Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu thuộc bộ tài liệu dạy thêm lớp 11. Sử dụng cho giáo viên giảng dạy có đầy đủ tóm tắt lí thuyết_ Bài tập ví dụ mẫu_ Bài tập tự giải_Bài tập trắc nghiệm. Tất cả các bài đều có lời giải chi tiết giúp học sinh tự học nâng cao trình độ
PHẦN MỘT – ĐIỆN HỌC ĐIỆN TỪ HỌC CHUƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG BÀI 1: ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CU LƠNG A KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1.Điện tích gì? Sự nhiễm điện vật - Điện tích tính chất khơng đổi số hạt hạ nguyên tử (hạt sơ cấp), đặc trưng cho tương tác điện từ chúng Có hai loại điện tích dương điện tích âm - Điện tích hiểu "vật tích điện " hay “vật nhiễm điện” Dựa vào khả hút vật nhẹ ta kết luận vật có nhiễm điện hay khơng - Có cách làm vật trung hòa bị nhiễm điện nhiễm điện cọ xát, nhiễm điện tiếp xúc nhiễm điện hưởng ứng Điện tích điểm Một vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét gọi điện tích điểm Tương tác điện - Các điện tích dấu đẩy nhau, trái (ngược) dấu hút - Sự hút đẩy điện tích gọi tương tác điện Định luật Cu_Lông (Coulomb) Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt chân khơng có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng * Lực tương tác điện tích điểm q 1; q2 đặt cách khoảng r môi trường uur uuu r có số điện mơi ε F12 , F21 có: - Điểm đặt: điện tích - Phương: đường nối điện tích - Chiều: + Hướng xa q1.q2 > (q1; q2 dấu) + Hướng vào q1.q2 < (q1; q2 trái dấu) q q F k 22 - Độ lớn: r ; q1 - Biểu diễn: k = 9.10 q2 r q1.q2 >0 �N.m2 � � � �C �; r F12 F lực tĩnh điện q1 r F21 r F12 r q1.q2 < B CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN Dạng 1: Xác định lực tương tác điện tích đại lượng liên quan Phương pháp: Áp dụng định luật Cu – lông - Phương, chiều, điểm đặt lực ( hình vẽ) q1q2 - Độ lớn : F12 F21 k r122 - Chiều lực dựa vào dấu hai điện tích: + hai điện tích dấu: lực đẩy + hai điện tích trái dấu: lực hút - Đơn vị: q đơn vị (C); r đơn vị (m); F đơn vị (N) q2 Các ví dụ Ví dụ 1: Tính lực tương tác electron proton khoảng cách chúng 5.10 -9 cm Coi e p điện tích điểm Lời giải: Vì e p có độ lớn điện tích nên qe = q p = 1,6.10-19 C 1, 6.10 19.1, 6.10 19 q1.q2 ADCT: F k Thay số ta có: F = 9.10 = 9,216.10-8 N 11 r2 5.10 Nhận xét: Trong em cần nhớ lại kiến thức hóa học cấu tạo nguyên tử: hạt proton có điện tích qp = +1,6.10-19 C; hạt electron có điện tích qe = -1,6.10-19 C Ví dụ 2: Hai điện tích q1, q2 đặt cách khoảng 10 cm tương tác với lực F F khơng khí đặt dầu Để lực tương tác F đặt dầu hai điện tích phải đạt cách dầu? qq Lời giải: Lực tương tác hai điện tích khơng khí: Fkk k 2 F (1) r q1q2 q1q2 F Lực tương tác hai điện tích dầu Fdau k k (2) r r2 Từ (1) (2) ta có = 4=> Để Fkk = Fdầu khoảng cách hai điện tích r’ q1q2 q1q2 r , cm => k k ,2 � r r r Nhận xét: Trong em cần lưu ý chân khơng hay khơng khí có số điện môi nhỏ 1, Nên chuyển sang mơi trường khác lực ln giảm Lực giảm lần số điện mơi mơi trường nhiêu Ví dụ 3: Hai điện tích điểm cách khoảng (cm) chân không, hút lực 6.10-5 N Điện tích tổng cộng hai điện tích điểm 10 -9 C Tính điện đích điện tích điểm q1q2 Fr � q1q2 6.1018 C (1) r k 18 Vì q1 hút q2 => q1.q2 < � q1q2 q1q2 6.10 C (1) Lời giải: Áp dụng định luật Culong: F k �q1 3.109 C �q2 3.109 C � Theo đề: q1 + q2 = 10 C (2) Giả hệ (1) (2) � � 9 q2 2.109 C � �q1 2.10 C Ví dụ 4: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 15 cm không 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 Lời giải: Hai điện tích hút nên chúng trái dấu; q1 + q2 > |q1| < |q2| nên q1 < 0; q2 > (1) Véc tơ lực tương tác điện hai điện tích hình vẽ: -9 Ta có: F = 9.109 | q1q2 | r2 |q1q2| = Fr = 10.10-12; 9.109 q1 q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = 10.10-12 (2) theo q1 + q2 = 3.10-6 (3) Từ (2) (3) ta thấy q1 q2 nghiệm phương trình: X2 – SX + P = => X2 - 3.10-6X - 10.10-12 = Kết hợp với điều kiện (1) ta có nghiệm phương trình q1 = -2.10-6 C; q2 = 5.10-6 C Nhận xét: Trong ví dụ em cần nhớ lại định lí Viet để giải nhanh nghiệm hệ phương trình tổng tích hai số X2 – SX + P = Trong S tổng hai nghiệm, P tích hai nghiệm Bài tập vận dụng Bài 1.1: Hai cầu nhỏ có điện tích q = 10-7 C q2 = 4.10-7 C tác dụng vào lực 0,9 N Tính khoảng chúng trường hợp: a/ Hai cầu đặt khơng khí b/ Hai cầu đặt mơi trường có số điện mơi …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.2: Hai điện tích điểm đặt chân không, cách 4cm, lực đẩy tĩnh điện chúng 10-5N a/ Tìm độ lớn điện tích b/ Tìm khoảng cách chúng để lực tương tác điện 2,5.10-6N …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.3: Hai cầu nhỏ có điện tích 2.10-8(C) 4,5.10-8(C) tác dụng với lực 0,1(N) chân khơng a/ Tính khoảng cách chúng b/ Nhúng hệ thống vào dầu hỏa (ε = 2) Muốn lực tương tác cầu 0,1(N) khoảng cách chúng phải …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.4: 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 môi dầu …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.5: 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 q q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.6: 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 q q2 Vẽ véc tơ lực tác dụng điện tích lên điện tích Tính q1 q2 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Dạng 2: Hợp lực nhiều điện tích tác dụng lên điện tích Phương pháp: Tìm hợp lực tác dụng lên q0 điện tích q1; q2; tác dụng lên Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt điện tích (vẽ hình) Bước 2: Tính độ lớn lực F10 ; F20 q1 q2 tác dụng lên qo r r Bước 3: Vẽ hình vectơ lực F10 ; F20 r Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn hợp lực Fo theo quy tắc hình bình hành ur ur ur ur F F 10 F 20 F n uu r uur uuu r Xét trường hợp có hai lực: F0 F10 F20 uur uuu r a Khí F10 hướng với F20 uu r uur uuu r + Hướng hợp lực F0 hướng với F10 F20 + Độ lớn hợp lực: F = F10 + F20 uur uuu r b Khi F10 ngược hướng với F20 uu r + Hướng hợp lực: F0 hướng với uur � �F10 : F10 F20 r �uuu �F20 : F10 F20 + Độ lớn hợp lực: F F10 F20 uur uuu r c Khi F10 F20 uu r uur F20 + Hướng hợp lực: Như hình vẽ: F0 , F10 tan F10 + Độ lớn hợp lực: F F102 F202 uur uuu r d Khi F10 = F20 F10 , F20 uur uuu r uu r + Hướng hợp lực: F0 tia phân giác góc F10 , F20 � � + Độ lớn hợp lực: F0 F10 cos � � �2 � uur uuu r 2 e Trường hợp tổng quát: F0 F10 F20 F10 F20 cos F10 , F20 Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Cho hai điện tích điểm q1 = 16 C q2 = -64 C đặt hai điểm A B chân không cách AB = 100 cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q0 = C trường hợp sau a.q0 đặt điểm M thỏa mãn: AM = 60cm, BM = 40cm b q0 đặt điểm N thỏa mãn: AN = 60cm, BN = 80cm Lời giải: a Vì MA + MB = AB điểm M, A, B thẳng hàng M nằm AB Áp dụng định luật Cu lông: q1.q0 q q 1, N ; F20 k 2 14, N r10 r20 ur ur ur Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0: F F 10 F 20 ur ur Vì F 10 hường F 20 nên: F F10 F20 16 N ur ur ur Vậy F hướng với F 10 F 20 có độ lớn 16N F10 k b Vì NA2 NB AB � NAB vuông N Áp dụng định luật Cu lông: q1.q0 q q 1, N F20 k 2 3, N r10 r20 ur ur ur Hợp lực tác dụng lên q0 là: F F 10 F 20 ur ur Vì F 10 F 20 => F F102 F202 3,94V ur Vậy F hợp với NB góc : tan F10 k F10 0, 44 � 240 F20 Nhận xét: Sau khí tính xong độ lớn lực thành phần em vẽ véc tơ lực có chiều dài tỉ lệ với với độ lớn lực tương ứng Chỉ véc tơ lực vẽ nét liền đoạn thẳng nối điện tích vẽ nét đứt 7 Ví dụ 2: Trong chân khơng, cho hai điện tích q1 q2 10 C đặt hai điểm A B cách 8cm Tại điểm C nằm đường trung trực AB cách AB 3cm người ta đặt điện 7 tích qo 10 C Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo Lời giải: Vị trí điện tích hình vẽ + Lực q1 tác dụng lên qo: 107.107 q1q0 F10 k 9.10 0, 036 N AC 0, 052 + Lực q2 tác dụng lên qo: F20 F10 0, 036 N ( q1 q2 ) ur ur ur Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0: F F 10 F 20 + Do F20 F10 nên hợp lực Fo tác dụng lên qo: AH Fo F10 cos C1 2.F10 cos A 2.F10 � Fo 2.0, 036 57, 6.10 3 N AC 5 r uuur 3 + Vậy Fo có phương // AB, chiều với vectơ AB (hình vẽ) có độ lớn: Fo 57,6.10 N Ví dụ 3: Người ta đặt ba điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3= -8.10-9 C tại ba đỉnh tam giác ABC cạnh a = cm khơng khí Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 6109 C đặt tâm O tam giác Lời giải: Vị trí điện tích hình vẽ Lực điện tích q1 tác dụng lên q0: F1 k q1.q0 �2 3� �a � �3 � 3k q1.q0 36.105 N a Lực điện tích q2 q3 tác dụng lên q0 F2 F3 k q2 q0 �2 3� �a � �3 � 3k q1 q0 36.105 N a ur ur ur ur ur ur Lực tổng hợp tác dụng lên q0: F F F F F F 23 uuu r uur uu r uu r Trong đó: F23 F2 F3 Có hướng hướng với F1 hình vẽ; 1200 =F2 Vậy F = 2F1 = 72.10-5N; Có hướng trùng với đường trung trực BC hình vẽ Bài tập vận dụng Bài 1.7: Hai điện tích điểm q1 = -0,5.10-6 C, q2 = 0,5.10-6 C đặt hai điểm A B chân không cách 30cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q3 = 2.10-6C đặt O trung điểm đoạn AB …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 7 7 Bài 1.8: Cho hai điện tích điểm q1 2.10 C ; q2 3.10 C đặt hai điểm A B chân có độ lớn F23 =2F2 cos 7 không cách 5cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo 2.10 C đặt C, với CA = 2cm; CB = 3cm …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 7 7 Bài 1.9: Cho hai điện tích điểm q1 2.10 C ; q2 3.10 C đặt hai điểm A B chân 7 không cách 5cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo 2.10 C đặt D với DA = 2cm; DB = 7cm …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 7 Bài 1.10: Trong chân khơng, cho hai điện tích q1 q2 10 C đặt hai điểm A B cách 10 cm Tại điểm C nằm đường trung trực AB cách đoạn thẳng AB 5cm người ta đặt 7 điện tích qo 10 C Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.11: 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 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.12: Tại điểm A, B cách 10 cm khơng khí, đặt điện tích q = q2 = - 6.10-6 C Xác định lực điện trường hai điện tích tác dụng lên điện tích q = -3.10-8 C đặt C Biết AC = BC = 15 cm …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 8 8 Bài 1.13: Hai điện tích điểm q1 3.10 C ; q2 2.10 C đặt hai điểm A B chân 8 khơng, AB = 5cm Điện tích qo 2.10 C đặt M, MA = 4cm, MB = 3cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 1.14: Hai điện tích q1 = 2.10-2 C, q2 = -2.10-2 C đặt hai điểm A B cách a = 30 cm khơng khí Tính lực điện tác dụng lên điện tích q o = 2.10-9 C đặt điểm M cách A B khoảng 30cm …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Bài 1.15: Trong cách sau cách làm nhiễm điện cho vật? A Cọ vỏ bút lên tóc B Đặt nhanh nhựa gần vật nhiễm điện C Đặt vật gần nguồn điện D Cho vật tiếp xúc với viên pin Bài 1.16: Trong tượng sau, tượng không liên quan đến nhiễm điện? A Về mùa đơng lược dính nhiều tóc chải đầu B Chim thường xù lơng mùa rét C Ơtơ chở nhiên liệu thường thả sợi dây xích kéo lê mặt đường D Sét đám mây Bài 1.17: Điện tích điểm A vật có kích thước nhỏ B điện tích coi tập trung điểm C vật chứa điện tích D điểm phát điện tích Bài 1.18: Về tương tác điện, nhận định đây, nhận định sai A Các điện tích loại đẩy B Các điện tích khác loại hút C Hai nhựa giống nhau, sau cọ xát với len dạ, đưa lại gần chúng hút D Hai thủy tinh sau cọ xát vào lụa, đưa lại gần chúng đẩy Bài 1.19: Khi khoảng cách hai điện tích điểm chân khơng giảm xuống lần độ lớn lực Cu – lông A tăng lần B tăng lần C giảm lần D giảm lần Bài 1.20: Nhận xét không điện môi A Điện môi môi trường cách điện B Hằng số điện môi chân không C Hằng số điện môi môi trường cho biết lực tương tác điện tích mơi trường nhỏ so với chúng đặt chân không lần D Hằng số điện mơi nhỏ Bài 1.21: Có thể áp dụng định luật Cu – lơng để tính lực tương tác trường hợp A tương tác hai thủy tinh nhiễm đặt gần B tương tác thủy tinh nhựa nhiễm điện đặt gần C tương tác hai cầu nhỏ tích điện đặt xa D tương tác điện thủy tinh cầu lớn Bài 1.22: Có thể áp dụng định luật Cu – lông cho tương tác sau đây? A Hai điện tích điểm dao động quanh hai vị trí cố định mơi trường B Hai điện tích điểm nằm hai vị trí cố định mơi trường C Hai điện tích điểm nằm cố định gần nhau, dầu, nước D Hai điện tích điểm chuyển động tự môi trường Bài 1.23: Cho điện tích có độ lớn khơng đổi, đặt cách khoảng không đổi Lực tương tác chúng lớn đặt A chân không B nước nguyên chất C dầu hỏa D khơng khí điều kiện tiêu chuẩn Bài 1.24: Xét tương tác hai điện tích điểm mơi trường xác định Khi lực đẩy Cu – lơng tăng lần số điện môi A tăng lần B không đổi C giảm lần D giảm lần Bài 1.25: Sẽ khơng có ý nghĩa ta nói số điện môi A nhựa đường B nhựa C thủy tinh D nhôm Bài 1.26: Trong vật sau khơng có điện tích tự do? A niken B khối thủy ngân C chì D gỗ khơ -4 Bài 1.27: Hai điện tích điểm trái dấu có độ lớn 10 /3 C đặt cách m parafin có điện mơi chúng A hút lực 0,5 N B hút lực N C đẩy lực 5N D đẩy lực 0,5 N …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.28: Hai điện tích điểm độ lớn 10-4 C đặt chân không, để tương tác lực có độ lớn 10-3 N chúng phải đặt cách A 30000 m B 300 m C 90000 m D 900 m …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.29: Hai điện tích điểm đặt cố định cách điện bình khơng khí hút lực 21 N Nếu đổ đầy dầu hỏa có số điện mơi 2,1 vào bình hai điện tích A hút lực 10 N B đẩy lực 10 N C hút lực 44,1 N D đẩy lực 44,1 N …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.30: Hai điện tích điểm đặt cố định cách điện bình khơng khí lực tương tác Cu – lơng chúng 12 N Khi đổ đầy chất lỏng cách điện vào bình lực tương tác chúng N Hằng số điện môi chất lỏng A B 1/3 C D 1/9 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.31: Hai điện tích điểm đặt cách 100 cm parafin có số điện mơi tương tác với lực N Nêu chúng đặt cách 50 cm chân khơng tương tác lực có độ lớn A N B N C N D 48 N …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.32: Hai điện tích điểm độ lớn đặt cách m nước nguyên chất tương tác với lực 10 N Nước nguyên chất có số điện mơi 81 Độ lớn điện tích A C B 9.10-8 C C 0,3 mC D 10-3 C …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.33: Có hai điện tích điểm q1 q2, chúng đẩy Khẳng định sau đúng? A q1> q2 < B q1< q2 > C q1.q2 > D q1.q2 < Bài 1.34: Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện Biết vật A hút vật B lại đẩy C Vật C hút vật D Khẳng định sau không đúng? A Điện tích vật A D trái dấu B Điện tích vật A D dấu C Điện tích vật B D dấu D Điện tích vật A C dấu Bài 1.35: Phát biểu sau đúng? A Khi nhiễm điện tiếp xúc, electron dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện B Khi nhiễm điện tiếp xúc, electron dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện C Khi nhiễm điện hưởng ứng, electron dịch chuyển từ đầu sang đầu vật bị nhiễm điện D Sau nhiễm điện hưởng ứng, phân bố điện tích vật bị nhiễm điện không thay đổi Bài 1.36: Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm khơng khí A tỉ lệ với bình phương khoảng cách hai điện tích B tỉ lệ với khoảng cách hai điện tích C tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai điện tích D tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai điện tích Bài 1.37: Khoảng cách prôton êlectron r = 5.10 -9 (cm), coi prôton êlectron điện tích điểm Lực tương tác chúng A lực hút với F = 9,216.10-12 (N) B lực đẩy với F = 9,216.10-12 (N) C lực hút với F = 9,216.10-8 (N) D lực đẩy với F = 9,216.10-8 (N) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.38: Hai điện tích điểm đặt chân không cách khoảng r = (cm) Lực đẩy chúng F = 1,6.10-4 (N) Độ lớn hai điện tích A q1 = q2 = 2,67.10-9 (μC) B q1 = q2 = 2,67.10-7 (μC) C q1 = q2 = 2,67.10-9 (C) D q1 = q2 = 2,67.10-7 (C) …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……… Bài 1.39: Hai điện tích điểm đặt chân không cách khoảng r = (cm) Lực đẩy chúng F1 = 1,6.10-4 (N) Để lực tương tác hai điện tích F2 = 2,5.10-4 (N) khoảng cách chúng A r2 = 1,6 (m) B r2 = 1,6 (cm) C r2 = 1,28 (m) D r2 = 1,28 (cm) 10 E = 2E1cos a 2kqa x2 3/2 (1) Thay số ta được: EM = 4,32.106 (V/m) 2kq =20.10 (V/m) a uu r uur r uu r uur Bài 1.101.Tại điểm có cường độ điện trường khơng ta có: E1 E2 � E1 E2 uu r uur �E1 ��E2 � M pha� i na� mgi� � a AB =>r1 r2 l 20cm;(1) � � �� k q1 k q2 r1 q1 ;(2) �E1 E2 � r1 r2 r2 q2 � b Từ (1) Thấy để Emax x = 0: Emax = E1 Từ (1) (2) => M nằm đoạn thẳng AB thỏa mãn r1 = AM = 12 cm; r2 = BM = cm uu r uur r uu r uur Bài 1.102.Tại điểm có cường độ điện trường khơng ta có: E1 E2 � E1 E2 uu r uur �E1 ��E2 � M pha� i na� m ngoa� i� oa� n AB va� tre� n� � � � ng tha� ng AB => r1 r2 l 20cm;(1) � � �� k q1 k q2 r1 q1 ;(2) �E1 E2 � r1 r2 r2 q2 � Từ (1) (2) => M nằm đường thẳng AB bên đoạn thẳng AB thỏa mãn: r1 = AC = 10 cm; r2 = BC = 30 cm uu r uur r uu r uur Bài 1.103.Tại điểm có cường độ điện trường khơng ta có: E1 E2 � E1 E2 uu r uur �E1 ��E2 � M pha� i na� mgi� � a AB =>r1 r2 l 100cm;(1) � � �� k q1 k q2 r1 q1 3;(2) �E1 E2 � r r r q 2 � Từ (1) (2) => M nằm đoạn thẳng AB thỏa mãn r1 = AC = 75 cm; r2 = BC = 25 cm Bài 1.104.Tại điểm C có cường độ điện trường không khi: uu r uur r uu r uur E1 E2 � E1 E2 E1 E2 � k q1 k q2 r r1 r2 r2 q1 q � => q1=-9.10-8C, q2= 16 10-8C q2 q2 16 uu r Bài 1.105.Gọi điểm cần tìm C mà cường độ điện trường q1, q2 gây lần lược E1 , uur uu r uur E2 Theo đề ta có: E1 = E2 (1) uu r uur Từ (1) => E1 phương E2 => C thuộc đường thẳng AB uu r uur Từ (1) => E1 chiều E2 mà q1, q2 dấu => C nằm đoạn thẳng AB => r1 r2 AB 00cm (2) Từ (1) => E1 = 2.E2 E1 E2 kq1 kq r 22 � r1 r2 r2 q1 1 (3) q2 Từ (2) (3) ta có: r1 = AC = 10 cm r2 = BC = 40cm Kết luận: Vậy điểm cần tìm thuộc đường thẳng AB cách A 10cm, cách B 40cm 90 Bài 1.106.Vectơ cường độ điện trường D: ur ur ur ur ur ur r uur uuu r E D E1 E E E13 E � E2 E13 (1) Vì q1, q3 phải điện tích dương nên q2 < Ta có: E1 E3 E13 E1 (2) Từ (1) (2) E2 E1 � q2 2 2q1 10 2.106 C Bài 1.107 Đáp án C Theo định nghĩa SGK Bài 1.108 Đáp án C Theo khái niệm cường độ điện trường Bài 1.109 Đáp án C Vì cường độ điện trường đặc trưng cho độ mạnh yếu điện trường điểm mà khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi khác Bài 1.110 Đáp án A Theo quy ước Bài 1.111 Đáp án C Theo SGK (sẽ có định nghĩa đơn vị V/m phần sau) Bài 1.112 Đáp án A Vì hướng của cường độ điện trường chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thừ dương đặt điểm Bài 1.113 Đáp án A Theo biểu thức tính cường độ điện trường gây điện tích điểm Bài 1.114 Đáp án A Vì véc tơ cường độ điện trường sinh điện tích điểm có phương đường nối điểm xét với điện tích điểm Bài 1.115 Đáp án A Theo nguyên lý chồng chất điện trường Bài 1.116 Đáp án B Vì tổng hợp cường độ điện trường thành phần tạo thành hình thoi Bài 1.117 Đáp án A Vì hai cường độ điện trường thành phần có độ lớn ngược chiều Bài 1.118 Đáp án C Vì điện cường độ điện trường gây điện tích điểm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điểm xét đến vị trí điện tích Bài 1.119 Đáp án A Vì điện tích hai cầu trung hòa hồn tồn Bài 1.120 Đáp án D Theo quy ước Bài 1.121 Đáp án A Vì đường sức cắt qua giao điểm vẽ đường sức Bài 1.122 Đáp án C Vì đường sức sinh điện tích điểm dương có chiều hướng xa điện tích dương Bài 1.123 Đáp án B Theo định nghĩa Bài 1.124 Đáp án B Vì lực điện tác dụng lên điện tích thử âm ngược chiều điện F 103 trường Độ lớn cường độ điện trường E 6 1000 V/m q 10 Bài 1.125 Đáp án A Vì điện tích điểm âm sinh điện tích điểm âm sinh điện trường có 106 Q = 9000 V/m 9.10 r2 12 Bài 1.126 Đáp án D Vì điện môi không ảnh hưởng đến chiều điện trường Và độ lớn điện trường tỉ lệ nghịch với số điện mơi Hằng số điện mơi tăng lần cường độ điện trường giảm lần chiều hướng phía Và độ lớn E k 91 Bài 1.127 Đáp án B Vì hai cường độ điện trường thành phần có chiều hướng phía điện tích âm Có độ lớn Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp cường độ điện trường chiều tổng độ lớn hai cường độ điện trường thành phần E = E1 + E2 = 9000 V/m Bài 1.128 Đáp án A Vì khơng tồn vị trí mà hai cường độ điện trường thành phần có độ lớn ngược chiều Bài 1.129 Đáp án C Vì hai cường độ điện trường thành phần vng góc nên E = E12 E22 30002 40002 5000 V/m Bài 1.130 Đáp án C Theo định nghĩa điện trường: Điện trường tĩnh hạt mang điện đứng yên sinh Tính chất điện trường tác dụng lực điện lên điện tích đặt Theo quy ước chiều vectơ cường độ điện trường: Véctơ cường độ điện trường điểm phương, chiều với vectơ lực điện tác dụng lên điện tích dương đặt điểm điện trường Nếu phát biểu “ Véctơ cường độ điện trường điểm phương, chiều với vectơ lực điện tác dụng lên điện tích đặt điểm điện trường” khơng điện tích âm Bài 1.131 Đáp án A Đặt điện tích dương, khối lượng nhỏ vào điện trường thả nhẹ Dưới tác dụng lực điện làm điện tích dương chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường Điện tích âm chuyển động ngược chiều đường sức điện trường Bài 1.132 Đáp án B Bài 1.133 Đáp án D Theo tính chất đường sức điện: Tại điểm điện trường ta vẽ đường sức qua Các đường sức đường cong khơng kín Các đường sức khơng cắt Các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương vơ cực kết thúc điện tích âm vơ cực Nên phát biểu “Các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương kết thúc điện tích âm” không Bài 1.134 Đáp án B Q Bài 1.135 Đáp án B Điện tích Q < nên độ lớn cường độ điện trường E 9.10 r F F Bài 1.136 Đáp án C Áp dụng công thức E � q với E = 25 (V/m) F = 2.10-4 (N) q E Suy độ lớn điện tích q = 8.10-6 (C) = (μC) Bài 1.137 Đáp án C Áp dụng công thức E 9.109 Q với Q = 5.10-9 (C), r = 10 (cm) = 0,1 r (m) Suy E = 4500 (V/m) a - Cường độ điện trường điện tích Q gây tâm tam giác có độ lớn Bài 1.138 Đáp án D Khoảng cách từ tâm tam giác cạnh a đến đỉnh tam giác E1 E2 E3 k a Q , với r = Hướng vectơ cường độ điện trường hướng xa điện r2 tích ur ur ur ur r - Cường độ điện trường tổng hợp tâm tam giác E E1 E E Bài 1.139 Đáp án B Điểm M nằm đường thẳng nối hai điện tích cách hai điện tích, điểm cách điện tích khoảng r = (cm) = 0,05 (m) - Cường độ điện trường điện tích q1 = 5.10-9 (C) gây M có độ lớn 92 q1 = 18000 (V/m), có hướng xa điện tích q1 r2 - Cường độ điện trường điện tích q2 = - 5.10-9(C) gây M có độ lớn q E2 9.109 22 = 2000 (V/m), có hướng phía q2 tức xa điện tích q1 r ur ur Suy hai vectơ E1 E hướng ur ur ur ur ur - Cường độ điện trường tổng hợp điểm M E E1 E E1 E hướng E1 9.109 => E = E1 + E2 = 36000 (V/m) Bài 1.140 Đáp án A Cường độ điện trường điện tích q1 = 5.10-16 (C) nằm B gây A q1 = 7,03.10-4 (V/m), có hướng từ B tới A r2 - Cường độ điện trường điện tích q = 5.10-16 (C) nằm C gây A có độ lớn có độ lớn E1 9.109 q2 = 7,03.10-4 (V/m), có hướng từ C tới A r2 ur ur ur ur ur - Cường độ điện trường tổng hợp điểm A E E1 E , E1 E hợp với góc 600 E1 = E2 nên E = 2.E1.cos300 = 1,2178.10-3 (V/m) Bài 1.141 Đáp án A Điểm M nằm đường thẳng nối hai điện tích cách q khoảng r1 = (cm) = 0.05 (m); cách q2 khoảng r2 = 15 (cm) = 0,15 (m) Điểm M nằm khoảng q1q2 - Cường độ điện trường điện tích q1 = 5.10-9 (C) gây M có độ lớn q E1 9.109 12 = 18000 (V/m), có hướng xa điện tích q1 r1 E2 9.109 - Cường độ điện trường điện tích q2 = - 5.10-9(C) gây M có độ lớn q ur ur E2 9.109 22 = 2000 (V/m), có hướng phía q2 Suy hai vectơ E1 E ngược hướng r2 ur ur ur ur ur - Cường độ điện trường tổng hợp điểm M E E1 E E1 E ngược hướng nên E = E1 - E2 = 16000 (V/m) Bài 1.142 Đáp án D Cường độ điện trường điện tích q1 = 5.10-16 (C) nằm B gây A q1 = 7,03.10-4 (V/m), có hướng từ B tới A r - Cường độ điện trường điện tích q = - 5.10-16 (C) nằm C gây A có độ lớn có độ lớn E1 9.109 q2 = 7,03.10-4 (V/m), có hướng từ A tới C r ur ur ur ur ur - Cường độ điện trường tổng hợp điểm A E E1 E , E1 E hợp với góc 1200 E1 = E2 nên E = E1 = E2 = 7,03.10-4 (V/m) Bài 1.143.Đáp án D Cường độ điện trường M: E2 9.109 ur ur ur q E E1 E ta có: E1 E2 k a ur Hình bình hành xác định E hình thoi: 2kq kq E E1cos 2000V / m a a 93 ur ur ur Bài 1.144 Đáp án D Cường độ điện trường M: E E1 E q ta có: E1 E2 k a ur Hình bình hành xác định E hình thoi: 2kq kq E E1cos 7, 03125.104 V / m a a Bài 1.145.Đáp án C Cường độ điện trường M: ur ur ur E E1 E q E1 E2 k 5000V / m ta có: Vì a ur ur E1 ��E � E E1 E2 10000V / m Bài 1.146.Đáp án C Sử dụng kết ví dụ (trang 29) 1 �1 � � EM 16V / m � � EM � E E B � � A q q 4.105 C Vì Cường độ điện trường r2 hướng điện tích q nên q < Vậy q = - 40 μC Bài 1.147.Đáp án A Áp dụng công thức: E k Bài 1.148.Đáp án C Áp dụng công thức: F qE q 1, 25.103 C Bài 1.149.Đáp án A Áp dụng công thức: F qE q Ex2 E y2 0, 03 N ; tan Bài 1.150.Đáp án B uu r uur r uu r uur E1 E2 � E1 E2 Ex � 1500 Ey Tại điểm có cường độ điện trường khơng ta có: uu r uur �E1 ��E2 � M pha� i na� m ngoa� i AB => r1 r2 l 20cm;(1) � � �� Từ (1) (2) => M nằm k q1 k q2 r1 q1 ;(2) �E1 E2 � r1 r2 r2 q2 � đoạn thẳng AB thỏa mãn r1 = AC = 60 cm; r2 = BC = 40 cm Bài 1.151.Đáp án D Tại điểm có cường độ điện trường khơng ta có: uu r uur r uu r uur E1 E2 � E1 E2 94 uu r uur �E1 ��E2 � M pha� i na� m ngoa� i AB => r1 r2 l 8cm;(1) � � �� Từ (1) (2) => M nằm k q1 k q2 r1 q1 2;(2) �E1 E2 � r1 r2 r2 q2 � đoạn thẳng AB thỏa mãn r1 = AC = 16 cm; r2 = BC = cm Bài 1.152.Đáp án C Vecto trọng lượng hướng xuống, vecto lực đẩy Ac-si-met hướng lên P > FA nên lực điện phải hướng lên ⇒ q < � 3� Lại có: P = FA+Fđ P FA F� � DsV g �Dd R �g q E � � −6 −6 ⇒|q|=14,7.10 (C) ⇒ |q|=14,7.10 (C) Bài 1.153.Đáp án D Điện tích chịu tác dụng lực: + Trọng lực: P = mg + Lực căng dây: T + Lực điện trường: Fđ = qE ur ur ur r ur ur ur Để cầu cân thì: P F d T => P F d T Fd qE mg tan �q 8, 67.106 C Từ hình vẽ ta có: tan P mg E Bài 1.154.Đáp án A Tương tự 153 Fd qE � 450 ta có: tan P mg Bài 1.155.Đáp án A Vectơ cường độ điện trường D: ur ur ur ur ur ur r uur uuu r E D E1 E E E13 E � E2 E13 q1 q3 uuu r uur � � => E13 E2 => E1 E3 � (2) �E13 E1 Từ (1) (2) E2 E1 � q2 2 2q1 BÀI 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1.156 a Áp dụng cơng thức tính cơng lực điện ta được: A = 5.10-3J b Áp dụng cơng thức tính cơng lực điện ta được: A = 2.10-3J Bài 1.157 Áp dụng cơng thức tính cơng lực điện trường cho trường hợp ta có: a Áp dụng công thức: AAB = qE.dAB = -1,5 10-7J b Áp dụng công thức: ABC = qE.dBC = 10-7J c Áp dụng công thức: ACA = qE.dCA = -1,5 10-7J Bài 1.158 Áp dụng công thức năng: WM = AM = q.VM ta có a Thế tĩnh điện WM = 5.10-5J b Hệ số tỉ lệ VM = 0,5 (J/C) Bài 1.159 95 4 a Công từ A đến B AAB q.E.d AB 10 J 5 b Công từ B đến C ABC q.E.d BC 4.10 J c Công làm dịch chuyển q3 từ A đến C AAC q.E.d AC Bài 1.160 a Áp dụng định lý động năng: m v v02 9,1.1031 800002 1000002 mv mv02 Ad qEd � E 5,12 (V/m) 2 2q.d 1, 6.1019 0, 002 mv mv mv02 Ad qEd � qEd Max � d Max 5,55.103 m 2 Bài 1.161 a Áp dụng công thức A = q.E.d => E = 2000 (V/m) b Áp dụng định lý động năng: e Ed mv22 mv12 Ad qEd � v2 v12 4, 25.106 m / s b Áp dụng định lý động năng: 2 me Bài 1.162 Đáp án C Theo đặc điểm công lực điện trường SGK Bài 1.163 Đáp án C Theo khái niệm Bài 1.164 Đáp án A Vì công lực điện trường không phụ thuộc vào độ dài đường Bài 1.165 Đáp án A Công lực điện thực quỹ đạo hết đường cong kín điểm đầu điểm cuối quỹ đạo trùng Cơng lực điện khơng Còn điện tích dịch chuyển vng góc với đường sức lực điện trường vng góc với quỹ đạo khơng sinh cơng Bài 1.166 Đáp án B Vì A tỉ lệ thuận với d, d tăng lần nên A tăng lần Bài 1.167 Đáp án A Vì A = V1 – V2, tăng V1 nhỏ V2 Bài 1.168 Đáp án C A = qEd = 10-6.1000.1 = 10-3 J = mJ Bài 1.169 Đáp án C Cũng áp dụng A = qEd Bài 1.170 Đáp án D Vì cơng lực điện trường tỉ lệ thuận với cường độ điện trường Nên cường tăng 4/3 lần cơng lực điện trường tăng 4/3 lần Bài 1.171 Đáp án A Vì cơng lực điện trường tỉ lệ thuận với độ lớn điện tích Do độ lớn điện tích giảm 2,5 lần nên công lực điện trường cúng giảm 2,5 lần Bài 1.172 Đáp án D Vì lực điện trường cng góc với quỹ đạo nên không sinh công Bài 1.173 Đáp án A A = qEd nên E = A/qd = 1/10-3.0,1 = 10000 V/m Bài 1.174 Đáp án A Ta có hình chiếu quỹ đạo đường sức d’ = s.cosα = d/2 Do hình chiếu độ dài quỹ đạo giảm ½ nên cơng lực điện trường giảm ½ BÀI ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ Bài 1.175.Công lực điện trường sinh di chuyển điện tích q từ xa đến M là: A�M A ' 5.105 J AM � 5.105 0.5V => điện M cầu sinh là: VM q 104 4 Bài 1.176.Áp dụng công thức hiệu điện thế: AMN qU MN � 2000.q � q 5.10 C Bài 1.177.a Áp dụng công thức liên hệ E U : U MN E.d MN = 200V b.Vì cơng lực điện trường khơng phụ thuộc vào hình dạng đường điện tích mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M điểm cuối N đường nên: 96 AMN qU MN 4.104 J Bài 1.178.a.Áp dụng công thức điện điện tích điểm gây ta có: kq kq VM 112.5V ; VN 180V rM rN b Áp dung cơng thức tính điện thế: VM AM � � AM � q.VM 4,5.106 J q => Công cần thực để đưa điện tích từ M chuyển động chậm xa vơ cực A 'M � AM � 4,5.106 J 6 c Áp dụng công thức công lực điện trường: AMN qU MN q VM VN 2, 7.10 J 6 => Cơng cần thực để đưa điện tích q từ M đến N A 'MN AMN 2, 7.10 J Bài 1.179.Ta có UAB = E1.d1 = VA – VB => VB = -2000V UCB = E2.d2 = VC – VB => VC = 2000V Bài 1.180.Từ hình vẽ ta có : a Áp dụng cơng thức liên hệ E U ta có: UBA = E.dBA = 200V; UAC = E.dAC = 0; UCB = E.dCB = -200V b Công lực điện trường dịch chuyển electron từ B đến C ABC qU BC 1, 6.1019.200 3, 2.1017 J Bài 1.181.a Điện tích chịu tác dụng lực điện trường ( bỏ qua trọng lực) qE => Gia tốc proton: a 1,63.1014 (m/s2) m b Vận tốc proton: v 2as = 8,07.106 (m/s) Bài 1.182.a Điện tích chịu tác dụng lực điện trường ( bỏ qua trọng lực) qE ma �E 167 (V/m) => Gia tốc proton: a m q b Vận tốc proton: v 2as = 1,265.105 (m/s) Bài 1.183.Điện tích chịu tác dụng lực điện trường Áp dụng định lí động năng: AF = qEd = (mv2)/2 => v = 0,8 m/s Bài 1.184.a Điện tích chịu tác dụng lực điện trường mv02 Áp dụng định lí động năng: AF qEd E 2,84375.103 (V / m) qE b Gia tốc proton: a 5.108 (m/s2) m Bài 1.185.a Lực điện tác dụng vào electron F = qE = 1,6 10-17 N qE b Điện tích chịu tác dụng lực điện trường nên gia tốc a 1,758 1013 m/s2 m c + Chuyển động điện tích phân tích thành hai thành phần Theo trục ox: ax = => Điện tích chuyển động thẳng vx = 2.106 m/s (1) 13 Theo trục oy: Điện tích chuyển động thẳng nhanh dần v y a.t 1, 758.10 t (m / s ) (2) Vận tốc electron sau chuyển động 10-7 s điện trường là: v 2.10 1,758.10 t 13 2, 663.106 (m / s) Bài 1.186.Chọn hệ trục tọa độ Oxy hình vẽ 97 + Điện tích chịu tác dụng lực điện trường ( bỏ qua uur ur r F qE d trọng lực) => a m m + Chuyển động điện tích phân tích thành hai thành phần Theo trục ox: ax = => Điện tích chuyển động thẳng � vx v0 5.107 (m / s ) � (1) � x v t 5.10 t (m;s) � q E qU Theo trục oy: a y 8.1014 (m / s ) m m.d � v y a y t 8.1014 t (m / s) � => điện tích chuyển động thẳng biến đổi đều: � a y t (2) =4.1014 t ( m; s) �y � a Từ (1) (2) ta rút �x 5.10 t + Phương trình chuyển động là: � 14 �y = 4.10 t + Phương trình quỹ đạo electron là: y = 0,16 x2 x 0,5 = =10 8 s b Từ phương trình: x 5.10 t � t 7 5.10 5.10 Thời gian chuyển động electron điện trường 10-8 s Phương trình vận tốc vật là: v vx2 v y2 25.1014 8.1014.t Thay t = 10-8 s ta v 5, 064.107 (m / s ) c Khi electron vừa khỏi không gian hai kim loại x = 50 cm = 0,5m => Độ lệch e khỏi phương ban đầu khỏi điện trường y = 0,16 x2 = 0,04m Bài 1.187.Khi giọt thủy ngân cân bằng: U U P F1 � mg q � m q d gd P F2 qU g Khi giọt thủy ngân rơi: a m md � U U U2 � Do đó: a g g g � � 0, 05m / s U1 � U1 � Thời gian rơi giọt thủy ngân: x d at d � t 0, 45s 2 a Bài 1.188.Khi giọt thủy ngân cân bằng: U mgd 0, 001.10.0, 02 P Fd � mg q � U 200V d q 106 Từ điều q ' 0,8q U ' kiện cân ta thấy U 250 � U 50V Vậy phải tăng 0,8 hiệu điện lên 50 V điện tích cân 98 Bài 1.189.Đáp án B Theo định nghĩa hiệu điện hai điểm M N U MN = VM – VN ta suy UNM = VN – VM UMN = - UNM Bài 1.190.Đáp án A Hai điểm M N nằm đường sức điện trường có cường độ E, hiệu điện M N U MN, khoảng cách MN = d Các công thức U MN = VM – VN, UMN = E.d, AMN = q.UMN công thức Bài 1.191.Đáp án D Công lực điện trường khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào hình chiếu điểm đầu điểm cuối lên đường sức điện Do với đường cong kín điểm đầu điểm cuối trùng nhau, nên công lực điện trường trường hợp khơng Một điện tích q chuyển động điện trường không theo đường cong kín Gọi cơng lực điện chuyển động A A = trường hợp Bài 1.192.Đáp án C Áp dụng công thức A = qEd với d = (cm) = 0,02 (m), q = 5.10 -10 (C) A = 2.10-9 (J) Ta suy E = 200 (V/m) Bài 1.193.Đáp án B Lực điện trường tác dụng lên êlectron F = e E E = 100 (V/m)và e = - 1,6.10-19 (C) - Chuyển động êlectron chuyển động chậm dần với gia tốc a = - F/m, m = 9,1.10-31 (kg) Vận tốc ban đầu êlectron v0 = 300 (km/s) = 3.105 (m/s) Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc êlectron khơng (v = 0) êlectron chuyển động quãng đường S có v2 –v02 = 2aS, từ tính S = 2,56.10-3 (m) = 2,56 (mm) Bài 1.194.Đáp án A Áp dụng công thức AMN = qUMN với UMN = (V), q = - (μC) từ tính AMN = - (μJ) Dấu (-) chứng tỏ công điện trường cơng cản, làm điện tích chuyển động chậm dần Bài 1.195.Đáp án B Khi cầu nằm lơ lửng hai kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, cầu chịu tác dụng lực: Trọng lực P = mg hướng xuống dưới, lực điện F = qE hướng lên Hai lực cân nhau, chúng có độ lớn P = F ↔ mg = qE, với m = 3,06.10-15 (kg),q = 4,8.10-18 (C) g = 10 (m/s2) ta tính E áp dụng cơng thức U = Ed với E tính d = (cm) = 0,20 (m) ta tính U = 127,5 (V) Bài 1.196.Đáp án C Áp dụng công thức A = qU với U = 2000 (V) A = (J) Độ lớn điện tích q = 5.10-4 (C) Bài 1.197.Đáp án D Năng lượng mà điện tích thu điện trường thực cơng, phần lượng mà điện tích thu công điện trường thực suy A = W = 0,2 (mJ) = 2.10-4 (J) Áp dụng công thức A = qU với q = (μC) = 10-6 (C) ta tình U = 200 (V) Bài 1.198.Đáp án A Ta có: BC AB AC 10 cm � U BC E.d BC 400V U AC E.d AC E.AC.c os =4000 0, 08 256V 10 Bài 1.199.Đáp án A Ta có: U AC E.d BC ; U BA U BC 120V kq kq 22,5V ;VB 90V OA OB Bài 1.201.Đáp án A Cường độ điện trường điện giọt thủy ngân bề mặt giọt thủy Bài 1.200.Đáp án D Điện A B là: VA ngân là: E kq kq 2880(V / m);V 2,88V R R 99 Bài 1.202.Đáp án A Điện tích chịu tác dụng lực điện trường nên lương nhận 18 công lực điện trường: AF qEd qU 8.10 J Bài 1.203.Đáp án B Khi hạt bụi cân bằng: U mgd P Fd � mg q � U 150V d q Bài 1.204.Đáp án C Khi hạ bụi cân bằng: U U mgd P Fd � mg q N e e � N e 30000 d d U e Bài 1.205.Đáp án B Mỗi chịu tác dụng lực: + Trọng lực: P = mg + Lực điện trường: Fd q E + Lực căng dây: T ur ur ur r Để cầu cân thì: P F d T ur ur ur => P F d T hình vẽ Từ hình vẽ ta có: tan �sin r Fd q E mg d.r �q 24nC l P mg U l Bài 1.206 Đáp án C Công lực điện trường di chuyển điện tích theo đoạn thẳng B đến C: AF qEd BC 105.5000.(0,1) 5.103 J BÀI TỤ ĐIỆN Bài 1.207 Điện tích tụ điện: Q = CU = 8.10-7 C S R2 Bài 1.208 Điện dung tụ: C = 1, 25.10 pF 9.109.4 d 9.109.4 d Bài 1.209 Ugh = Egh.d = 6000 V Bài 1.210 a Điện tích tụ điện: Qmax = CUmax = 2.10-7C b Điện trường lớn mà tụ chịu : Egh = Ugh/2 = 50000 (V/m) 100 6 Bài 1.211 a Năng lượng tụ: W1 C1U 2,8125.10 J S (2) 9.109.4. d Điện dung tụ tỉ lệ thuận với số điện môi => C1 C 1000 pF Khi ngăt tụ khỏi nguồn, điện tích tụ khơng đổi: Q1 = Q = 37,5nC Q1 37,5V Hiệu điện hai tụ đó: U1 C1 C 1012 F Bài 1.212 Điện dung tụ => C1 1,5 Khi ngăt tụ khỏi nguồn, điện tích tụ khơng đổi: Q1 = Q = CU = 15 (nC) Q1 15000V Hiệu điện hai tụ đó: U1 C1 b Từ công thức điện dung tụ điện phẳng: C S a2 849,6.1012 F 9.109.4 d 9.109.4 d 6 b Năng lượng tụ: W1 CU 1, 062.10 J Bài 1.214 a) q = CU = 5.10-9 C; W = CU2 = 625.10-9 J S S C q' b) C = ; C’ = = = 10 pF; q’ = q; U’ = = 500 V C' 4kd 4k 2d Q 75V 60V => loại Bài 1.215 Hiệu điện hai tụ đó: U C1 Q U 50V 60V => Thỏa mãn Vậy U = 50 V C2 C S 1,542.1013 F Bài 1.216 Cb 18 18.9.109.4 d Bài 1.217 a Khi nhúng thẳng đứng, tụ trở thành tụ gồm hai tụ mắc song song Một tụ có điện mơi khơng khi, tụ có điện môi chất lỏng C Điện dung tụ khơng khí: C1 C Điện dung tụ dung dịch: C2 C1 = 1,5C Điện dung nhúng thẳng đứng: C = C1 + C2 = 2C = pF b Trường hợp hai tụ mắc nối tiếp: Điện dung tụ khơng khí: C1 = 2C Điện dung tụ dung dịch: C2 = 2 C = 6C C1C2 1,5C pF Điện dung tụ nhúng ngang dung dịch: C C1 C2 Bài 1.213 a Điện dung tụ: C Bài 1.218 a Hai tụ ghép song song U1 = U2 => Để hai tụ khơng bị hỏng U = 500 V b Hai tụ ghép nối tiếp Q1 = Q2 => C1U1 = C1U2 mà U1 + U2 = U C2 10 C1 U U U ; U2 U U U Ta có: U1 C1 C2 15 C1 C2 15 + Để hai tụ C1 không bị hỏng U1 < 500 => U < 750 V (1) + Để hai tụ C2 khơng bị hỏng U2 < 1000 => U < 3000 V (2) Từ (1) (2) => Để hai tụ không bị hỏng U < 750 V 101 Bài 1.219 Cb = C/5 = 4.10-8 C Năng lượng tụ: W CbU b � U b 2W 100V Cb Tính hiệu điện tụ U = Ub/5 = 20 V 3 Bài 1.220 Cb = C/10 = 8.10-7 C Năng lượng tụ: Wb CbU b 9.10 J 6 Khi tụ bị đánh thủng thì: C’b = C/9 = 10 C , 6 , Năng lượng tụ: Wb CbU b 10 150 0, 01J 2 ' 3 Độ biến thiên lượng: W = W Wb Wb 10 J Bài 1.221 Phân tích đoạn mạch: ((C1 nt C2 nt C3) // C4) nt C5 C1C2C3 C1234C5 a) C123 = = F; C1234 = C123 + C4 = F; C = = F C1C2 C2C3 C3C1 C1234 C5 b) U4 = U123 = U1234 = q4 q5 = V; q1234 = q5 = Q = C1234U1234 = 24.10-6 C; U5 = = V; C4 C5 q123 = q1 = q2 = q3 = C123.U123 = 12.10-6 C; U1 = q1 Q = V = U2 = U3; UAB = = 12 V C1 C Bài 1.222 Phân tích đoạn mạch: (((C2 nt C3 nt C4) // C5) nt C1) // C6 C C 3C a) C234 = = F; C2345 = C234 + C5 = F; C C C 3C C C C12345 = C1C2345 = 1,5 F; C = C12345 + C6 = 6,5 F; C1 C2345 b) q3 = q2 = q4 = q234 = C3U3 = 6.10-6 C; q234 U234 = U5 = U2345 = = V; q5 = C5U5 = 30.10-6 C; C234 q2345 = q1 = q12345 = C2345U2345 = 36.10-6 C; U1 = U12345 = U6 = UAB = q1 = 18 V; C1 q12345 = 24 V; q6 = C6U6 = 120 10-6 C C12345 Bài 1.223 a Điện dung tụ điện: C S 160( pF ) 9.109.4 d Điện tích tụ điện Q CU 16nC Cường độ điện trường hai tụ điện: E = U/d = 2500V/m S 320( pF ) b Điện dung tụ điện: C 9.10 4 (d l ) Ngắt tụ khỏi nguồn => Q = const => Hiệu điện thế: U = Q/C = …… Bài 1.224 Đáp án B Theo định nghĩa Bài 1.225 Đáp án B Vì trường hợp A: Hai gỗ vật dẫn C: Dung dịch axit dẫn điện D: Chỉ có kim loại B: nguyên chất chất cách điện tốt Bài 1.226 Đáp án A Các cách lại khơng làm tụ tích điện được, khơng tạo dịch chuyển các điện tích trái dấu đến tụ Bài 1.227 Đáp án D Vì điện dung tụ phụ thuộc cấu tạo tụ không phụ thuộc hiệu điện 102 Bài 1.228 Đáp án A Theo định nghĩa Bài 1.229 Đáp án A Vì n tiếp đầu ngữ có giá trị 10-9 Bài 1.230 Đáp án D Vì điện dung tụ không phụ thuộc hiệu điện mà đặc trung riêng cho tụ khả tích điện Bài 1.231 Đáp án C Vì tụ xoay, người ta thay đổi giá trị cách thay đổi phần diện tích tụ đối Bài 1.232 Đáp án D Bài 1.233 Đáp án D Vì lượng điện trường tỉ lệ với bình phương hiệu điện Bài 1.234 Đáp án C Vì lượng tụ tích tỉ lệ với bình phương điện tích tụ Bài 1.235 Đáp án C Vì nước vơi dung dịch bazơ dung dịch dẫn điện Bài 1.236 Đáp án D Áp dụng Q = C.U = 2.10-6.4 = 8.10-6 C Bài 1.237 Đáp án D Áp dụng C = Q/U = 20.10-9/10 = 2.10-9 F = nF Bài 1.238 Đáp án C Vì điện tích tụ tích tỉ lệ thuận với hiệu điện tăng 2,5 lần nên điện tích cúng tăng 2,5 lần Bài 1.239 Đáp án A Vì điện tích tụ tích tỉ lệ thuận với hiệu điện Điện lượng giảm lần nên hiệu điện giảm lần Bài 1.240 Đáp án A Áp dụng công thức lượng điện trường tụ điện W = CU2/2 = 20.10-6.52/2 = 25.10-5 J = 0,25 mJ Bài 1.241 Đáp án A Vì lượng điện trường tỉ lệ thuận với bình phương hiệu điện Để lượng điện trường tăng 2,25 lần hiệu điện tăng 2,25 lần = 1,5 lần Bài 1.242 Đáp án B Áp dụng công thức E = U/d = 10/0,01 = 1000 V/m Bài 1.243 Đáp án D Hướng dẫn: Hiệu điện giới hạn hiệu điện lớn đặt vào hai tụ điện mà lớp điện môi tụ điện chưa bị đánh thủng Bài 1.244 Đáp án C Điện dung tụ điện phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, khoảng cách hai tụ chất điện môi hai tụ Không phụ thuộc vào chất hai tụ S Bài 1.245 Đáp án B Cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng C 9.10 9.4d S ta 9.10 9.4d thấy: Một tụ điện phẳng, giữ nguyên diện tích đối diện hai tụ, tăng khoảng cách hai tụ lên hai lần điện dung tụ điện giảm hai lần Bài 1.247 Đáp án B Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện gồm n tụ điện giống mắc nối tiếp Cb = C/n Bài 1.248 Đáp án A Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện gồm n tụ điện giống mắc song song Cb = n.C Bài 1.249 Đáp án C Áp dụng cơng thức tính điện tích tụ điện q = C.U với C = 500 (pF) = 5.10-10 (F) U= 100 (V) Điện tích tụ điện q = 5.10-8 (C) = 5.10-2 (μC) S Bài 1.250 Đáp án A Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng C ,với 9.10 9.4d không khí có ε = 1, diện tích S = πR 2, R = (cm) = 0,03 (m), d = (cm) = 0,02 (m) Điện dung tụ điện C = 1,25.10-12 (F) = 1,25 (pF) Bài 1.251 Đáp án B Áp dụng công thức Umax = Emax.d với d = (cm) = 0,02 (m) E max = 3.105(V/m) Hệu điện lớn đặt vào hai cực tụ điện Umax = 6000 (V) Bài 1.246 Đáp án C Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện phẳng C 103 Bài 1.252 Đáp án C Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50 (V) Ngắt tụ điện khỏi nguồn kéo cho khoảng cách hai tụ tăng gấp hai lần điện tích tụ điện khơng thay đổi điện dung tụ điện giảm lần Bài 1.253 Đáp án B Bài 1.254 Đáp án A Bài 1.255 Đáp án A Bài 1.256 Đáp án B Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực nguồn điện có hiệu điện 50 (V) Ngắt tụ điện khỏi nguồn kéo cho khoảng cách hai tụ tăng gấp hai lần điện tích tụ điện khơng thay đổi điện dung tụ điện giảm lần, suy hiệu điện hai tụ tăng lên lần: U = 100 (V) Bài 1.257 Đáp án B - Xét tụ điện C1 = 0,4 (μF) = 4.10-7 (C) tích điện q = 3.10-5 (C) ta suy U = q/C = 75 (V) - Xét tụ điện C2 = 0,6 (μF) = 6.10-7 (C) tích điện q = 3.10-5 (C) ta suy U = q/C = 50 (V) - Theo U < 60 (V) suy hiệu điện U = 50 (V) thoả mãn Vậy hiệu điện nguồn điện U = 50 (V) Bài 1.258 Đáp án A Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện mắc nối tiếp: 1 1 C C1 C2 Cn Bài 1.259 Đáp án D Áp dụng cơng thức tính điện dung tụ điện mắc song song: C = C1 + C2 + + Cn Bài 1.260 Đáp án D - Điệp dung tụ điện Cb = 12 (μF) = 12.10-6 (F) - Điện tích tụ điện Qb = Cb.U, với U = 60 (V) Suy Qb = 7,2.10-4 (C) Bài 1.261 Đáp án D - Các tụ điện mắc nối tiếp với điện tích tụ điện điện tích thụ thành phần: Qb = Q1 = Q2 = = Qn Nên điện tích tụ điện Q1 = 7,2.10-4 (C) Q2 = 7,2.10-4 (C) Bài 1.262 Đáp án C Áp dụng cơng thức tính điện tích tụ điện Q = CU, với Q = Q2 = 7,2.10-4 (C) Ta tính U1 = 45 (V) U2 = 15 (V) Bài 1.263 Đáp án A Bộ tụ điện gồm tụ điện mắc song song hiệu điện xác định: U = U1 = U2 Bài 1.264 Đáp án B - Bộ tụ điện gồm tụ điện mắc song song hiệu điện xác định: U1 = U2 = U = 60 (V) - Điện tích tụ điện Q = CU, suy Q1 = 1,2.10-3 (C) Q2 = 1,8.10-3 (C) 104 ... có nghiệm phương trình q1 = -2.10-6 C; q2 = 5.10-6 C Nhận xét: Trong ví dụ em cần nhớ lại định lí Viet để giải nhanh nghiệm hệ phương trình tổng tích hai số X2 – SX + P = Trong S tổng hai nghiệm,... rn + Biểu diễn véctơ cường độ điện trường hình vẽ theo tỉ lệ r r r r Bước 2: + Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường: E E1 E2 En + Sử dụng quy tắc hình bình hành để biểu diễn véctơ