§2. THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

• Thuyết êlectron là 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.

• Nguyên tử được cấu tạo gồm các hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân.

• Electron mang điện tích - e = -1,6.$10^{-19}$ và có khối lượng $m_{e}$ = 9,1.$10^{-31}$kg. Hạt nhân mang điện tích dương +e = 1,6.$10^{-19}$ và có khối lượng 1,67.$10^{-27}$ kg.

• Khi nguyên tử trung hoà về điện thì số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích âm của êlectron bằng với độ lớn của điện tích dương của hạt nhân.

• Các vật nhiễm điện thông qua các hiện tượng: nhiễm điện do cọ xát; nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng. Người ta có thể giải thích các hiện tượng nhiễm điện này bằng thuyết êlectron.

• Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số của các điện tích của một hệ vật cô lập về điện là không thay đổi.

B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Trình bày nội dung của thuyết êlectron.

Giải

Nội dung thuyết êlectron

• Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Nguyên tử mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương, gọi là ion dương.

• Một nguyên tử trung hoà có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm.

• Sự di chuyển và cư trú của các electron tạo nên các hiện tượng điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên.

* Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng và các tính chất điện của vật gọi là thuyết electron.

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

Giải

• Thí nghiệm.

Chạm thước nhựa nhiễm điện dương vào một quả cầu thì thấy quả cầu bị thước nhựa đẩy ra xa. Điều này chứng tỏ quả cầu đã trở thành vật nhiễm điện cùng loại với vật nhiễm điện mà nó tiếp xúc.

• Giải thích:

Quả cầu nhiễm điện dương vì nó đã nhường bớt một số electron cho thước nhựa, nên quả cầu thiếu electron và tích điện dương, do đó quả cầu và thước nhựa đẩy nhau sau khi tiếp xúc.

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

Giải

• Thí nghiệm: Đưa một ống nhôm nhẹ chưa nhiễm điện đến gần một quả cầu nhiễm điện âm, ống nhôm sẽ bị hút.

• Giải thích: Khi đặt gần quả cầu nhiễm điện âm, một số electron tự do có sẵn trong ống nhôm bị đẩy ra xa về phía đầu kia của ống nhôm. Phần đầu bên này gần quả cầu nhiễm điện âm trở thành thiếu electron nên nhiễm điện dương, nên bị quả cầu hút về phía mình.

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

Giải

Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.

Khi cho quả cầu tích điện dương tiếp xúc với quả cầu tích điện âm, sẽ có hiện tượng trao đổi điện tích cho nhau và cuối cùng cả hai quả cầu hoặc trung hoà về điện hoặc mang cùng một lượng điện tích cùng dấu.

5. Chọn câu đúng.

Đưa một quả cầu tích điện Q lại gần một quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở một đầu 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.

Giải

Chọn câu D

6. Đưa một quả cầu Q điện tích dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN (Hình 2.1).

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.

Giải

Do hưởng ứng điện, điện tích chỉ tập trung ở hai đầu của thanh MN, nên khi ta chạm tay vào giữa thanh thì không có hiện tượng gì xảy ra

⇒ Chọn câu A

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

Giải

Khi hoạt động, các cánh quạt liên tục “chém” vào không khí, nên cánh quạt bị nhiễm điện (nhiễm điện do cọ xát). Cánh quạt bị nhiễm điện nên nó hút tất cả những hạt bụi nhỏ ở xung quanh nó.