé. Chúc các em học tốt!