§2. THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH A/ KIỂN THỨC Cơ BẢN Câu tạo của nguyên tử: Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương, nằm ở trưng tâm, và các electron mang điện âm chuyến động xung quanh. Hạt nhân có câu tạo gồm hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương (H.2.1 SGK). Electron có điện tích là -1,6.10 IHC và khối lượng là 9,1.10“31kg. Prôtôn có điện tích là +1,6.10 19c và khôi lượng là l,6.10"'"kg. Khôi lượng của nơtron xấp xỉ bằng khôi lượng của prôtôn. Bình thường nguyên tử ở trạng thái trung hòa về điện vì độ lớn điện tích dương cưa hạt nhân bằng độ lớn của điện tích ám của các electron. Điện tích nguyên tô' là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Điện tích của electron và điện tích của prôton là điện tích nguyên tố. Nội dung thuyết electron: Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mat electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. Một nguyên tử trung hòa có thế’ nhận thêm một electron đế’ trở thành một hạt mang điện âm và gọi là ion âm. Sự cư trú và di chuyển của các electron tạo nên các hiện tượng điện. Vật (chât) dẫn điện và vật (chát) cách điện: Vật (chất) dần điện là vật (châ't) có chứa các điện tích tự do. Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyến từ nơi này đến nơi khác trong phạm vi thế tích của vật dẫn. Kim loại, các dung dịch axit, bazơ, muôi là các chất dẫn điện. Vật (châ't) cách điện là vật (chất) không chứa các điện tích tự do. Không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, một số nhựa... là các châ't cách điện Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ bị nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc. Sự nhiễm diện do hưởng ứng: 4?) Đưa một quả cầu A nhiêm điện AM N dương lại gần đầu M cùa một thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.1). Ta thây đầu M nhiễm điện âm (trái với A), còn đầu N nhiễm điện dương (cùng dấu với A). Sự nhiễm điện của thanh MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng. Hiện tượng tương tự cũng xảy ra khi quả cầu A nhiễm điện âm. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tống đại số các điện tích là không đổi. B/ CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC Cp Hãy vận dụng thuyết electron đế’ giãi thích hiện tượng nhiễm điện của thanh thủy tinh khi cọ sát vào dạ, cho rằng trong hiện tượng này, chỉ có các electron có thể di chuyến từ vật nọ sang vật kia. C2. Hãy nêu một định nghĩa khác về vật dẫn điện và vật cách điện? C3. Chân không dẫn điện hay cách điện? Tại sao? C4. Hãy giải thích sự nhiễm điện của một quả cầu kim loại khi cho nó tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương? C5. Hãy vận dụng thuyết electron để giải thích hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng. Biết rằng trong kim loại có electron tự do? Hướng dẫn giải Cp Khi cọ xát thanh thủy tinh vào dạ, thì electron từ thủy tinh di chuyển sang dạ, thủy tinh bị thiếu electron nên mang điện dương. c2. - Vật dẫn điện là vật mà điện tích có thể tự do di chuyển từ điểm này đến điểm khác bên trong vật. - Vật cách điện là vật mà điện tích không thể tự do di chuyển từ điểm này đến điểm khác bên trong một vật. c3. Chân không là môi trường cách điện vì trong môi trường chân không, không chứa các điện tích tự do. c4. Khi cho một quả cầu kim loại tiếp xúc với vật nhiễm điện dương, thì các electron tự do di chuyển từ quả cầu kim loại sang vật, quả cầu kim loại thiếu electron nên mang điện dương cùng dấu với vật, do đó quả cầu kim loại và vật đẩy nhau. c5. - Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trung hòa về điện, thì các electron tự do trong Hình 2.2 thanh kim loại bị hút về phía A, kết quả: đầu M dư electron nên nhiễm điện âm, đầu N thiếu electron nên nhiễm điện dương (hình 2.2) nhiễm điện dương, đầu N dư electron nên nhiễm điện âm. Hình 2.3 — Tương tự, khi đưa quả cầu A nhiễm điện âm lại gần đầu M của thanh kim loại MN trung hòa về điện, thì các electron trong thanh kim loại bị đẩy ra xa A. Kết quả đầu M thiếu electron nên c/ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬF SAU BÀI HỌC Trình bày nội dung cùa thuyết electron. Giải thích hiện tượng nhiễm điện dương cúa một quă cầu kim loại do tiếp xúc bằng thuyết electron. Trình bày hiện tượng nhiễm diện do hướng ứng và giãi thích hiện tượng đó băng thuyết electron. Phát biểu định luật bão toàn điện tích và vận dụng đế' giải thích hiện tượng xảy ra khi cho một quả cầu tích điện dương tiếp xúc với một quả cầu tích điện ám. Chọn câu đúng. Đưa một quả cầu tích điện Q lại gần một quá cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo à đầu một sợi chi thẳng đứng. Quá cầu bâ’c M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì M tiếp xúc bị hút dính vào Q. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q. c. M rời Q về vị trí thăng dứng. D. M bị đẩy lệch về phía bên kia. Đưa một quả cầu Q tích điện dương lại gần đầu M của một khôi trụ kim loại MN (Hình 2.4). Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trá.i dấu. Hiện tượng gì xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN. Điện tích ờ M và N không thay đối. Điện tích ở M và N mất hết. c. Điện tích ờ M còn. ớ N mất. D. Điện tích ở M mất, á N còn. Hình 2.4 Hãy giải thích hiện tượng bụi bám chặt vào các cánh quạt trần, mặc dù khi hoạt động cánh quạt thường quay rất nhanh. Hướng dẫn giải Xem sách giáo khoa Xem phần trả lời ở c4 Xem câu c5 Định luật bảo toàn điện tích: “Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi” Khi cho quả cầu tích điện dương q[ tiếp xúc với quả cầu tích điện âm q2 thì chúng sẽ trao đổi điện tích cho nhau, cuối cùng điện tích của hai quả cầu bằng nhau và bằng . Nghĩa là tổng dại sô' điện tích của hai 2 quả cầu trước và sau khi tiếp xúc là (qi + q2) D Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q, sau một thời gian thì có sự trung hòa điện nên quả cầu M bị đẩy lệch về phía bên kia A. T,ại M và N xuất hiện các điện tích trái dấu do hiện tượng hưởng ứng điện. Tại điểm I là trung điểm của MN thì trung hòa về điện nên khi chạm tay vào điểm I thì điện tích ở M và N không đổi. 7. Khi cánh quạt quay thì có sự cọ xát giữa cánh quạt và không khí nên cánh quạt nhiễm điện, do đó các hạt bụi bị hút bám chặt vào cánh quạt.
Lý thuyết Thuyết Êlectron. Định luật bảo toàn điện tích hay, chi tiết nhất
Lý thuyết Thuyết Êlectron. Định luật bảo toàn điện tích
Bài giảng: Bài 2: Thuyết Êlectron. Định luật bảo toàn điện tích – Cô Nguyễn Quyên (Giáo viên VietJack)
A. Tóm tắt lý thuyết
I. Thuyết electron
1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố.
• Cấu tạo nghuyên tử:
– Hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm, gồm: nơtron không mang điện và proton mang điện dương.
– Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân.
– Số proton bằng số electron nên nguyên tử trung hòa về điện.
• Điện tích của electron và proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được nên ta gọi chúng là điện tích nguyên tố (âm hoặc dương)
Điện tích của electron: – e = – 1,6.10-19 C
Điện tích của proton: + e = 1,6.10-19 C
⇒ Một điện tích bất kì:
2. Thuyết electron.
• Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết electron.
• Nội dung
– 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.
– Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.
– Vật nhiễm điện âm nếu: số electron > số proton
Vật nhiễm điện dương nếu: số electron < số proton
II. Vận dụng
1. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện
– Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn.
– Vật (chất) dẫn điện là vật (chất) có chứa nhiều điện tích tự do.
Ví dụ: kim loại chứa electron tự do, các dung dịch axit, bazo, muối chứa các ion tự do… là các chất dẫn điện.
– Vật (chất) cách điện là vật (chất) không chứa hoặc chứa rất ít điện tích tự do.
Ví dụ: không khí khô, thủy tinh, sứ, cao su… là các chất cách điện.
2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện khi đó điện tích sẽ di chuyển từ vật nhiễm điện sang nó đẫn đến cả 2 vật đều nhiễm điện cùng dấu. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng
Đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần thanh kim loại MN. Khi đó quả cầu A sẽ hút các electron dịch chuyển về đầu M dẫn đến đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện trong thanh MN gọi là nhiễm điện do cảm ứng.
III. Định luật bảo toàn điện tích
Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.
B. Kỹ năng giải bài tập
Dạng 1: Tính số electron thừa (thiếu), tính điện tích của vật.
Một điện tích bất kì:
Dạng 2: Tính điện tích của mỗi vật sau khi tiếp xúc.
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích
⇒
C. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Hạt êlectron là hạt có mang điện tích âm, có độ lớn 1,6.10-19 (C).
B. Hạt êlectron là hạt có khối lượng m = 9,1.10-31 (kg).
C. Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion.
D. êlectron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác.
Hướng dẫn:
Chọn D.
Theo thuyết electron thì electron có thể di chuyển từ vật này sang vật khác.
Câu 2: Trong trường hợp nào dưới đây sẽ không xảy ra hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng? Đặt một quả cầu mang điện ở gần một
A. thanh kim loại không mang điện
B. thanh kim loại mang điện dương
C. thanh kim loại mang điện âm
D. thanh nhựa mang điện âm
Hướng dẫn:
Chọn D.
Nhiễm điện do hưởng ứng xảy ra với một vật tích điện đặt gần một vật dẫn điện.
→ nhựa không phải vật dẫn điện nên trường hợp đặt quả cầu mang điện gần thanh nhựa sẽ không xảy ra hiện tượng hưởng ứng.
Câu 3: Vào mùa hanh khô, nhiều khi kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ lốp đốp nhỏ. Đó là do
A. hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc
B. hiện tượng nhiễm điện do cọ xát
C. hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng
D. cả ba hiện tượng nhiễm điện nêu trên
Hướng dẫn:
Chọn B.
Khi kéo áo len qua đầu có tiếng nổ lốp đốp là do hiện tượng nhiễm điện do cọ xát giữa len và tóc.
Câu 4: Theo thuyết êlectron phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Một vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron.
B. Một vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron.
C. Một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương.
D. Một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm electron.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Theo thuyết electron thì một vật nhiễm điện là do nó nhận thêm hay bị mất đi electron.
⇒ Một vật nhiễm điện dương là do vật bị mất electron.
Câu 5: Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Trong các nhận định sau, nhận định nào không đúng?
A. Proton mang điện tích là + 1,6.10-19 C.
B. Khối lượng notron xấp xỉ khối lượng proton.
C. Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử.
D. Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Trong một nguyên tử thì tổng số hạt proton = số electron.
Câu 6: Hạt nhân của một nguyên tử oxi có 8 proton và 9 notron, số electron của nguyên tử oxi là
A. 9. B. 16.
C. 17. D. 8
Hướng dẫn:
Chọn D.
Trong một nguyên tử thì số proton = số electron ⇒ số electron của nguyên tử oxi là 8e.
Câu 7: Hai quả cầu kim loại giống nhau mang điện tích q1 và q2 với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần thì chúng hút nhau. Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi sau đó tách ra thì mỗi quả cầu sẽ mang điện tích
A. q = q1. B. q = 0.
C. q = 2q1. D. q = 0,5q1.
Hướng dẫn:
Chọn B.
Vì hai điện tích đưa lại gần thì hút nhau ⇒ 2 điện tích trái dấu.
Theo bài ra có độ lớn hai điện tích bằng nhau ⇒ q1 = -q2.
⇒ Cho hai điện tích tiếp xúc thì khi tách ra thì mỗi quả mang điện tích là
Câu 8: Một thanh thép mang điện tích -2,5.10-6 C, sau đó nó lại được nhiễm điện để có điện tích 5,5.10-6 C. Trong quá trình nhiễm điện lần sau, thanh thép đã
A. nhận vào 1,875.1013 electron.
B. nhường đi 1,875.1013 electron.
C. nhường đi 5.1013 electron.
D. nhận vào 5.1013 electron.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Thanh thép đang mang điện tích -2,5.10-6 để có điện tích 5,5.10-6 thì thanh thép đã mất đi 5,5.10-6 – (-2,5.10-6) = 8.10-6C.
⇒ Thanh thép đã nhường đi
Câu 9: Nếu nguyên tử oxi bị mất hết electron nó mang điện tích
A. +1,6.10-19 C. B. -1,6.10-19 C.
C. +12,8.10-19 C. D. -12,8.10-19 C.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Nguyên tử có 8 electron nên khi mất hết e thì nguyên tử mang điện tích dương với độ lớn:
|q| = n.|e| = 8.1,6.10-19 = 1,28.10-18 = C. +12,8.10-19 C.
Câu 10: Hai quả cầu nhỏ giống hệt nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là q1 = -3,2.10-7C, q2 = 2,4.10-7C, cách nhau một khoảng 12 cm. Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu đó là:
A. 10-4 N B. 10-3 N
C. 10N D. 1N
Hướng dẫn:
Chọn B.
Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra thì điện tích của mỗi quả cầu sau này là
Lực tương tác giữa chúng bây giờ là lực hút
Xem thêm các phần Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Ôn thi THPT Quốc gia hay, chi tiết khác:
- Lý thuyết Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện
- Lý thuyết Công của lực điện
- Lý thuyết Điện thế. Hiệu điện thế
- Lý thuyết Tụ điện
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại banmaynuocnong.com
- Hơn 75.000 câu trắc nghiệm Toán 11 có đáp án
- Hơn 50.000 câu trắc nghiệm Hóa 11 có đáp án chi tiết
- Gần 40.000 câu trắc nghiệm Vật lý 11 có đáp án
- Kho trắc nghiệm các môn khác