Thông tin tài liệu
Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn BÀI TẬP TỰ LUẬN CHƯƠNG CÓ ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUẬN CHƯƠNG 1 Hai cầu nhỏ giống kim loại A B đặt khơng khí, có điện tích q1 = - 3,2.10-7 C q2 = 2,4.10-7 C, cách khoảng 12 cm a) Xác định số electron thừa, thiếu cầu lực tương tác điện chúng b) Cho hai cầu tiếp xúc điện với đặt chỗ cũ Xác định lực tương tác điện hai cầu sau Hai điện tích q1 q2 đặt cách 20 cm khơng khí, chúng đẩy với lực F = 1,8 N Biết q1 + q2 = - 6.10-6 C |q1| > |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q q2 Hai điện tích q1 q2 đặt cách 30 cm khơng khí, chúng hút với lực F = 1,2 N Biết q1 + q2 = - 4.10-6 C |q1| < |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q q2 Hai điện tích q1 q2 đặt cách 15 cm khơng khí, chúng hút với lực F = N Biết q1 + q2 = 3.10-6 C; |q1| < |q2| Xác định loại điện tích q1 q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2 Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện mơi dầu Cho hai cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện cách 20 cm chúng hút lực 1,2 N Cho chúng tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách cũ chúng đẩy với lực đẩy lực hút Tính điện tích lúc đầu cầu Tại điểm A, B cách 10 cm khơng khí, đặt điện tích q1 = q2 = - 6.106 C Xác định lực điện trường hai điện tích tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt C Biết AC = BC = 15 cm Tại hai điểm A B cách 20 cm khơng khí, đặt hai điện tích q = 3.10-6C, q2 = 8.10-6C Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q = 2.10-6C đặt C Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm Có hai điện tích điểm q 4q đặt cách khoảng r Cần đặt điện tích thứ ba Q đâu có dấu để để hệ ba điện tích nằm cân bằng? Xét hai trường hợp: a) Hai điện tích q 4q giữ cố định b) hai điện tích q 4q để tự 10 Hai cầu nhỏ giống kim loại, có khối lượng g, treo vào điểm O hai sợi dây không dãn, dài 10 cm Hai cầu tiếp xúc với Tích điện cho cầu thấy hai cầu đẩy hai Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn dây treo hợp với góc 600 Tính điện tích truyền cho cầu Lấy g = 10 m/s2 11 Hai cầu nhỏ có khối lượng m, điện tích q, treo khơng khí vào điểm O hai sợi dây mãnh (khối lượng không đáng kể) cách điện, không co dãn, chiều dài l Do lực đẩy tĩnh điện chúng cách khoảng r (r đặt hai điểm A B khơng khí cách khoảng AB = 2a Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M nằm đường trung trực đoạn AB cách trung điểm H đoạn AB đoạn x 23 Hai điện tích q1 = - q2 = q > đặt hai điểm A B không khí cách khoảng AB = a Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M nằm đường trung trực AB cách trung điểm H đoạn AB khoảng x 24 A, B, C ba điểm tạo thành tam giác vuông A đặt điện trường có E // BA hình vẽ Cho = 600; BC = 10 cm UBC = 400 V a) Tính UAC, UBA E b) Tính cơng thực để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B, từ B đến C từ A đến C c) Đặt thêm C điện tích điểm q = 9.10-10 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp A 25 Một prôtôn bay điện trường Lúc prôtôn điểm A vận tốc 2,5.104 m/s Khi bay đến B vận tốc prôtôn khơng Điện A 500 V Tính điện B Biết prơtơn có khối lượng 1,67.10-27 kg có điện tích 1,6.1019 C 26 Một electron di chuyển đoạn 0,6 cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo đường sức điện lực điện sinh cơng 9,6.10-18 J a) Tính cơng mà lực điện sinh electron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương chiều nói b) Tính vận tốc electron đến điểm P Biết M, electron khơng có vận tốc ban đầu Khối lượng electron 9,1.10-31 kg 27 Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lững điện trường hai kim loại phẵng Các đường sức điện có phương thẳng đứng chiều hướng từ lên Hiệu điện hai 120 V Khoảng cách hai cm Xác định điện tích hạt bụi Lấy g = 10 m/s2 28 Một tụ điện phẵng khơng khí có điện dung 20 pF Tích điện cho tụ điện đến hiệu điện 250 V a) Tính điện tích lượng điện trường tụ điện Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn b) Sau tháo bỏ nguồn điện tăng khoảng cách hai tụ điện lên gấp đơi Tính hiệu điện hai 29 Cho tụ mắc hình vẽ Trong đó: C1 = C2 = C3 = F; C4 = F; C5 = F; q4 = 12.10-6 C a) Tính điện dung tương đương tụ b) Tính điện tích, hiệu điện tụ hiệu điện hai đầu đoạn mạch 30 Cho tụ mắc hình vẽ Trong C1 = C2 = F; C3 = F; C4 = 6F; C5 = C6 = F U3 = V Tính: a) Điện dung tụ b) Hiệu điện điện tích tụ HƯỚNG DẪN GIẢI a) Số electron thừa cầu A: N1 = Số electron thiếu cầu B: N2 = 3,2.10 7 = 2.1012 electron 1,6.10 19 2,4.10 7 = 1,5.1012 electron 1,6.10 19 Lực tương tác điện chúng lực hút có độ lớn: F = 9.109 | q1q2 | = 48.10-3 N r b) Khi cho hai cầu tiếp xúc với tách ra, điện tích cầu là: q1 q2 = - 0,4.10-7 C; lực tương tác điện chúng lực q’1 = q’2 = q’ = hút có độ lớn: F’ = 9.10 ' ' | q1q2 r | = 10-3 N Hai điện tích đẩy nên chúng dấu; q + q2 < nên chúng điện tích âm Ta có: F = 9.109 | q1q2 | Fr |q q | = = 8.10-12; q1 q2 dấu nên |q1q2| = q1q2 r2 9.10 = 8.10-12 (1) q1 + q2 = - 6.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 6.10-6x + 8.10-12 = q1 2.10 6 C q1 4.10 6 C x1 2.10 6 Kết q2 4.10 6 C q2 2.10 6 C x2 4.10 6 Vì |q1| > |q2| q1 = - 4.10-6 C; q2 = - 2.10-6 C Hai điện tích hút nên chúng trái dấu; q + q2 < > 0; q2 < |q1| < |q2| nên q1 Gia sư Tài Năng Việt Ta có: F = 9.109 https://giasudaykem.com.vn | q1q2 | Fr |q q | = = 12.10-12; q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = 2 r 9.10 q1q2 = 12.10-12 (1) q1 + q2 = - 4.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = x1 2.10 6 Kết x2 6.10 6 q1 2.10 6 C q1 6.10 6 C q2 6.10 6 C q2 2.10 6 C Vì |q1| < |q2| q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C Hai điện tích hút nên chúng trái dấu; q1 + q2 > |q1| < |q2| nên q1 < 0; q2 > Véc tơ lực tương tác điện hai điện tích: Ta có: F = 9.10 | q1q2 r2 | Fr |q1q2| = = 12.10-12; q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = 9.10 q1q2 = 12.10-12 (1) q1 + q2 = - 4.10-6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = 6 x1 2.10 6 q1 2.10 6 C q1 6.10 C Kết 6 x2 6.10 6 q2 6.10 6 C q 10 C Vì |q1| < |q2| q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C Khi đặt khơng khí: |q1| = |q2| = Khi đặt dầu: = 9.109 Fr = 4.10-12 C 9.10 | q1q2 | = 2,25 Fr Hai cầu hút nên chúng tích điện trái dấu Vì điện tích trái dấu nên: |q1q2| = - q1q2 = 16 16 Fr = 10 12 q1q2 = - 10 12 (1) 3 9.10 48 Fr q1 q2 = 10 12 q1 + q2 = = 9 9.10 192 10 6 (2) Từ (1) (2) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: 3x2 192 10-6x - 16.10-12 = x1 0,96.10 6 x1 0,96.10 6 x2 5,58.10 6 x2 5,58.10 6 Kết quả: Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn q1 0,96.10 6 C q1 5,58.10 6 C q2 5,58.10 6 C q2 0,96.10 6 C q1 5,58.10 6 C q1 0,96.10 6 C q2 0,96.10 6 C q2 5,58.10 6 C Các điện tích q1 q2 tác dụng lên điện tích q3 lực F1 F2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: F1 = F2 = 9.109 | q1q3 | = AC 72.10-3 N Lực tổng hợp q1 q2 tác dụng lên q3 là: F = F1 + F2 ; có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: F = F1cos + F2 cos = 2F1 cos AC AH = 2.F1 136.10-3 N AC Các điện tích q1 q2 tác dụng lên điện tích q3 lực F1 F2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: |qq | F1 = 9.109 32 = 3,75 N; AC |q q | F2 = 9.109 32 = 5,625 N BC Lực tổng hợp q1 q2 tác dụng lên q3 là: F = F1 + F2 ; có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: F = F12 F22 6,76 N a) Trường hợp điện tích q 4q giữ cố định: q 4q dấu nên để cặp lực q 4q tác dụng lên q cặp lực trực đối Q phải nằm đoạn thẳng nối điểm đặt q 4q Gọi x khoảng cách từ q đến Q ta có: 9.109 | qQ | = 9.109 x2 r | 4qQ | x= (r x) Vậy Q phải đặt cách q khoảng cách r 2r cách 4q khoảng cách ; với q có độ 3 lớn dấu tùy ý b) Trường hợp điện tích q 4q để tự do: điều kiện khoảng cách câu a cần có thêm điều kiện: cặp lực Q 4q tác dụng lên q phải cặp lực trực đối, đồng thời cặp lực q Q tác dụng lên 4q cặp lực trực đối Để thỏa mãn điều kiện Q phải trái dấu với q và: Gia sư Tài Năng Việt 9.109 | q.Q | r 3 = 9.109 https://giasudaykem.com.vn | q.4 q | 4q Q= r 10 Khi truyền cho cầu điện tích q tiếp xúc, cầu nhiễm điện tích q , chúng đẩy vị trí cân cầu chịu tác dụng lực: trọng lực P , lực tĩnh điện F sức căng sợi dây T , đó: q2 9.109 42 F r tan = = P mg r 4r mg tan Vì tan = q2 = 9.10 l r = 2l tan 16mgl tan ( ) = 4.10-7 C Nên: |q| = 9.10 11 a) Ở vị trí cân cầu chịu tác dụng lực: trọng lực P , lực tĩnh điện F sức căng sợi dây T , đó: kq 2 kq F tan = = r = (1) P mgr2 mg Mặt khác, r 0, nên F phương chiều với E có độ lớn: F = |q3|E = 0,7 N 13 Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1 E2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = E2 = 9.109 | q1 | = 375.10 V/m AC Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là: E = E1 + E2 ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos = 2E1 AH 312,5.104 V/m AC Lực điện trường tổng hợp q1 q3 tác dụng lên q3 là: F = q3 E Vì q3 < 0, nên F phương ngược chiều với E có độ lớn: F = |q3|E = 0,094 N 14 Tam giác ABC vuông C Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1 E2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: | q1 | = 25.105 V/m; AC |q | E2 = 9.109 2 = 22,5.105 V/m BC E1 = 9.109 Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q q2 gây là: E = E1 + E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E12 E22 33,6.105 V/m Lực điện trường tổng hợp q1 q3 tác dụng lên q3 là: F = q3 E Vì q3 < 0, nên F phương ngược chiều với E có độ lớn: F = |q3|E = 0,17 N 15 Tam giác ABC vng C Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1 E2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: E1 = 9.109 | q1 | = 255.104 AC V/m; E2 = 9.109 | q2 | = 600.104 V/m BC Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q q2 gây là: E = E1 + E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E12 E22 64.105 V/m 16 a) Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1 E2 có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E1 = 9.109 | q1 | | q2 | = 108.10 V/m = 27.10 V/m; E2 = 9.10 BC AC Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q q2 gây là: E = E1 + E ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E2 – E1 = 81.105 V/m ' ' b) Gọi E E cường độ điện trường q1 q2 gây M cường độ điện trường tổng hợp q1 q2 gây M là: ' ' ' ' ' ' E = E1 + E2 = E1 = - E2 E1 E2 phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB gần q2 Với E’1 = E’2 9.109 | q1 | | q2 | = 9.10 AM ( AM AB ) Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn AM | q1 | = AM = 2AB = 30 cm AM AB | q2 | Vậy M nằm cách A 30 cm cách B 15 cm; có điểm cách xa điểm đặt điện tích q1 q2 có cường độ điện trường cường độ điện trường điện tích q1 q2 gây xấp xĩ 17 a) Các điện tích q1 q2 gây C véc tơ cường độ điện trường E1 E2 có phương chiều hình vẽ; | q1 | = 9.105 V/m; AC |q | E2 = 9.109 2 = 36.105 V/m BC có độ lớn: E1 = 9.109 Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q q2 gây là: E = E1 + E2 ; có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E = E2 + E1 = 45.105 V/m b) Gọi E1' E2' cường độ điện trường q1 q2 gây M cường độ điện trường tổng hợp q1 q2 gây M là: ' ' ' ' ' E = E + E = E1 = - E2 E1' E phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB Với E 1/ = E 2/ 9.109 | q1 | | q2 | = 9.10 AM ( AB AM ) AM | q1 | 3AB = AM = = 12 cm AB AM | q2 | Vậy M nằm cách A 12 cm cách B cm; ngồi có điểm cách xa điểm đặt điện tích q1 q2 có cường độ điện trường cường độ điện trường điện tích q1 q2 gây xấp xĩ 18 Các điện tích đặt đỉnh hình vng gây giao điểm O hai đường chéo hình vng véc tơ cường độ điện trường E A , E B , EC , E D có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn U34 = U3 = U4 = I34R34 = V; U3 U = A; I4 = = A; U1345 = U2 = UAB = I1345R1345 = 16 V; 3 R3 R4 U I2 = = A R2 I3 = Phân tích đoạn mạch: R4 nt (R2 // (R3 nt R5)) // R1 R2 R35 = 12 ; R2 R35 RR R4235 = R4 + R235 = 32 ; R = 4235 = 6,4 ; I3 = I5 = I35 = A; R1 R4235 U U35 = U2 = U235 = I35R35 = 60 V; I2 = = A; R2 U I235 = I4 = I4235 = 235 = A; U4235 = U1 = UAB = I4235R4235 = 160 V; R235 U I1 = = 20 A U1 R35 = R3 + R5 = 30 ; R235 = Trường hợp đặt vào A B hiệu điện 100 V đoạn mạch có (R3 nt R2)// U CD = 40 ; I2 U = UAB – UCD = 60 V; R3 = AC = 60 I3 R1, nên I3 = I2 = IA = A; R2 = UAC Trường hợp đặt vào C D hiệu điện 60 V đoạn mạch có (R nt R1)// R2 Khi UAC = UCD - UAB = 45 V; I3 = I1 = U AC U = 0,75 A; R1 = AB = 20 R3 I1 Trường hợp đặt vào A B hiệu điện 120 V đoạn mạch có ((R3 // R2) nt R4) // R1 U CD = 15 ; UAC = UAB – UCD = 90 V Vì R3 = R4 I2 U 30 90 I4 = AC = I2 + I3 = + R3 = 30 = R4 R4 R3 R3 Ta có: R2 = Trường hợp đặt vào C D hiệu điện 120 V đoạn mạch có (R1 nt R4) // R2) // R3 Khi UAC = UCD – UAB = 100 V; U AC 10 U = A; R1 = AB = R4 I1 U E 10 Ta có: I1 = = = 3,3 + 2r = E (1); R1 R1 r I4 = I1 = Gia sư Tài Năng Việt I2 = https://giasudaykem.com.vn U2 E =1= 3,5 + r = E (2) Từ (1) (2) R2 R2 r r = 0,2 ; E = 3,7 V 12 E 11 Ta có: P = I R = R R 16 = R 4R Rr R2 - 5R + = R = R = R = 67% H = 33% Rr ( R R )( R R ) E 12 Ta có: R = = ; I = = A; R1 R3 R2 R4 Rr U AB UAB = IR = 36 V; I1 = I3 = I13 = = 4,5 A; R1 R3 U AB I2 = I4 = I24 = = 1,5 A; R2 R4 Khi H = UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = UAN – UAM = I2R2 – I1R1 = V Vì UMN > nên VM > VN ta phải mắc cực dương vơn kế vào điểm M 13 I = E = 0,5 A; Uđ = IRđ = 5,5 V; Pđ = I2Rđ = 2,75 W Rđ R r 14 Điện trở ampe kế khơng đáng kể nên mạch ngồi gồm: R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5) Ta có: R = R1 + RR R2 R4 + = 5,5 ; R3 R5 R2 R4 E = A = I1 = I24 = I35; Rr RR U24 = U2 = U4 = I24R24 = I24 = 1,5 V; R2 R4 I= U2 U = 0,75 A; I4 = = 0,25 A; R2 R4 U RR U35 = U3 = U5 = I35R35 = I35 = V; I3 = = 0,5 A; R3 R5 R3 U I5 = = 0,5 A; IA = I2 – I3 = 0,25 A; R5 I2 = 15 a) Chập N với A ta thấy mạch ngồi có ((R2 // R3) nt R1) // R4 Do đó: R23 = R R R2 R3 = ; R123 = R1 + R23 = ; R = 123 = ; R123 R4 R2 R3 E I= = 2,4 A Rr Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn b) U4 = U123 = UAB = IR = 4,8 A; I123 = I1 = I23 = U 123 = 1,6 A; R123 U23 = U2 = U3 = I23R23 = 3,2 V c) Công suất nguồn: P = EI = 14,4 W; Hiệu suất nguồn: U AB = 0,8 = 80% E U2 U2 16 Ta có: Rđ1 = đ = 12 ; Rđ2 = đ = ; Pđ Pđ H= a) Các đèn Đ1 Đ2 sáng bình thường nên: Uđ1 = Uđ2R2 = Uđ1đ2R2 = V; Iđ1 = U đ1 = 0,5 A; Rđ U Uđ = 0,5 A; I = Iđ1 + Iđ2 = A; Rđ2R2 = đ R = 12 ; R2 = Rđ2R2 – Rđ2 = Rđ Iđ 2R2 U e ; Rđ1đ2R2 = đ 1đ R = ; R = - r = 6,48 ; R1 = R - Rđ1đ2R2 = 0,48 I I Iđ2 = Iđ2R2 = b) Khi R2 = : Rđ2R2 = Rđ2 + R2 = ; Rđ1đ2R2 = Rđ R Rđ = ; Rđ R Rđ e 1,435 A; Rr R = R1 + Rđ1đ2R2 = 4,48 ; I = Uđ1đ2R2 = Uđ1 = Uđ2R2 = IRđ1đ2R2 = 5,74 V < V nên đèn Đ1 sáng yếu hơn; Iđ2R2 = Iđ2 = IR2 = U đ 2R2 P = 0,96 A > đ = 0,5 A nên đèn Đ2 sáng mạnh Uđ Rđ R 2 E 17 a) Ta có: P = I2R = R4= Rr 62 R R 4R R - 5R + = R = R = 2 E2 E b) Ta có: P = I R = Vì E r không đổi nên P = Pmax R= r2 Rr R 2r R r r2 (R + ) có giá trị cực tiểu, mà theo bất đẵng thức Cơsi (R + ) có giá trị cực R R 2 r E tiểu R = R = r = Khi Pmax = = 4,5 W R 4r 18 Công suất cực đai mà nguồn cung cấp: P1 = 4r 4r e2 e2 ; P2 = 21 ; 22 P2 e P1 e 4r1 4r2 Khi hai nguồn mắc nối tiếp công suất cực đại mà nguồn cung cấp: Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn r r 1 4e 12 22 Pnt e e P1 P2 4(r1 r2 ) 4P P Pnt = = 48 W P1 P2 Pnt = Khi hai nguồn mắc song song, công suất cực đại mà nguồn cung cấp: P // = e2 e2 e2 = P1 + P2 = 50 W r1r2 r r r1 r2 2e (1) 2r e 2e Khi mắc song song ta có: 0,6 = (2) r 4r 2 19 Khi mắc nối tiếp ta có: 0,75 = Từ (1) (2) ta có r = ; e = 1,5 V 20 Điện trở cường độ dòng điện định mức bóng đèn là: Rđ = P U đ2 = 12 ; Iđ = đ = 0,5 A Uđ Pđ a) Gọi N số bóng đèn thắp sáng Khi chúng sáng bình thường cơng suất tiêu thụ mạch là: P = 3N = UI = (e – rI)I = 24I – 6I2 6I2 – 8I + N = (1) Để phương trình có nghiệm ’ = 16 – 2N N Vậy số bóng đèn tối đa bóng Với N = phương trình (1) có nghiệm kép I = A Nếu bóng đèn mắc thành m dãy, dãy có n bóng ta phải có I = mIđ m = N I = 4; n = = m Iđ Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng b) Với N = phương trình (1) có nghiệm: I1 = A v I2 = A Với I1 = A, ta có: m = N I1 = 2; n = = m Iđ Vậy phải mắc thành hai dãy, dãy có bóng Khi điện trở mạch ngồi: R = 3Rđ = 18 R = 0,75 Rr N I Với I2 = A, ta có: m = = 6; n = = m Iđ Hiệu suất mạch là: H1 = Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng đèn Khi điện trở mạch ngồi: R = Rđ = 2 Gia sư Tài Năng Việt Hiệu suất mạch là: H2 = https://giasudaykem.com.vn R = 0,25 Rr Vậy, cách mắc thành hai dãy, dãy gồm bóng đèn có lợi 21 Giả sử dòng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1r1 – e1 (1) – UAB = I2r2 – e2 (2) UAB = IR (3) I1 + I2 = I (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 0,1I1 + 0I2 + 0,2I = (1’) 0I1 + 0,1I2 + 0,2I = 1,5 (2’) I1 + I2 – I = (3’) Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = A; I2 = A; I = A Thay I vào (3), ta có UAB = UV = 1,4 V Vì I1 > 0; I2 > 0; I > nên dòng điện chạy nhánh mạch chiều ta giả sử 22 Khi K mở, mạch hở; số ampe kế IA = 0; e1 nguồn, e2 máy thu nên I1 = I2 = e1 e2 = 1,125 V; r1 r2 UAB = UC = I2R2 + e2 = 13,5 V; q = CUC = 27.10-6 C Khi K đóng, giả sữ dòng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1r1 – e1 (1) – UAB = I2r2 – e2 (2) UAB = I(R1 + R2 + RA) (3) I1 + I2 = I (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 4I1 + 0I2 + 6I = 18 (1’) 0I1 + 2,4I2 + 6I = 10,8 (2’) I1 + I2 – I = (3’) Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,8 A; I2 = 0; I = 1,8 A; IA = 1,8 A; UC = UR2 = IR2 = 5,4 V; q = CUC = 10,8.10-6 C 23 Giả sử dòng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: – UAB = I1(r1 + R1) – e1 (1) – UAB = I2(r2 + R2) – e2 (2) UAB = I3(r3 + R3) – e3 (3) I1 + I2 = I3 (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 4,5I1 + 0I2 + 5I3 = 14 (1’) 0I1 + 5,5I2 + 5I3 = 10 (2’) I1 + I2 – I3 = (3’) Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,30 A; I2 = 0,33 A; I3 = 1,63 A Thay I3 vào (3), ta có UAB = 2,15 V Vì I1 > 0; I2 > 0; I3 > nên dòng điện chạy nhánh mạch chiều ta giả sử 24 Giả sử dòng điện chạy nhánh mạch có chiều hình vẽ Ta có: UAB = I1(r1 + r4 + R1) – e1 + e4 (1) – UAB = I2(r2 + R2) – e2 (2) UAB = I3(r3 + R3) – e3 (3) I1 + I3 = I2 (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 10I1 + 20I2 + 0I3 = 50 (1’) 0I1 + 20I2 + 5I3 = 40 (2’) I1 – I2 + I3 = (3’) Giải hệ (1’), (2’), (3’) ta có I1 = 1,29 A; I2 = 1,86 A; I3 = 0,57 A Thay I3 vào (3), ta có UAB = - 12,15 V Vì UAB < nên điện điểm A thấp điện điểm B; I1 > 0; I2 > 0; I3 > nên dòng điện chạy nhánh mạch chiều ta giả sử 25 Ta có: Eb = E1 + E2 = V; rb = r1 + r2 = 0,8 ; Rđ = R R U đ2 = 12 ; R24 = R2 + R4 = ; Rđ24 = đ 24 = ; Rđ R24 Pđ R = R1 + Rđ24 + R3 = 7,2 ; a) I = Eb = A R rb b) Uđ24 = Uđ = U24 = IRđ24 = V; I24 = I2 = I4 = U 24 = 0,75 A; R24 UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN = I(r1 + R1) – E1 + I2R2 = – 3,15 V UMN < cho biết điện điểm M thấp điện điểm N 4r U2 = 0,8 ; Rđ = đ = ; Pđ R R R2đ = R2 + Rđ = 12 ; R2đ4 = đ = ; R2 đ R4 26 Ta có: Eb = 4e = V; rb = R = R1+ R2đ4+ R3 = 7,2 ; a) I = Eb = A R rb b) U2đ4 = U2đ = U4 = IR2đ4 = V; I2đ = I2 = Iđ = UAN = VA – VN = VA – VC + VC – VN = UAC + UCN = IR1 + I2R2 = 1,7 V U 2đ = 0,25 A; R2 đ Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn 2r = 0,8 ; R R = R2 + R3 = ; Rđ23 = đ 23 = ; Rđ R23 27 Ta có: Eb = 3e + 2e = 10 V; rb = 3r + U đ2 Rđ = = ; R23 Pđ R = R1 + Rđ23 = 4,2 ; a) I = Eb = A R rb b) Uđ23 = Uđ = U23 = IRđ23 = V; I23 = I2 = I3 = U 23 = A; R23 UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN = I(3r + R1) – 3e + I2R2 = 2,3 V Uđ = V < Uđm = V nên đèn sáng yếu bình thường BÀI TẬP TỰ LUẬN CHƯƠNG Một bóng đèn 220 V - 100 W có dây tóc làm vơnfram Khi sáng bình thường nhiệt độ dây tóc bóng đèn 20000 C Xác định điện trở bóng đèn thắp sáng không thắp sáng Biết nhiệt độ môi trường 20 C hệ số nhiệt điện trở vơnfram = 4,5.10-3 K-1 Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm vơnfram Điện trở dây tóc bóng đèn 200 C R0 = 121 Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn sáng bình thường Cho biết hệ số nhiệt điện trở vônfram = 4,5.10-3 K-1 Dây tóc bóng đèn 220 V - 200 W sáng bình thường nhiệt độ 25000 C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở 1000 C Tìm hệ số nhiệt điện trở điện trở R0 dây tóc 1000 C Ở nhiệt độ t1 = 250 C, hiệu điện hai cực bóng đèn U1 = 20 mV cường độ dòng điện qua đèn I1 = mA Khi sáng bình thường, hiệu điện hai cực bóng đèn U2 = 240 V cường độ dòng điện chạy qua đèn I2 = A Tính nhiệt độ dây tóc bóng đèn đèn sáng bình thường Biết hệ số nhiệt điện trở dây tóc làm bóng đèn = 4,2.10-3 K-1 Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T = 65 V/K đặt khơng khí 20 C, mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 320 C Tính suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện Một mối hàn cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá tan, mối hàn nhúng vào nước sôi Dùng milivôn kế đo suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện 4,25 mV Tính hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện Nhiệt kế điện thực chất cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ cao thấp mà ta dùng nhiệt kế thông thường để đo Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động T = 42 V/K để đo nhiệt độ lò nung với mối hàn đặt khơng khí 200 C mối hàn đặt vào lò thấy milivơn kế 50,2 mV Tính nhiệt độ lò nung Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn Một nguồn điện gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp, nhóm có 10 pin mắc song song; pin có suất điện động 0,9 V điện trở 0,6 Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có điện trở 205 mắc vào hai cực nguồn nói Anơt bình điện phân đồng Tính khối lượng đồng bám vào catơt bình thời gian 50 phút Biết Cu có A = 64; n = Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại h = 0,05 mm sau điện phân 30 phút Diện tích mặt phủ kim loại 30 cm2 Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân Biết niken có A = 58, n = có khối lượng riêng = 8,9 g/cm3 10 Muốn mạ đồng sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng sắt làm catôt bình điện phân đựng dùng dịch CuSO4 anơt đồng ngun chất, cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy qua thời gian 40 phút 50 giây Tìm bề dày lớp đồng bám mặt sắt Cho biết đồng có A = 64; n = có khối lượng riêng = 8,9.103 kg/m3 11 Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở 0,9 để cung cấp điện cho bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương kẻm, có điện trở R = 3,6 Hỏi phải mắc hỗn hợp đối xứng nguồn để dòng điện qua bình điện phân lớn Tính lượng kẻm bám vào catơt bình điện phân thời gian phút 20 giây Biết Zn có A = 65; n = 12 Cho điện hình vẽ Trong nguồn có n pin mắc nối tiếp, pin có suất điện động 1,5 V điện trở 0,5 Mạch gồm điện trở R1 = 20 ; R2 = ; R3 = ; đèn Đ loại 3V - 3W; Rp bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực đương bạc Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể; điện trở vôn kế lớn Biết ampe kế A1 0,6 A, ampe kế A2 0,4 A Tính: a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân điện trở bình điện phân b) Số pin công suất nguồn c) Số vơn kế d) Khối lượng bạc giải phóng catơt sau 32 phút 10 giây e) Đèn Đ có sáng bình thường khơng? Tại sao? 13 Cho mạch điện hình vẽ Ba nguồn điện giống nhau, có suất điện động e điện trở r R1 = ; R2 = ; bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 với cực dương đồng có điện trở Rp = 0,5 Sau thời gian điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng cực làm catôt tăng lên 0,636 gam Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn a) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân qua điện trở b) Dùng vơn có điện trở lớn mắc vào đầu A C nguồn Nếu bỏ mạch ngồi vơn kế 20 V Tính suất điện động điện trở nguồn điện 14 Cho mạch điện hình vẽ Biết nguồn có suất điện động E = 24 V, điện trở r = ; tụ điện có điện dung C = F; đèn Đ loại V - W; điện trở có giá trị R1 = ; R2 = ; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có anốt làm Cu, có điện trở Rp = Bỏ qua điện trở dây nối Tính: a) Điện trở tương đương mạch ngồi b) Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút giây c) Điện tích tụ điện 15 Cho mạch điện hình vẽ: Bộ nguồn gồm nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động e = 2,25 V, điện trở r = 0,5 Bình điện phân có điện trở Rp chứa dung dịch CuSO4, anốt làm đồng Tụ điện có điện dung C = F Đèn Đ loaij4 V - W, điện trở có giá trị R1 = R2 = R3 = Ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở dây nối Biết đèn Đ sáng bình thường Tính: a) Suất điện động điện trở nguồn b) Hiệu điện UAB số ampe kế c) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây điện trở Rp bình điện phân d) Điện tích lượng tụ điện 16 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn gồm nguồn giống nhau, có suất điện động e = V; có điện trở r = 0,25 mắc nối tiếp; đèn Đ có loại V - W; R1 = ; R2 = R3 = ; RB = bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương Al Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường Tính: a) Điện trở biến trở tham gia mạch b) Lượng Al giải phóng cực âm bình điện phân thời gian pht 20 giây Biết Al có n = có A = 27 c) Hiệu điện hai điểm A M Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn 17 Cho mạch điện hình vẽ Trong E1 = V; E2 = V ; r1 = r2 = 0,4 ; Đèn Đ loại V - W; R1 = 0,2 ; R2 = ; R3 = ; RB = bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực dương Ag Tính: a) Cường độ dòng điện chạy mạch b) Lượng Ag giải phóng cực âm bình điện phân thời gian phút 40 giây Biết Ag có n = có A = 108 c) Hiệu điện hai điểm M N 18 Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có nguồn giống nhau, nguồn có suất điện động e = 1,5 V, điện trở r = 0,5 , mắc thành nhánh, nhánh có nguồn mắc nối tiếp Đèn Đ loại V - W; R1 = R2 = ; R3 = ; RB = bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, có cực dương Cu Tính: a) Cường độ dòng điện chạy mạch b) Tính lượng Cu giải phóng cực m thời gian 32 phút 10 giây Biết Cu có nguyên tử lượng 64 có hố trị c) Hiệu điện hai điểm M N 19 Một bình điện phân có anơt Ag nhúng dung dịch AgNO3, bình điện phân khác có anơt Cu nhúng dung dịch CuSO4 Hai bình mắc nối tiếp vào mạch điện sau giờ, khối lượng hai catôt tăng lên 4,2 g Tính cường độ dòng điện qua hai bình điện phân khối lượng Ag Cu bám vào catôt bình 20 Một điơt điện tử có dòng điện bảo hòa Ibh = mA hiệu điện anôt catôt U = 10 V a) Tính số electron đập vào anơt giây b) Tính động electron đến anơt, biết electron rời catôt không vận tốc ban đầu HƯỚNG DẪN GIẢI Khi thắp sáng điện trở bóng đèn là: Rđ = điện trở bóng đèn là: R0 = U đ2 = 484 Khi không thắp sáng Pđ Rđ = 48,8 (t t ) U đ2 = 1210 Pđ R Vì: Rđ = R0(1+(t – t0)) t = đ - + t0 = 20200 C R0 Khi sáng bình thường: Rđ = Gia sư Tài Năng Việt Khi sáng bình thường: Rđ = https://giasudaykem.com.vn U đ2 = 242 Pđ Rđ = 22,4 10,8 Rđ Vì Rđ = R0(1+(t – t0)) = = 0,0041 K-1 R0 (t t0 ) t t U Điện trở dây tóc 250 C: R1 = = 2,5 Điện trở dây tóc sáng bình I1 U thường: R2 = = 30 I2 R Vì: R2 = R1(1+(t2 – t1)) t2 = - + t1 = 26440 C R1 Ở nhiệt độ 1000 C: R0 = Ta có: E = T(T2 – T1) = 0,0195 V E = 42,5.10-6 V/K T2 T1 E Ta có: E = T(T2 – T1) T2 = + T1 = 14880 K = 12150 C T r E Ta có: Eb = 3e = 2,7 V; rb = = 0,18 ; I = b = 0,01316 A; 10 R rb A m= It = 0,013 g F n mFn A Ta có m = V = Sh = 1,335 g; m = It I = = 2,47 A At F n A AIt 10 Ta có: m = It = Sh h = = 0,018 cm F n FnS 36 11 Gọi x số nhánh nhánh có y = nguồn Khi đó: x 36 54 yr 32,4 E 54 Eb = ye = 1,5 = ; rb = = ;I= b = 32,4 x x x x R rb 3,6 x x 32,4 Để I = Imax 3,6x = x = x Ta có: E = T(T2 – T1) T = Vậy phải mắc thành nhánh, nhánh có 12 nguồn mắc nối tiếp Khi I max = 2,5 A It = 3,25 g F n U đ2 12 a) Ta có: Rđ = = ; R2đ = R2 + Rđ = 12 ; Pđ A; m = U2đ = U3p = UCB = IA2.R2đ = 4,8 V; I3p = I3 = Ip = IA1 – IA2 = 0,2 A; Gia sư Tài Năng Việt R3p = U3 p I3 p https://giasudaykem.com.vn = 24 ; Rp = R3p – R3 = 22 b) Điện trở mạch ngoài: R = R1 + RCB = R1 + I= U CB = 28 ; I ne 16,8 + 0,3n = 1,5n n = 14 nguồn; R nr Công suất nguồn: Png = Ieb = Ine = 12,6 W c) Số vôn kế: UV = U = IR = 16,8 V d) Khối lượng bạc giải phóng: m = A Ipt = 0,432 g F n Pđ = A nên đèn sáng yếu bình thường Uđ mFn A RR 13 a) Ta có: m = It I = = A; R12 = = ; At F n R1 R2 10 U U U12 = U1 = U2 = IR12 = 10 V; I1 = = A; I2 = = A 3 R2 R1 U b) Khi bỏ mạch ngồi UV = Eb = 2e e = V = 10 V; Eb R = R12 + Rp = 2,5 ; I = 12,5 + 7,5r = 20 r = r R r 2 U 14 a) Ta có: Rđ = đ = ; R1đ = R1 + Rđ = 12 ; Pđ R R R1đ2 = 1đ = ; R = Rp + R1đ2 = R1đ R2 A E b) I = Ip = = A; m = Ipt = 12,8 g Rr F n U c) U1đ2 = U1đ = U2 = IR1đ2 = 12 V; I1đ = I1 = Iđ = 1đ = A; R1đ e) Iđ = IA2 = 0,4 A < Iđm = UC = UAM = UAN + UNM = IRp + I1R1 = 14 V; q = CUC = 56.10-6 C 15 a) Ta có: Eb = e + 2e + e = 4e = V ; rb = r + b) Ta có: Rđ = = I1 = Iđ = Iđm = 2r + r = 3r = 1,5 r U đ2 = ; R1đ = R1 + Rđ = Vì đèn sáng bình thường nên: I1đ Pđ Pđ = 0,5 A; Uđ UAB = U1đ = Up2 = I1đ R1đ = 4,5 V; I = Eb U AB RAB RAB R3 rb Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn 4,5RAB + 11,25 = 9RAB RAB = 2,5 Số ampe kế: IA = I = U AB = 1,8 A R AB c) Ta có: Ip2 = Ip = I2 = I – I1đ = 1,3 A; m = Rp2 = U p2 I p2 A Ipt = 0,832 g; F n = 3,46 ; Rp = Rp2 – R2 = 2,96 d) Ta có: UC = UMN = VM – VN = VM – VB + VB – VN = UMB – UNB = IđRđ - I2R2 = 3,35 V; q = CUC = 20,1.10-6C; W = CU2 = 33,67.10-6 J U đ2 = ; R3đ = R3 + Rđ = ; Pđ R R R2B = R2 + RB = ; RCD = B 3đ = 2,4 R2 B R3đ P Vì đèn sáng bình thường nên: I3đ = I3 = Iđ = Iđm = đ = A; Uđ 10 U U3đ = U2B = UCD = I3đR3đ = V; I = CD = A; Eb = 8e = 40 V; RCD 10 40 E rb = 8r = ; I = b = 10R + 20 = 120 R2 R rb 16 a) Ta có: Rđ = R = 10 ; Rt = R – R1 – RCD = 4,5 b) Ta có: UCD = U2B = U3đ = IRCD = V; I2B = I2 = IB = A U 2B = A; m = IBt = 0,48 g F n R2 B c) UAM = VA – VM = VA – VC + VC – VM = UAC + UCM = IR1 + I2R2 = 12,67 V 17 a) Eb = E1 + E2 = V; rb = r1 + r2 = 0,8 ; Rđ = U đ2 = 12 ; Pđ Rđ R2 B = ; Rđ R2 B E R = R1 + RCD + R3 = 7,2 ; I = b = A R rb R2B = R2 + RB = ; RCD = b) UCD = Uđ = U2B = IRCD = V; I2B = I2 = IB = m= U 2B = 0,75 A; R1B A IBt = 6,48 g F n c) UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn = I(R1 + r1) – E1 + I2R2 = - 3,15 V; dấu “-“ cho biết điện điểm M thấp điện điểm N 4r U2 = ; Rđ = đ = ; Pđ R R Rđ2 = Rđ + R2 = ; RB3 = RB + R3 = ; RCB = đ B = ; Rđ RB E R = R1 + RCB = ; I = b = 1,2 A R rb U b) UCB = Uđ2 = UB3 = IRCB = 2,4 V; IB3 = IB = I3 = B = 0,8 A; RB A m= IBt = 0,512 g F n U c) Iđ2 = Iđ = I2 = đ = 0,4 A; Rđ 18 a) Eb = 4e = V; rb = UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = - UCM + UCN = - IđRđ + IBRB = - 0,4 V; dấu “-“ cho biết điện điểm M thấp điện điểm N A It A1 It A A It ; m2 = ; m1 + m2 = ( + ) Fn1 n1 n1 F Fn2 A It (m m ) F I = = 0,4 A; m1 = = 3,24 g; Fn1 A1 A2 t n1 n2 19 m1 = m2 = m – m1 = 0,96 g 20 a) n = I bh = 3,125.1016 electron/s e b) Wđ = eU = 1,6.10-18 J Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn ... x2 + 4 .10- 6x - 12 .10- 12 = x1 2 .10 6 Kết x2 6 .10 6 q1 2 .10 6 C q1 6 .10 6 C q2 6 .10 6 C q2 2 .10 6 C Vì |q1| < |q2| q1 = 2 .10- 6 C; q2 = - 6 .10- 6 C Hai... 5,58 .10 6 Kết quả: Gia sư Tài Năng Việt https://giasudaykem.com.vn q1 0,96 .10 6 C q1 5,58 .10 6 C q2 5,58 .10 6 C q2 0,96 .10 6 C q1 5,58 .10 6 C q1 0,96 .10 6... |q2| nên q1 Gia sư Tài Năng Việt Ta có: F = 9 .109 https://giasudaykem.com.vn | q1q2 | Fr |q q | = = 12 .10- 12; q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = 2 r 9 .10 q1q2 = 12 .10- 12 (1) q1 + q2 = - 4 .10- 6 (2) Từ
Ngày đăng: 11/06/2018, 16:15
Xem thêm: Bài tập tự luận môn vật lý lớp 10; gia sư dạy kèm lý 10
