Phương pháp · Lực tương tác giữa hai điện tích, định luật Coulomb · Vật lý 11

01Phương pháp giải theo dạng

Xác định dấu hai điện tích: cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút.
Với câu so sánh, viết $F \propto \dfrac{\lvert q_1q_2\rvert}{\varepsilon r^2}$ rồi thay tỉ số: $r \to nr$ thì $F \to F/n^2$ ; một điện tích tăng $n$ lần thì $F$ tăng $n$ lần; $\varepsilon$ tăng thì $F$ giảm.
Lực hai điện tích tác dụng lên nhau luôn bằng độ lớn (cặp lực – phản lực), không phụ thuộc điện tích nào lớn hơn.
Đơn vị: điện tích C, lực N, khoảng cách m, $k$ tính theo N·m²/C².

Đổi về SI: µC, nC sang C; cm sang m.
Thay vào $F = k\dfrac{\lvert q_1q_2\rvert}{\varepsilon r^2}$ (lấy trị tuyệt đối của tích, dấu chỉ dùng để kết luận hút hay đẩy).
Kết luận chiều: cùng dấu đẩy, trái dấu hút.
Bài ngược: cho $F$ , tìm $r$ thì $r = \sqrt{\dfrac{k\lvert q_1q_2\rvert}{\varepsilon F}}$ ; cho tổng $q_1 + q_2$ và tích $q_1q_2 = \dfrac{F\varepsilon r^2}{k}$ thì $q_1$ , $q_2$ là hai nghiệm của $x^2 - Sx + P = 0$ .

Vẽ hình bố trí điện tích, đánh dấu điện tích cần tính lực (điện tích "thử").
Với từng điện tích khác, tính $F_i$ và vẽ vectơ $\vec F_i$ gắn vào điện tích thử: hướng ra xa nếu đẩy, hướng vào nếu hút.
Cộng vectơ: cùng phương thì cộng đại số có chiều dương; vuông góc thì Pythagore; góc bất kì thì chiếu lên $Ox$ , $Oy$ hoặc dùng định lí côsin.
Nêu độ lớn và hướng (góc so với một cạnh).

Chỉ xét một quả cầu: $\vec P$ , $\vec T$ , $\vec F$ cân bằng, $\vec F$ nằm ngang vì hai quả cầu ở cùng độ cao.
Từ hình: $\sin\alpha = \dfrac{a/2}{\ell}$ , nên $a = 2\ell\sin\alpha$ .
Cân bằng: $\tan\alpha = \dfrac{F}{mg}$ , suy ra $F = mg\tan\alpha$ .
Định luật Coulomb: $F = k\dfrac{q^2}{a^2}$ , suy ra $q = a\sqrt{F/k}$ .
Bài ngược (cho $q$ , tìm $a$ ): góc nhỏ thì $\sin\alpha \approx \tan\alpha \approx \dfrac{a}{2\ell}$ , nên $\dfrac{kq^2}{a^2} \approx mg\dfrac{a}{2\ell}$ , tức $a^3 \approx \dfrac{2kq^2\ell}{mg}$ .

Lỗi	Vì sao sai	Cách tránh
Quên đổi cm sang m, µC sang C	$k$ có đơn vị SI nên kết quả sai hàng chục, hàng trăm lần	Đổi hết sang SI trước khi thay số
Quên bình phương khoảng cách	$F \propto 1/r^2$ chứ không phải $1/r$	Viết sẵn $r^2$ ở mẫu
Nhân cả dấu của $q_1q_2$ rồi nhận lực âm	Dấu chỉ cho biết hút hay đẩy; độ lớn luôn dương	Dùng $\lvert q_1q_2\rvert$ , kết luận hút hoặc đẩy bằng lời
Cho rằng điện tích lớn hơn chịu lực lớn hơn	Hai lực bằng nhau về độ lớn (định luật III Newton)	Nhớ cặp lực – phản lực
Cộng độ lớn các lực không xét chiều	Lực là vectơ	Vẽ từng vectơ rồi cộng theo phương
Lấy $a = \ell\sin\alpha$ cho hai quả cầu treo	Khoảng cách hai quả cầu là $2\ell\sin\alpha$	Vẽ hình, nhìn nửa tam giác cân
Nhầm góc $\alpha$ là góc giữa hai dây	$\alpha$ là góc mỗi dây so với phương thẳng đứng	Ghi rõ $\alpha$ lên hình