Định luật Cu-lông là gì? Công thức Cu-lông và bài tập có lời giải chi tiết từ A -Z

Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ định nghĩa định luật Cu lông là gì? Công thức định luật Cu lông kèm theo các dạng bài tập thường gặp có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo nhé

Tham khảo thêm:

Nội Dung

Định luật Cu-lông là gi?

Định luật Cu-lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Công thức:

Trong đó:

F: lực tương tác (F)
k = 9.10⁹: hệ số tỉ lệ (Nm²/C²)
q₁, q₂: điện tích của 2 điện tích (C)
r: khoảng cách giữa 2 điện tích (m)

Chú ý:

– Trong chân không ε = 1 hoặc không khí ε ≈ 1

– Các đơn vị thường gặp

1pC = 10^-12C; 1nC = 10^-9C; 1μC = 10^-6C; 1mC = 10^-3C

Cách giải bài tập liên quan đến định luật Cu- lông:

Tính lực tương tác, điện tích hay khoảng cách giữa 2 điện tích.

Bước 1. Áp dụng định luật Cu-lông viết phương trình.
Bước 2. Giải phương trình
Bước 3. Kết luận.

Các dạng bài tập thường gặp của định luật Cu- lông

Bài tập 1: Hai điện tích q1 = -q; q2 = 4q đặt cách nhau một khoảng r. Nếu điện tích q1 tác dụng lực điện lên điện tích q2 có độ lớn là F thì lực tác dụng của điện tích q2 lên q1 có độ lớn là:

Giải:

Theo định luật Cu-lông ta có: Lực tác dụng của điện tích q₁ lên q₂ và lực tác dụng của điện tích q₂ lên q₁ bằng nhau:

Bài tập 2: Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau một khoảng 4cm là F. Nếu để chúng cách nhau 1cm thì lực tương tác giữa chúng là:

Giải:

Khi r₁ = 4cm : Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích:

Khi r₂ = 4cm : Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích:

Bài tập 3: Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10^-9 (cm), coi rằng prôton và êlectron là các điện tích điểm. Lực tương tác giữa chúng là:

Giải:

Áp dụng định luật Cu-lông:

với q₁ = +1,6.10^-19 (C), q₂ = -1,6.10^-19 (C) và r = 5.10^-9 (cm) = 5.10^-11 (m)

⇒ F = 9,216.10^-8 (N).

Mà 2 điện tích trái dấu nên lực tương tác là lực hút.

Bài tập 4: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r = 2 (cm). Lực đẩy giữa chúng là F = 1,6.10^-4 (N). Độ lớn của hai điện tích đó là:

Giải:

Áp dụng định luật Cu-lông:

với q₁ = q₂ = q, r = 2 (cm) = 2.10^-2 (m) và F = 1,6.10^-4 (N)

⇒ |q₁| = |q₂| = 2,67.10^-9C

Bài tập 5: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r₁ = 2 (cm). Lực đẩy giữa chúng là F₁ = 1,6.10^-4 (N). Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng F₂ = 2,5.10^-4 (N) thì khoảng cách giữa chúng là:

Giải:

Áp dụng định luật Cu-lông:

Ta có:

với F₁ = 1,6.10^-4 (N), F₂ = 2,5.10^-4 (N) , r₁ = 2(cm)

⇒ r₂ = 1,6 (cm).

Bài tập 6: Hai điện tích q₁ và q₂ đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau một lực F = 1,8 N. Biết q₁ + q₂ = -6.10^-6 C và |q₁| > |q₂| . Điện tích q₁ và q₂ là:

Giải:

Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu, mặt khác tổng hai điện tích này là số âm

⇒ hai điện tích đều âm.

Ta có:

+ Kết hợp với q₁ + q₂ = -6.10^-6C, ta có hệ phương trình

Vì

Bài tập 7: Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí, đặt hai điện tích q₁ = -3.10^-6C, q₂ = 8.10^-6C. Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm. Lực điện do hai điện tích này tác dụng lên q₃ = 2.10^-6 đặt tại C là:

Giải:

+ Các điện tích q₁ và q₂ tác dụng lên điện tích q₃ các lực F₁₃→ và F₂₃→ có phương chiều như hình vẽ và độ lớn