Tài liệu Bài tập vật lí 11 cả năm

Phần 1. ĐIỆN HỌC - ĐIỆN TỬ HỌC Nội dung 1. ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG 1. Hai điện tích q1 = 8.10-8 C và q2 = -8.10-8 C đặt tại A, B trong không khí với AB =6cm. Xác định lực tác dụng lên điện tích q 3 = 6.10-7 C đặt tại M trong những trường hợp: a) MA = 4cm; MB = 2cm. b) MA = 4cm; MB = 10cm. c) MA = MB = 8cm. Đáp án: a) F 1.35 N b) F 0.23 N c) F 0.55 N 2. Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 5.10-7 C được đặt tại ba đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10cm. a. Xác định lực tác dụng lên điện tích đặt tại một trong ba đỉnh. b. Phải đặt một điện tích điểm q0 ở đâu và có giá trị bằng bao nhiêu để cho hệ các điện tích có cân bằng? Đáp án: a) F 0.4 N b) q0 -3.10-7 N . 3. Hai sợi dây cùng độ dài l được treo vào điểm O; đầu dưới các sợi dây đều có mang quả cầu nhỏ khối lượng m và cùng mang điện tích q. Xác định khoảng cách r giữa hai quả cầu khi hệ có cân bằng, sợi dây được coi như là khá dài. Đáp án: r = 4. Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mang các điện tích q 1, q2 khi đặt trong không khí cách nhau đoạn r =20cm hút nhau với lực F =3,6.10 -4 N. Cho hai quả cầu này tiếp xúc với nhau rồi lại đưa về khoảng cách cũ, chúng đẩy nhau bằng lực F’ = 2,025.10 -4 N. Tính q1, q2 ; cho biết rằng hai quả cầu kim loại giống nhau được đặt tiếp xúc với nhau, khi đã cân bằng điện sẽ có điện tích bằng nhau. Đáp số: có 4 cặp đáp số cho q1 và q2: q1 = 8.10-8 C và q2 = -2.10-8 C… 5. Hai điện tích điểm khi đặt trong không khí cách nhau đoạn r =40cm tương tác với nhau với lực Culông có độ lớn bằng F. Khi nhúng hai điện tích này vào chất điện môi lỏng - khoảng cách giữa chúng vẫn là r - thì lực tương tác giảm đi 4 lần. Hỏi khi đặt trong điện môi, khoảng cách giữa hai điện tích phải là bao nhiêu để cho lực tương tác vẫn giống như khi đặt trong không khí? Đáp số: r/2 = 20 cm. 6. Hai vật nhỏ mang điện tích trong không khí cách nhau khoảng r =50cm đẩy nhau với lực bằng 0,072 N. Điện tích tổng cộng của hai điện tích này là Q= 3.10 -6 C. Tính điện tích của mỗi vật. Đáp số: q1 = 10-6 C và q2 = 2.10-6 C và q1 = 2.10-6 C và q2 = 10-6 C. 7. Nguyên tử hiđro gồm có hạt nhân là protôn mang điện tích nguyên tố dương e và một êlectrôn mang điện tích -e quay quanh nhân trên quỹ đạo tròn bán kính r =50.10 -11 m. Cho biết khối lượng của êlectrôn bằng 9,1.10-31 kg và chuyển động của êlectrôn coi như tròn đều. Hãy tìm: a) Gia tốc hướng tâm của êlectrôn, ta coi như lực tương tác giữa hai hạt chỉ là lực tĩnh điện. b) Vận tốc dài, vận tốc góc và tần số của êlectrôn trong chuyển động. Đáp số: a. a=1023 m/s2 b. v= 2,24.106 m/s ; w =4,5.1016 rad/s; f= 7,2.1015 s-1 8. Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8 C và q2 = -1,8.10-7 C đặt trong không khí tại A và B với AB = l = 8cm. Một điện tích q0 được đặt tại C. Hỏi: a) C nằm ở đâu để q0 có cân bằng. Cân bằng đó là bền hay không bền? b) Dấu và độ lớn của q0 để cho cả ba điện tích đều có cân bằng. Cân bằng đó là bền hay không bền? Đáp số: a. CA =4cm. 9. Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m = 5g được treo trong không khí bằng hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài l=1,2m vào cùng một điểm. Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau thì chúng đẩy nhau và cách nhau khoảng r = 6cm. a) Tính điện tích của mỗi quả cầu, lấy g =10m/s2 . b) Nhúng cả hệ vào dung môi lỏng là rượu êtilic có hằng số điện môi ɛ =27. Tính khoảng cách r’ giữa hai quả cầu, bỏ qua lực đẩy Acximet. Cho biết khi góc α nhỏ thì sinα = tanα. Đáp số: a. ± 2,24.10 -8 C. b. 2 cm. 10.Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau treo vào hai dây dài vào cùng một điểm, được tích điện bằng nhau và cách nhau đoạn r =5cm. Chạm nhẹ tay vào một trong hai quả cầu. Tính khoảng cách giữa chúng sau đó. Cho biết khi hai quả cầu kim loại giống nhau được đặt cho tiếp xúc với nhau, và nếu trên các quả cầu có mang điện tích thì điện tích sẽ được chia đều cho hai quả cầu. Đáp số: 3,14 cm. 11.Một vòng dây bán kính R = 5 cm mang điện tích Q phân bố đều trên vòng, vòng được đặt trong một mặt phẳng thẳng đứng. Một quả cầu nhỏ khối lượng m =2g mang điện tích q = Q/2 được treo bằng một sợi dây mảnh vào điểm cao nhất của vòng. Khi cân bằng, quả cầu nằm trên trục đối xứng của vòng dây. Chiều dài của dây là l= 9cm. Tìm Q. Đáp số: Q = ±2,5.10-7 C 12.Có ba quả cầu cùng khối lượng m =10g treo bằng ba sợi dây mảnh cùng chiều dài l = 20cm vào cùng một điểm O. Khi tích cho mỗi quả cầu điện tích q, chúng đẩy nhau và khi có cân bằng các quả cầu nằm ở ba đỉnh một tam giác đều cạnh a = 3 cm. Lấy g =10m/s2 . Tìm q. Đáp số: ±5,1.10-8 C 13.Có ba điên tích điểm bằng nhau q1 = q2 = q3 = q được đặt tại 3 điểm A, B và C trong không khí. AB cách nhau khoảng 2a; C nằm trên đường trung trực của AB và cách AB khoảng x. Tìm x để cho lực tĩnh điện tác dụng lên q 3 có giá trị cực đại, giá trị cực đại đó bao nhiêu? Đáp số: x = a/ và Fmax = Câu hỏi trắc nghiệm cho nội dung 1 1. Hai điện tích q 1 và q 2 đẩy nhau, phát biểu nào sau đày là chính xác nhất? A. q1 > 0; q2 < 0 B. q1 <0; q2 > 0. C. q1.q2>0. D. q1. q2<0. 2. Điên lích nguyên tố bằng: A. điện tích có độ lớn bằng đơn vị. B. điện tích của nguyên tử hiđrô. C.điện tích của hạt prôtôn. D. điện tích của hạt êlectrôn. 3. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không bằng F. Khi thay đổi điểm đặt các điện tích thì lực tương tác giảm đi n lần. Ta có thể nói khoảng cách giữa chúng đã: A. tănng lên n lần. B. lăng lên lần. C.tăng lên n2 lần. D. giảm đi lần. 4. Hai điện tích điểm q1 = l 0 -8 C và q2 = - 210 -8C được đặt cách nhau 3 cm trong dung môi lỏng có hằng số điện môi ɛ = 2. Lực tương tác giữa chúng có độ lớn: A. 10-3 N. B.2.10 -3 N. C.10 -4 N. D. 0,5.10 -3 N. 5. Ba điện tích điểm bằng nhau q1 = q2 = q3 =10-8C được đặt tại ba đỉnh của hình tam giác đều cạnh a = 4 cm trong không khí. Lực tĩnh điện tác dụng trên mỗi điện tích có độ lớn xấp xỉ bằng: A.97N. B.9,7N. C. 0,097 N. D. 0.97 mN. 6. Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C và q2 = -2.10-8 C hút nhau với lực bằng 1 mN khi đặt trong không khí. Khoảng cách giữa chúng bằng: A. 3 cm B. 4 cm. C. 3 cm. D. 4 cm. 7. Nhiễm điện một thanh nhựa rồi đưa nó lần lượt lại gần hai vại M và N. Thanh nhựa hút cả M và N. Tình huống nào sau đây chắc chắn không xảy ra? A. M và N nhiễm điện cùng dấu. B. M và N nhiễm điện trái dấu. C. M nhiễm điện còn N không nhiễm điện. D. Cả M và N đều không nhiễm điện. 8. Trong hình vẽ [8] ba điện tích điểm bằng nhau được đặt tại ba đỉnh của mội hình vuông. Gọi F 1 2 là lực lương tác giữa q1và q2, F 1 3 là lực tương tác giữa q1 và q3; tỉ số các độ lớn F 1 3 / F 1 2 là A. 1/2 B. 2 C. 1/ D. 9. Trong các cách nhiễm điện: I. Do cọ xát. II. Do tiếp xúc. III. Do hưởng ứng. Ở cách nào tổng đại số điện tích trên vật bị nhiễm điện không thay đổi? A. cách I. B. cách II. C. cách III. D. cách I và III. 10. Cho hình lục giác đều ABCDEF cạnh a nằm trong không khí. Đặt tại mỗi đỉnh A,C, D,E một điện tích điểm q. Gọi F là độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích q trong không khí khi khoảng cách giữa chúng b ằng a. Lực điện tổng hợp đại lên điện tích q nằm tại A có độ lớn xấp xỉ bằng: A. 0,83F B. 0,92F C. 1,08F D. 0,54F 11. Hai diện tích điểm 10μC và - 20μC đươc dãi như hình vẽ. Một điện tích điểm - 5μC sẽ chịu một lực hướng sang trái nếu 10μC - 20μC được đặt trong A. vùng I. B. vùng II. C. vùng III. D. vùng I và III. I II III 12. Đưa quả cầu A mang điện lại gần một vật B. Hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng sẽ không xảy ra trong trường hợp A. B là thanh kim loại không mang điện. B. B là thanh kim loại mang điện dương. C.B là thanh nhựa mang điện. D.B là thanh kim loại mang điện âm. 13. Vào mùa hanh khô, có khi ta kéo áo len qua đầu sẽ nghe thấy có những tiếng nổ lép bép. Đó là đo: A. có hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng. B. có hiện tượng nhiễm điện do cọ sát. C. có hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc. D. một hiện tượng khác với A, B và C. 14. Có ba vật dẫn: A nhiễm điện dương, B và C không mang điện. Làm thế nào để cho hai vật dẫn B và C nhiễm điện trái dấu và có độ lớn bằng nhau? A. Cho A tiếp xúc với B, rồi cho A liếp xúc với C. B. Cho A tiếp xúc với B, rồi cho B nhiễm điện hưởng ứng với C. C. Cho A nhiễm điện hưởng ứng với C rồi cho C tiếp xúc với B. D. Đặt B và C tiếp xúc với nhau, cho chúng nhiễm điện hưởng ứng với A; sau đó tách B và C ra khỏi nhau. 15. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau mang điện tích lần lượt q và - q/ 4 đang hút nhau bằng lực có độ lớn F, nếu ta nối chúng lại bằng một dây dẫn và rồi lại bỏ dây nối đi thì sau đó hai quả cầu sẽ: A. hút nhau với lực bằng 4F/9 B. đẩy nhau với lực bằng 4F/9 C. hút nhau với lực bằng 9F/16 D. đẩy nhau với lực bằng 9F/16 ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM NỘI DUNG 1 1 c 2 c 3 B 11 D 4 A 12 c 5 D 13 B ó A 14 D 7 B 15 D 8 A 9 c 10 A Nội dung 2. ĐIỆN TRƯỜNG 14. Tại ba đỉnh A, B, C của một tam giác đều nằm trong chân không cạnh a=9cm có đặt những điện tích điểm bằng nhau q1 = q2 = q3 = 1,8.10-8 C. Xác định cường độ và hướng của vectơ cường độ điện trường tại: a. Đỉnh C của tam giác. b. Tâm của tam giác. 15.Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do điện tích điểm q đặt tại O gầy ra. Biết độ lớn cường độ điện trường tại A và Ba lần lượt là E 1 và E2 và A ở gần O hơn B. Tính cường độ điện trường tại M trung điểm của AB. Đáp số: E3 = 4E1.E2 / ( )2 16. Một quả cầu nhỏ khối lượng 1,2g, mang điện tích q, được treo vào đầu một sợi dây mảnh đặt trong điện trường nằm ngang có độ lớn E = 1200V/m. Khi cân bằng, dây treo lệch ngược hướng với E và họp với phương thẳng đứng góc α =20. Lấy g =10m/s2, tìm điện tích quả cầu. Đáp án: q = /3,64.10-6 C. 17. Một êlectrôn được tăng tốc từ trạng thái nghỉ trong điện trường đều E = 10 4 V/m. Tìm vận tốc hạt này đạt được sau khi đi quãng đường 5 cm; thời gian tăng tốc đó là bao nhiêu? Khối lượng của e- : m=9,0.10-31 kg. Đáp số: v= 1,33.107 m/s. t= 7,5.10-9 s. 18.Cho hai điện tích q1 = 8.10-8 C và q2 = -2.10-8 C đặt tại A và B trong chân không với AB= 10cm. Xác định vị trí điểm C để tại đó điện trường tổng cộng bằng không. Đáp số: cách B 10cm. 19.Cho tam giác ABC vuông tại A với các cạnh: a =50cm, b = 40cm và c = 30cm. Tại ba đỉnh của tam giác có đặt các điện tích q1= q2 =q3 = 10 -9 C. Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm H chân đường cao kẻ từ A. Đáp số: E=246 V/m 20.Cho hình vuông ABCD, tại A và C có đặt các điện tích q1 =q3 =q >0. Hỏi phải đặt ở B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường tại D bằng không? Đáp số: q 2 = -2 q. 21. Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích V=25mm 3 , khối lượng 225mg. Dầu có khối lượng riêng p= 800kg/m 3 . Tất cả được đặt trong điện trường đều có vectơ E thẳng đứng hướng xuống dưới, độ lớn E = 3.10 5 V/m. Cho g= 10m/s 2 . Tìm điện tích của hòn bi để nó nằm cân bằng lơ lửng trong dầu. Đáp số: q= -6,8.10 -9 C. 22. Hai quả cầu nhỏ A và B mang những điện tích lần lượt -2.10 -9 C và 2.10 -9 C được treo ở đầu hai sợi dây tơ cách điện dài bằng nhau. Hai điểm treo dây M và N cách nhau 2cm; khi cân bằng vị trí của các dây treo có dạng như hình vẽ. Hỏi để đưa các dây treo về vị trí thẳng đứng người ta phải dùng một điện trường có hướng nào và độ lớn bằng bao nhiêu? N M - + Đáp số: Hướng sang phải, E = 4,5.10 4 V/m. 23. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau A và B có cùng khối lượng m= 0,1g, được treo tiếp xúc với nhau trong không khí vào cùng một điểm O bằng hai dây dẫn mảnh cách điện, không dãn, chiều dài 30 cm. a. Người ta truyền điện tích q cho quả cầu A thì thấy hai quả cầu tách xa nhau cho đến khi hai dây treo họp với nhau góc 90°. Xác định độ lớn của điện tích q. CMR không có đường sức điện nào đi qua trung điểm của đoạn thẳng nối tâm hai quả cầu. b. Sau đó người ta truyền thêm điện tích q’ cho quả cầu A thì thấy góc giữa dây treo giảm xuống còn 60°. Xác định q’ và cường độ điện trường tại trung điểm của đoạn thẳng nối tâm hai quả cầu lúc đó. Đáp số: a. 2,8.10 -7 C b. ±10 -7 C ; 40000V/m. 24. Hai điện tích q 1 =q 2 =q đặt tại A,B trong không khí. Cho AB =2a. a. Xác định cường độ điện trường E M tại M trên đường trung trực của AB và cách đoạn AB đoạn h. b. Xác định h để E M cực đại. Đáp số: a . E M = 2k.(q.h/(a 2 +h 2 ) 3/2 ) b. h = a/ và Emax =4k.q/3 Tính trị cực đại này. a2 . Nội dung 3. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN - HIỆU ĐIỆN THẾ 25.Hai điểm A, B nằm trong điện trường đều E =100 V/m, cho biết AB = 10 cm. Tìm hiệu điện thế giữa hai điểm A và B (hình 3.25) Đáp số: UAB = 500V. 26. Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là U MN = 120V. Hỏi lực điện trường sẽ thực hiện được công dương khi một electron mang điện tích e = -1,6.10 -19 C chuyển động từ điểm nào sang điểm nào? Công đó bằng bao nhiêu? Đáp số: Electron chuyển động từ N sang M. AMN=1,92.10-17J. 27. Một hạt bụi kim loại khối lượng m= 10-10kg mang điện tích âm nằm lơ lửng giữa hai bản kim loại phẳng nằm ngang, hiệu điện thế giữa hai bản là 100V, khoảng cách giữa hai bản là d = 4,0 cm. Cho g  10 m/s2. a) Tính điện tích q của hạt bụi và số e- dư của hạt bụi. b) Chiếu chùm tia tử ngoại vào hạt bụi để làm mất đi một số e - của nó thì nó rơi xuống với gia tốc 6m/s2. Tìm số e- còn lại trên hạt bụi. Đáp số: a) q = -4.10-14C ; N = 2,5.105 b) N’=105. 28. Một electron bay với vận tốc 1,5.10 7 m/s từ một điểm có điện thế V 1=800V theo hướng của một đường sức trong điện trường đều. Hãy xác định điện thế V 2 của điểm mà electron dừng lại. Đáp số: 160 V. 29. Một điện tích âm q = -10 -6C dịch chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 20 cm ở trong điện trường đều E = 3000V/m. Tính công của lực điện trường khi điện tích q đi theo các cạnh AB, BC và CA. Cho biết vectơ cường độ điện trường song song với cạnh BC, chiều từ B đến C. Đáp số: 3.10-4 J ; -6.10-4 J ; 3.10-4 J 30. Cho hai bản kim loại đặt song song, cách nhau 10 cm và được tích điện đối xứng nhau ( +Q và -Q). Điện trường giữa hai bản là E= 5000 V/m. Một êlectrôn chuyển động không vận tốc đầu từ bản âm sang bản dương. Tìm vận tốc của hạt e - lúc nó tới bản dương. Đáp số: v=1,33.107 m/s 31. Hai mặt dẫn điện phẳng, điện tích đặt song song tạo ra khối hiệu điện thế U= 625V giữa hai mặt. Một electron được bắn thẳng từ mặt thứ nhất đến mặt thứ hai. Tìm vận tốc ban đầu của e- nếu vận tốc của e- bằng không ở ngay trên mặt thứ hai. Đáp số: V0 = 14,8.106 m/s 32. Hai bản kim loại được đặt song song cách nhau khoảng d và được tích điện trái dấu sao cho giữa hai bản có điện trường đều, khi đó hiệu điện thế giữa hai bản là U. Người ta phóng một chùm electron vào khoảng giữa 2 bản kim loại theo phương song song với trục Ox, vận tốc của các electron khi bắt đầu đi vào điện trường là vo . a) Khảo sat quỹ đạo của electron trong điện trường với hệ quy chiếu là hai trục vuông góc Ox và Oy. b) Cho biết chiều dài các bản kim loại là l. Hãy tìm biểu thức tính góc lệch của chùm electron so với phương Ox khi chúng ra khỏi điện trường tại A. Đáp số: a. Phương trình quỹ đạo y = (eU/2md.Vo2) x2 b. tanα = (e.U.l)/(m.d.Vo2 ) CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHO NỘI DUNG 2 VÀ 3 1. Có hai điện tích điểm q1 và q2 được đặt cách nhau một khoảng nào đó. Nếu điện trường tại một điểm nằm trong đoạn thẳng nối hai điện tích bằng không thì ta có thể nói thế nào về dấu của hai điện tích này? A. q1 và q2 đều dương C. q1 và q2 cùng dấu B. q1 và q2 đều âm D. q1 và q2 trái dấu 2. Đường sức của điện trường tạo ra bởi một điện tích điểm âm có thể được biểu diễn bằng hình vẽ A. B. C. 3. Phát biểu nào sai khi nói về các đường sức của điện trường? A. Bất kỳ điểm nào trong điện trường cũng có đường sức đi qua. B. Ngoại trừ nơi đặt điện tích, các đường sức không bao giờ cắt nhau. C. Khoảng cách giữa những đường sức có thể giúp ta nhận xét về độ lớn của cường độ điện trường. D. Thả tự do (vo =0) một hạt mang điện tích dương vào điện trường bất kỳ, nó sẽ chuyển động trên quỹ đạo trùng với một đường sức. 4. Nếu thả tự do (vo =0) một electron vào trong điện trường đều, thì electron sẽ: A. chuyển động nhanh dần đều theo chiều đường sức. B. chuyển động nhanh dần đều ngược chiều đường sức. C. chuyển động thẳng đều theo chiều đường sức. D. chuyển động thẳng đều ngược chiều đường sức. 5. Điện tích điểm Q được đặt tại O trong chân không. Tại điểm đặt của điện tích điểm q ở cách O khoảng r sẽ có điện trường với cường độ bằng bao nhiêu?Giả sử các điện tích khác đều ở rất xa Q và q. A. E k Q r2 B. E k Q.q r2 C. E k Qq r2 D. E k Q q r2 6. Một hạt bụi rất nhỏ khối lượng m mang điện tích âm có độ lớn q được phóng ra với vận tốc đầu vo dọc theo chiều đường sức của một điện trường đều, hạt bụi chuyển động chậm dần đều trên đường sức một quãng s rồi quay lại. Bỏ qua tác dụng của trọng lực, cường độ điện trường được tính theo công thức: A. mvo2 qs B. mvo2 2qs C. vo2 2mqs D. vo2 mqs Hai câu 7 và 8 dùng chung giả thiết: Ba điện tích điểm dương cùng độ lớn q được đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a trong điện môi có hằng số điện môi  . 7. Biểu thức đúng để tính cường độ điện trường tại một đỉnh của tam giác là: kq 2 A. a B. 2 2kq a 2 C. 2kq 3 a 2 D. kq 3 a 2 8. Nếu cả ba điện tích được thả ra cùng một lúc thì chúng ta sẽ: A. vẫn nằm yên. B. chuyển động nhanh dần đều ra xa nhau. C. chuyển động nhanh dần ra xa nhau. D. chuyển động thẳng đều ra xa nhau. 9. Một quả cầu kim loại tâm O, bán kính R nằm trong chân không mang điện tích Q ở rất xa các điện tích khác. Tại điểm M ở cách N khoảng d, có điện trường với cường độ E. Biểu thức cho ta tính được độ lớn của Q là: O o R A. 10  9 9 C. N o o 10  9 H.9 9 B. E.( R  d ) 2 E.( R  d ) 2 10  9 9 D. E.d 2 10  9 9 E.(d 2  R 2 ) 10. Trên trục Ox, tại O có đặt điện tích điểm q, vectơ cường độ điện trường do q sinh ra tại A và E . Nếu tại điểm B ở cách A khoảng r/2 người ta đặt thêm điện tích điểm q ’ thì vectơ  cường độ tổng cộng tại A có cùng độ dài với E nhưng có chiều ngược lại. Như vậy ta có:  q o O r H.10a A. q '  q 2 o A r/2 q’ o B x HInh B. q '  q 2 C. q '  q 4 11. Thả một electron vào một điện trường bất kỳ, nó sẽ: A. chuyển động nhanh dần đều theo một đường sức. B. chuyển động chậm dần đều theo một đường sức. C. chuyển động từ điểm có điện thế cao sang điểm có điện thế thấp. D. chuyển động từ điểm có điện thế thấp sang điểm có điện thế cao. D. q '  q 4 12. Tìm phát biểu đúng về quan hệ giữa công của lực điện và thế năng tĩnh điện: A. Công của lực điện chính là thế năng tĩnh điện. B. Công của lực điện là số đo độ biến thiên của thế năng tĩnh điện. C. Lực điện sinh công dương thì thế năng tĩnh điện tăng. D. Lực điện sinh công âm thì thế năng tĩnh điện giảm. 13. Tìm phát biểu đúng: A. Trong điện trường, khi hạt mang điện dịch chuyển trên quỹ đạo càng dài thì công của lực điện càng lớn. B. Công của lực tĩnh điện không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích dịch chuyển. C. Trường tĩnh điện là trường thế giống nhau như trọng trường. D. Khi một điện tích dịch chuyển trong điện trường thì lực điện phải thực hiện được công. 14. Phát biểu nào sai về một vật dẫn cân bằng điện? A. Điện tích được phân bố đều trên mặt vật dẫn. B. Bên trong vật dẫn điện trường bằng không. C. Trên mặt vật dẫn, vectơ cường độ điện trường vuông góc với bề mặt vật dẫn tại mọi điểm. D. Điện thế tại mọi điểm trong vật dẫn đều bằng nhau. 15. Cho biết hiệu điện thế giữa hai điểm MN là UMN =30 V. Phát biểu nào sau đây là đúng: A. Khi có điện tích q dịch chuyển từ M đến N, công của lực điện là: A = 30q. B. VM – VN = 30V C. Với q>0, thế năng tĩnh điện của q tại M lớn hơn thế năng tĩnh điện tại N một lượng bằng 30q (J) D. A, B và C đều đúng. ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM NỘI DUNG 2 VÀ 3 1C 2B 3D 4B 5A 6B 7D 8C 11D 12B 13C 14A 15D Nội dung 2. TỤ ĐIỆN 9A 10A 33. Tụ điện phẳng có hai bản hình tròn bán kính R = 5 cm, khoảng cách và hiệu điện thế giữa hai bản là 1 cm và 220 V. Giữa hai bản là không khí; tìm điện dung, điện tích, năng lượng của tụ điện và cường độ điện trường giữa hai bản. Đáp án: C = 6,94 pF Q = 1,53 nC W = 0,168  J E = 22000 V/m 34. Tụ phẳng không khí có điện dung C = 20 pF được tích điện dưới hiệu điện thế U = 250 V. a) Tính điện tích Q của tụ. b) Ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi kéo hai bản xa để tăng khoảng cách bản lên gấp 2 lần. Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ. c) Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để tăng khoảng cách bản lên gấp 2 lần. Tính điện dung C2 điện tích Q2 và hiệu điện thế U2 của tụ. Đáp số: a) Q= 5.10-9 C b) Q1 = 5.10-9 C C1 = 10-11 F U1 = 500V c) Q2 = 2,5.10-9 C 35. Cho hai tụ điện có điện dung và hiệu điện thế giới hạn lần lượt là C1=5μF, và U 1gh =200v; C2 = 10μF, U2gh = 750V. Hai tụ điện trên được ghép thành bộ. Tìm hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ điện trong hai trường hợp: a) Hai tụ được ghép song song. b) Hai tụ được ghép nối tiếp. Đáp án: a) Ughss =200V b) Ughnt = 300V 36. Có 3 tụ điện C1= 6μF, C2 = 4μF, C3= 15μF được mắc như hình vẽ vào giữa hai điểm A,B có hiệu điện thế U =90V. a) Tính điện dung của bộ, điện tích và hiệu điện thế ở mỗi tụ. b) Nếu sau đó tụ điện C1 bị “đánh thủng” thì hiệu điện thế và điện tích ở mỗi tụ sẽ là bao nhiêu? C1 C3 B M A C2 Đáp số: a) C = 6μF 37. Tụ phẳng không khí có điện dung C =250pF được tích điện đến hiệu điện thế U= 200V. a) Tính điện tích Q của tụ điện. b) Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi ɛ =2. Tính điện dung C1, điện tích Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ điện lúc đó. c) Vẫn nối tụ điện với nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có ɛ =2. Tính điện dung C2, điện tích Q2 và hiệu điện thế U2 của tụ điện lúc đó. Đáp số: a. 5.10-8 C b. 510-8 C; 100V c. 200V;10-7 C 38. Tụ phẳng không khí có điện dung C = 6μF được tích điện đến hiệu điện thế U = 300V rồi ngắt ra khỏi nguồn. a) Nhúng tụ vào điện môi lỏng ( ɛ=4) cho ngập đến 2/3 diện tích mỗi bản. Tính hiệu điện thế của tụ. b) Tính công cần thiết để nhấc tụ điện ra khỏi điện môi, bỏ qua trọng lượng của mỗi tụ điện. Đáp số: a.100V b. 0,18J 39. Trong mạch điện ở hình [4.39] cho C1= 3μF, C2 = 6 μF, C3=C4=4 μF, C5= 8 μF, U =270V. Tìm hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. Đáp số: UMN = -30 V 40.Cho một tụ điện mắc như hình vẽ hình [H.4.40] C C 1 2 a) Chứng minh rằng nếu có hệ thức C C 3 4 thì dù K mở hay K đóng điện dung của tụ không thay đổi. b) Nếu điều kiện trên đã thỏa ta thay khóa K bằng một tụ đện có điện dung C thì C sẽ tích điện như thế nào? Đáp số : b. không tích điện 41. Tính điện dung tương đương của bộ tụ điện mắc như hình vẽ [4.41]. Cho biết C1= C4 = C5 = 4µF; C2 = 2µF; C3 = 8µF. Đáp số: C = 8µF 42. Hai tụ điện C = 500 pF và C 2 = 1000 pF lần lượt được tích điện riêng rẽ dưới các hiệu điện thế U1 = 200 V, U2 = 140V. Và sau đó người ta nối các bản tích điện cùng dấu lại với nhau. a) Tính hiệu điên thế của hai tụ sau khi đã nối. b) So sánh năng lượng của bộ tụ điện của trước và sau khi nối; giải thích thế nào về sự sai biệt giữa hai giá trị này? Đáp số: a. U= 200V b. Giảm đi 6.10-7 J 43. Giải bài toán 42 nhưng bây giờ người ta lại nối các bản có điện tích trái dấu lại với nhau. Đáp số: a) U = 52V, b) Giảm đi 1,93.10-5 J 44. Cho một số tụ điện điện dung C 0 = 3µF. Nêu cách mắc dùng ít tụ nhất để có bộ tụ điện 5µF Đáp án: Dùng 4 tụ C0 45. Ba tụ C1 = 1µF, C2 = 2µF, C3 = 3µF có thế giới hạn U1 = 1000V, U2 = 200V, U3 = thành bộ. Cách mắc nào có hiệu điện thế lớn nhất? Tính điện dung và hiệu điện thế này. hiệu điện 500V mắc giới hạn của bộ lúc Đáp số: C1 nt ( C2 // C3); Umax = 1200V. 46. Cho mạch điện như hình vẽ [4.46a] Trong = 2µF, C2 = 10µF, C3 = 5µF. Tính điện tích của đó: C1 mỗi tụ Đáp số: Q1 = 6.10-5 C; Q1 = 8.10-5 C; Q3 = 14.10-5 C. 47. Một tụ điện bảng gồm hai bản kim loại có tích S = 0,226m2, khoảng cách giữa hai bản là d 4cm. Đặt bản tụ dưới hiệu điện thế U = 100V điện = a)Tính điện dung, điện tích và năng lượng của tụ điện b) Ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi đưa vào bản một tấm kim loại có bề dày l = 2cm ( mặt bên của tấm kim loại song song với hai bản tụ điện). Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ. Kết quả sẽ như thế nào khi bề dày của tấm kim loại rất mỏng? c) Thay tấm kim loại bằng tấm điện môi có bề dày 2 cm có hằng số ε = 7. Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ. Đáp số: a. 50 pF; 5nC; 0,25 m5 nC; 0,25µJ b. 100pF; 50V 48. Chi mạch điện như hình vẽ[ 4.48] các tụ có dung C1 = 2µF và C2 = 3µF. Các nguồn trong mạch có UMA = 3V, UNB = 8V. Tính hiệu điện thế mỗi tụ Đáp số: UAB = 2V và UNM = 3V. điện của 49. Ba tấm kim loại phẳng giống nhau đặt song song và nói với các điểm A và B như hình vẽ [ 4.49a]. Diện tích của mỗi bản là S= 100cm2, khoảng cách giữa hai bản liên tiếp là d = 0,5 cm. Nối A và B với nguồn U= 100V. a) Tìm điện dung của bộ tụ điện và điện tích trên mỗi tấm loại. kim b) Ngắt A, B ra khỏi nguồn. Dịch chuyển bản B theo phương vuông góc với bản một đoạn x. Tính hiệu điện thế giữa A, B theo x. Áp dụng: x = d/2. Đáp số: a. 3,54.10-11 F; 1,77.10-9 C; - 3,54.10-9 C; 1,77.10-9 C. b. U’ = d 2  x2 U ; 75V. d2 50. Hai tụ điện C1 và C2 được mắc như hình [4.50]. Ban dầu K1 mở, K2 đóng. Sau đó mở K2 rồi K1. Tính hiệu điệu thế ở mỗi tụ Đáp số: U1’ = U2’ = đóng C 2U 1 ; C1  C 2 C 2U 1  C1 (U 1  U 2 ) . C1  C 2 51. Trong hình [4.51]: C1= 1 µF, C2= 2µF, nguồn có hiệu điện thế U= 18V. Tính hiệu điện thế ở mỗi tụ nếu: a) Ban đầu K ở vị trí 1 sau đó chuyển sang vị trí 2. b) Ban đầu K ở vị trí 2 sau đó chuyển sang vị trí 1 rồi chuyển lai vị trí 2. Đáp số a. 18V, 0 lại b. 14 V, 4V 52. Trong mạch của hình [4.52a], người ta có: UAB V; C1 = C2 = C4 = 6µF, C3 = 4µF. Tính điện tích tụ và điện lượng đã qua điện kế G khi đóng. Đáp số: 4,8.10-5C, 4,8.10-5C, 9,6.10-5C , 9,6.10-5C. = 24 các 53.Tụ điện phẳng có các bản nằm ngang, khoảng cách giữa hai bản là d = 4cm, hiệu điện thế giử hai bản là U = 900V; một hạt bụi mang điện tích q đang nằm cân bằng giữa bản, Đột nhiêu hiệu điện thế giữa hai bản giảm bớt 9V; hỏi sau bao lâu hạt bụi rơi chạm bản dưới. Cho g = 10 m/s2 , hệ coi như nằm trong chân không. Đáp số: t ≈ 0,63 s 54. Một hạt êlêctron bay vào một tụ phẳng với vận tốc v 0= 3,2.107 m/s theo phương song song với các bản. khi ra khỏi tụ, hạt bị lệch theo phương vuông góc với các bản đoạn h = 6 mm. Các bản tụ dài l = 6cm, khoảng cách giữa các bản d = 3cm. Diện tích e -: -e = -1,6.1019 C, khối lượng : m = 9,1.10-31 kg. a) khảo sát dạng quỹ đạo của e- trong điện trường b) Tính hiệu điện thế giửa hai bản tụ. Đáp số: a. Nhánh parabol. b. U = 580V 55. Một tụ điện có điện dung C0 được tích điện dưới hiệu điện thế U0. Sau đó người ta dùng tụ này để tích điện lần lượt các tụ C 1, C2, C3….Cn có điện dung bằng nhau C 1 = C2 = Cn = C a) Tìm biểu thức tính điện tích còn lại trên tụ điện C 0 sau khi đã tích điện cho tụ C n và hiệu điện thế trên tụ Cn. b) Nếu sau khi tích điện, người ta đem mắc nối tiếp các tụ diện C 1, C2, C3,….Cn để tạo thành một bộ thì bộ tụ điện này có hiệu điện thế bằng bao nhiêu? Tính hiệu điện thế này khi n → ∞. Áp dụng: C0 = 10µF, C = 2µF, U0 = 60V. C0n .U 0 C 0n1 .U 02 Đáp số: a. Un = và . B. 300V. (C0  C ) n (C0  C ) n 56. Trong hình vẽ [4.56], ta có: U=60V (không C1= 20µF; C2= 10µF đổi); a) Ban đầu các tụ điện chưa tích điện. Khi K ở vị chuyển K sang a rồi lại về b. Tính điện lượng đã điện trở R. trí tải b) Sau đó chuyển K sang a rồi lại về b. Tính điện qua R trong lần nạp điện thứ hai. lượng đi b, qua c) Tính tổng điện lượng đã được tải qua R trong n lần tích điện như trên. d) Tính điện tích của C2 sau một số rất lớn lần tích điện như trên. Đáp số: a. 4.10-4C b. 4 10-4 C 3   c. ΔQn = 6.10-4 ( 1  1   C. 3n  d. 6.10-4 C 57. Hai tụ phẳng không khí có điện dung C mắc song song và được tích điện đến hiệu điện thế U rồi ngắt ra khỏi nguồn. Các bản của một trong hai tụ có thể chuyển động tự do đến với nhau. Tìm vận tốc của các bản tại thời điểm mà khoảng cách giữa chúng giảm đi một nửa. Biết khối lượng của một bản là m, bỏ qua tác dụng của trọng lực Đáp số: v = U C . 3m CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHO NỘI DUNG 4: TỤ ĐIÊN 1. Điện tích của một tụ điện phụ thuộc: A. Hình dang tụ điện, kích thước các bản, điện môi, hiệu điện thế giữa hai bản B. Kích thước các bản, khoảng cách giữa các bản, điện môi C. Hình dang tụ điện, kích thước các bản, khoảng cách giữa các bản, điện môi D. Hình dang tụ điện, kích thước các bản, điện môi, hiệu điện thế giữa hai bản và khoảng cách giữa hai bản 2. Một tụ điện phẳng không khí có khoảng cách bản là d, được tích điện rồi ngắt ra khỏi nguồn. Để làm tăng cường độ điện trường giữa hai bản lên gấp 3 lần, ta có thể: A Làm tăng khoảng cách giữa hai bản lên gấp 3 lần. B Đưa vào khoảng cách giữa hai bản một bản điện môi đủ dài, có bề dày d và có ε = 3. C Làm tăng khoảng cách giữa hai bản lên thành 1,5d rồi đưa vào khoảng cách giữa hai bản một bản điện môi đủ dài, có bề dày 1,5d và có ε =2. D Không có cách nào 3. Bốn bản kim loại mỏng cùng diện tích S, được đặt song song với nhau trong không khí , khoảng cách giữa hai bản liên tiếp là d. Hai bản ngoài cùng được nối với hai cực của một nguồn điện . Với ε0 = 8,85.10-12F/m, điện dung tương đương của hệ này được tính theo công thức: A. C= 3 0 S d B. C=  0S 3d C. C= 4 0 S d D. C=  0S 4d 4. Một tụ điện đang được nối với nguồn, nếu sau đó người ta kéo cho hai bản tụ điện xa hơn thì: A. Điện tích tụ điện tăng. B. Năng lượng của tụ điện vẫn như cũ C. Điện trường giữa hai bản giảm D. Các phát biểu A,B và C đều đúng. 5. Một tụ điện đã được tích điện rồi sau đó tách ra khỏi nguồn. Nếu sau đó người ta đưa hai bản lại gần nhau thì: A. Q không đổi và hiệu điện thế giữa hai bản tăng B. Q không đổi và hiệu điện thế giữa hai bản giảm C. Q tăng và hiệu điện thế giữa hai bản cũng tăng D. Q giảm và hiệu điện thế giữa hai bản không đổi Các câu 6,7 và 8 dùng chung giả thiết: Cho 4 tụ điện bằng nhau C= 1µF mắc vẽ [H.6]: như hình 6. Điện dung tương đương của hệ là: A. 3 F 4 B. C. 1F 4 F 3 D. 4 F 7. Đặt giữa A và B hiệu điện thế U = 36V, điện tích của hệ là: A. 2,7.10-6 C B. 2,7.10-5 C C. 1,44.10-4 C D. Một đáp số khác. 8. Nếu ta gỡ bỏ dây nối giữa M và N thì điện dung của bộ tụ điện sẽ là: A. 4 µF B. 0,4 µF C. 0,5 µF D. 1 µF 9. Một hệ tụ điện cấu tạo bởi ba bản cố định đặt xen kẻ với ba bản di động, các bản cố định được nối với nhau và các bản di động cũng được nối với nhau. Hệ này coi như gồm: A. 5 tụ mắt nối tiếp B. 5 tụ mắt song song C. 4 tụ mắt nối tiếp D. 4 tụ mắt song song 10. Xét mối quan hệ giữa điện dung C và hiệu điên thế tối đa U max có thể đặt giữa hai bản của tụ điện phẳng không khí ( Umax còn gọi là hiệu điện thế giới hạn). Gọi S là diện tích bản và d là khoảng cách giữa hai bản, ta thấy: A. Với S như nhau, C càng lớn thì Umax càng nhỏ B. Với S như nhau, C càng lớn thì Umax càng lớn C.Với d như nhau, C càng lớn thì Umax càng lớn D. Với d như nhau, C càng lớn thì Umax càng nhỏ 11. Hai bản kim loại trong hình [ H.11a] được đặt song và nằm ngang và được tích điện, tại điểm M ở giửa hai bản có đặt một hạt bụi mang điện tích, hạt nay đang ở trong trạng thái cân bằng. song chính bụi Nếu người ta quay hai bản kim loại quanh M theo kim đồng hồ góc 90o thì sau đó điện tích điểm đặt sẽ: chiều tại M A. Vẫn ở trong trạng thái cân bằng B. Có chuyển động nén ngang kể từ P. C.Từ P chuyển động thẳng theo phương xéo xuống phía dưới và về bên phải với gia tốc g. 2 D. Chuyển động nhanh dần đều với gia tốc bằng g từ bản này thẳng sang bản khác 12. Cho năm tụ điện được mắt như hình vẽ[ H.12] Cho C1 =1µF, C2 =2µF, C3 =3µF,. Khi đóng khóa K người ta thấy điện tích của tụ C5 bằng không. Ta suy ra giá trị của là: A. 1µF B. 3µF C. 4µF D. 6µF biết nhận tụ C4 Các câu hỏi 13,14 dùng chung giả thiết: Một tụ điện có điện dung C= 5µF dược tách ra khỏi nguồn sau khi đa tích điện dưới hiệu điện thế U= 40V. Người ta đổ một chất điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 2 vào lấp đầy khoảng giữa hai bản. 13. Hiệu điên thế giữa hai bản tụ sau đó bằng: A. 40V B. 10V C. 20V D. 25V 14. Người ta nhất tụ điện ra khỏi điện môi, công phải thực hiện trong quá trình này là: A. 4.10-3 J B.2,5.10-3J C. 10-3 J D. Đáp án khác 15. Cho 4 tụ điện giống nhau, mỗi tụ có điện dung C = 10 µF được mắt nối tiếp. Mắt bộ tụ này vào hiệu điện thế U thì năng lương của bộ là 500µJ. Hiệu điện thế U có giá trị: A. 20V B. 10V C. 40V D. Đáp án khác ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM NỘI DUNG 4 1D 2D 3B 4C 5B 6A 7B 8C 9B 10A 11C 12D 13C 14D 15A NỘI DUNG 5 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI BÀI TẬP VỀ NỘI DUNG 5: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI – ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ 58. Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn khi có dòng điện I=2A đi qua dây dẫn trong một phút. Đáp án: N = 7,5.1020 59. Một pin có suất điện động E= 6V. Tính công lực lạ đã thực hiện khi di chuyển điện tích q= 200C từ cực âm sang cực dương ở trong nguồn. Đáp số: A= 1,2 kJ 60. hai điện trở R1 và R2 được mắt vào giữa hai điểm có hiệu điện thế U= 12V. Lần đầu R1,R2 được mắt song song, dòng điện trong mạch chính là Is = 10A Lần sau R1, R2 mắc nối tiếp, dong điện tring mạch In= 2,4A. Tìm R1 và R2 Đáp số: R1 = 2Ω ,R2 = 3Ω hoặt R1 = 3Ω, R2= 2Ω 61. Cho mạch điện như hình vẽ [ 5.61a]. Trong đó : R1=25Ω, R2= R3= R4= 20Ω; dòng điện qua nhánh CB tìm UAB. là 2A Đáp án: UAB =31,25 V 62. Một bếp điện được thiết kế để dùng với nguồn 220V a) Nếu mắc bếp này vào nguồn 110V thì công suất bếp sẽ thay đổi như thế nào? b) Muốn cho công suất của bếp vẫn như công suất thiết kế thì cần phải điểu chỉnh lại cuồn dây bếp điện như thế nào? Đáp số: a) giảm đi 4 lần b) Để cho công suất P vẫn như cũ thi điện trở của cuộn dây bếp cũng phải giảm 4 lần, như vậy ta cần cắt sợi dây điện trở ra làm hai phần bằng nhau rồi mắc chúng song song với nhau. 63. Dây nikêlin( điện trở suất  = 4,4.10-7 Ωm) chiều dài 1m, tiết diện 2 mm 2 và dây nicrom( điện trở suất  = 4,4.10-7 Ωm) chiều dài 2m, tiết diện 0,5 mm 2. Hỏi trong cung thời gian, dây nào sẽ tỏa nhiệt nhiều hơn và nhiều gấp mấy lần nếu: a) Hai dây được mắc nối tiếp vào một nguồn điện b) Hai dây mắt song song vào một nguồn điện. Đáp số: a) Dây nicrôm tỏa nhiệt nhiều hơn dây nikêlin, gấp 1,88/0,22 = 8,55 lần b) Dây nikêlin tỏa nhiệt nhiều hơn dây nicrôm, gấp 1,88/0,22 = 8,55 lần 64. Dây dẫn có điện trở R = 144 Ω. Phải cắt dây ra bao nhiêu đoạn bằng nhau để khi mắc các đoạn đó song song nhau sẽ cho điện trỏ tương đương là 4Ω? Đáp số: 6 đoạn 65. Cho mạch điện như hình vẽ [5.65] Chứng tỏ khi ta có hệ thức: R5 sẽ bằng không R1 R3  thì dòng điện qua điện R2 R4 rằng trở