Tài liệu Các chuyền đề vật lý 11 cực hay

Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa CHUYÊN ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Có hai loại điện tích: Điện tích âm (-) và điện tích dương (+) 2. Tƣơng tác tĩnh điện: + Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau; + Hai điện tích trái dấu: Hút nhau; 3. Định luật Cu - lông: - Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong Chân   không là F12 ; F21 có: - Điểm đặt: trên 2 điện tích. - Phương: đường nối 2 điện tích. - Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu) + Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu) - Độ lớn: F  k q1.q2 r 2 ; Trong đó: k = 9.109Nm2C-2; * Trong điện môi có hằng số điện môi  là: F  k  là hằng số điện môi của môi trường (   1 ) q1.q2  .r 2 r - Biểu diễn:  F21  F21  F12 r  F21 q1.q2 >0  F12 q1.q2 < 0 4. Nguyên lý chồng chất lực điện: Giả sử có n điện tích điểm q1, q2,….,qn tác dụng lên điện tích điểm q những lực tương tác tĩnh điện F1 , Fn ,....., Fn thì lực điện tổng hợp do các điện tích điểm trên tác dụng lên điện tích q tuân theo nguyên lý chồng chất lực điện.      F  F1  Fn  .....  Fn   Fi *Các trường hợp đăc biệt:   F1  F2  F  F1  F2 .   F1  F2  F  F1  F2 .   E1  E2  F  F12  F22   (F1 , F2 )    F  F12  F22  2 F1 F2 cos B. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Trong chân không đặt 2 electron cách nhau 5.10-9 cm, Cho biết điện tích của mỗi e là qe = -1,6.10-19 C. a. Tìm lực tương tác giữa chúng. Hãy so sánh lực tĩnh điện này với lực hấp dẫn giữa 2 electron, Biết hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11N.m2/kg2, khối lượng của e me = 9,1.10-31 kg. b. Nếu cho 2 electron này vào dầu hỏa thì lực tương tác giữa chúng sẽ thay đổi như thế nào, Biết rằng hằng số điện môi của dầu hỏa  =2,1 Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Hƣớng dẫn a.- Tìm lực tương tác giữa chúng. 1,6.1019.  1,6.1019 qq 1 2 9 F  k 2  9.10  9, 2.108 N r (5.1011)2 - Hãy so sánh lực tĩnh điện này với lực hấp dẫn giữa 2 electron + Lực hấp dẫn giữa 2 electron 9,1.1031.9,1.1031 mm 1 2  11 Fhd  G  6,67.10  2, 2.1050 N 2 r (5.1011)2 + Vây: Lực tĩnh điện lớn hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn ( F  Fdh ) b. Lực tương tác giữa 2 electron nếu cho vào dầu hỏa 1,6.1019.  1,6.1019 qq 1 2 9  9.10  4,38.108 N Áp dụng: F2  k 2  .r 2,1.(5.1011)2 Bài 2: Điện tích điểm q1  6.10 7 C , đặt cách điện tích q2 một đoạn r = 6mm, giữa 2 điện tích trên xuất hiện lực hút tĩnh điện có độ lớn F = 2.10-3 N. a. Cho biết điện tích q2 là điện tích dương hay âm?. Vì sao? b. Tìm độ lớn điện tích của q2 c. Nếu lực tương tác giữa 2 điện tích trên tăng 2 lần, hãy cho biết khoảng cách giữa 2 điện tích lúc này Hƣớng dẫn a. q2 là điện tích âm vì q1 là điện tích dương và lực tương tác là lực hút. b. Độ lớn điện tích của q2 qq F .r 2 2.10 3.(6.10 3 ) 2 F  k 1 22  q    1,3.10 9 C 9 9 2 r k .q1 9.10 .6.10 c. khoảng cách giữa hai điện tích khi lực tương tác tăng 2 lần    F1 r 2 r2 r 6  2  2  2  r1    4, 2cm  r1 2 2 q q  F r1 F1  k 1 2 2  r1  qq F  k 1 22 r ( Do Lực tăng 2 lần, F1  2 F ) Bài 3: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 10 cm, lực tương tác giữa hai điện tích là 1N. Đặt hai điện tích đó vào trong dầu có  = 2 cách nhau 10 cm. hỏi lực tương tác giữa chúng là bao nhiêu? Hƣớng dẫn - Trong không khí: F  k - Trong dầu: - Lập tỉ số: / F  | q1 .q2 | r2 | q1 .q2 |  .r 2 F/ 1 1 F 1    F /    0, 5 N. F  2 2 2 Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Bài 4: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không cách nhau một khoảng r1 = 2 cm. lực tương tác giữa chúng là 1,6.10-4 N. a. Tìm độ lớn hai điện tích đó b. Khoảng cách r2 giữa chúng là bao nhiêu để lực tác dụng giữa chúng là 2,5.10-4 N Hƣớng dẫn a. Tìm độ lớn hai điện tích là Ta có:  q2 F1 .r12 1,6.10 . 2.10 q12 2 1 q   k k 9.10 9 r2 r2 1 1 q  q1  q2  2,67.10-9 C . 4 q .q F k 1 2 k 1 r2 1 2  2  7,1.10 18 Vậy: b. Khoảng cách r2 giữa 2 điện tích để lực tác dụng giữa chúng là 2,5.10-4 N Cách 1 : Áp dụng F2  k q1 .q2 r2 2  r22  k q1 .q2 F2  r2  k q1 .q2 F2 thay số ta được kết quả Cách 2 : Ta có: F2  K q1 .q2 r2 2 suy ra: F1 F2  r2 2 r12  r2 2  F1 .r12 F2 Vậy r2 = 1,6 cm. ( Thường hay giải theo cách 2 ) Bài 5: Hai vật nhỏ mang điện đặt trong chân không cách nhau một khoảng là1m, đẩy nhau một lực F  1,8N . Điện tích tổng cộng của hai vật là 3.105 C . Tính điện tích của mỗi vật. Hƣớng dẫn 2 q .q F.r 1,8.1 Ta có : + F  k 1 2 2  q1.q2    2.1010 C (1) 9 k r 9.10 + q1  q2  3.105 C (2) Từ (1) và (2) 10 10 5     q1.q2  2.10 C  q1.q2  2.10 C  q1  1.10 C    5 5 5 q  q  3.10 C q  q  3.10 C    1  1 2 q2  2.10 C  2 Chú ý : do lực là lực đẩy và Điện tích tổng cộng của hai vật là 3.105 C nên hai vật này đều tích điện dương 8 Bài 6 : Hai điện tích điểm q1   10 7 C và q 2  + 5.10 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 5 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q 0   2.108 C a. Biết q 0 đặt tại C và C cách A 2cm, cách B 3cm b. Biết q 0 đặt tại D và D cách A 3cm, cách B 8cm c. Biết q 0 đặt tại E và E cách A 3cm, cách B 4cm Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Hƣớng dẫn a. Lực do q1 và q2 tác dụng lên q 0 được biểu diễn như hình vẽ - Lực tương do q1 tác dụng lên q0 là 10 7.2.10 8 q1 .q0 q1 .q0 9 F10  k 2  k 2  9.10 .  4,5.10 2 N 2 2 r1 rAC (2.10 ) - Lực tương do q2 tác dụng lên q0 là 10 7.2.10 8 q2 .q0 q2 .q0 9 F20  k 2  k 2  9.10 .  2.10 2 N 2 2 r1 rBC (3.10 ) -Lực điện do cả q1 và q2 cùng tác dụng lên q0 là :   q1 F20 A F10  q2 q0 B C  F  F10  F 20  F  F10  F20  4,5.102  2.102  6,5.102 N ( Do F 10  F 20 nên F  F10  F20 ) a. Lực do q1 và q2 tác dụng lên q 0 được biểu diễn như hình vẽ q1 B q2 q0 A F10 D - Lực tương do q1 tác dụng lên q0 là 10 7.2.10 8 q1 .q0 q1 .q0 9 F10  k 2  k 2  9.10 .  2.10 2 N r1 rAD (3.10 2 )2 - Lực tương tác giữa q2 và q0 là 10 7.2.10 8 q2 .q0 q2 .q0 9 F20  k 2  k 2  9.10 .  0,28.10 2 N 2 2 r1 rBD (8.10 ) -Lực điện do cả q1 và q2 cùng tác dụng lên q0 là :   F  F 10  F 20  F  F10  F20  2.10 2  0,28.10 2  1, 72.10 2 N   ( Do F 10  F 20 nên F  F20 F10  F20 ) c. - Lực tương tác giữa q1 và q0 là : q .q q .q F1  k 1 2 0  k 1 2 0  2.10 2 N r1 rAE - Lực tương tác giữa q2 và q0 là : q .q q .q F2  k 2 2 0  k 2 2 0  5,625.10 3 N r2 rBE - Lực điện do cả q1 và q2 cùng tác dụng lên q0 là :    F  F 1  F 2  F  F12  F2 2  2, 08.10 2 N A q1 B q2 F F1 q0 E F2 Bài 7 : Hai điện tích q1 =+ 4.10-5 C và q2 = +1.10-5 C đặt cách nhau 3 cm trong không khí. a. Xác định vị trí đặt điện tích q3 = 1.10-5 C để q3 nằm cân bằng b. Xác định vị trí đặt điện tích q4 = -1.10-5 C để q4 nằm cân bằng Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Hƣớng dẫn a.  - Gọi F 13 là lực do q1 tác dụng lên q3 F 23 là lực do q2 tác dụng lên q3      - Đểq3 nằm cân bằng thì F 13  F 23  0  F13   F 23  F 13 , F 23 cùng phương, ngược chiều và F13 = F23 Vì q1, q2, q3 >0 nên M nằm giữa A và B. - Đặt MA = x - Lực do q2 tác dụng lên q3 là F23  k - Do F13 = F23 . Ta có : k q1 q1q3 2 x q1q3 F13  k - Lực do q1 tác dụng lên q3 là 2 k 2 AM r q2 q3 2 BM r k k q1 A x q3 F23 M q2 F13 B q1q3 x2 q2 q3 3  x  2 (do AB = 3 cm nên BM = 3 –x) q2 q3 3  x  2 2  x   x      4   x q2  3  x   3 x  = 2 cm.  b. khi thay q4 = -1.10-5 C thì không ảnh hưởng đến lực tương tác ( hướng của F 13 và  F 23 đổi vị trí cho nhau ) nên kết quả không thay đổi, vậy x = 2 cm. C. BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Hai điện tích điểm như nhau đặt trong chân không cách nhau một đoạn 4 cm, hai điện tích đẩy nhau một lực là 10-5 N. a. Tìm độ lớn mỗi điện tích. b. Tìm khoảng cách giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 2,5. 10-6 N. Bài 2 : Hai điện tích q1 = 8.10-8 C và q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 6 cm. Xác định lực điện tác dụng lên q3 = 8.10-8 Cđặt tại C nếu a. CA = 4 cm và CB = 2 cm. b. CA = 4 cm và CB = 10 cm. c. CA = CB = 5 cm. Bài 4: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8C, q2 = -4.10-8C, q3 = 5.10-8 C đặt trong không khí tại 3 đỉnh A,B,C của 1 tam giác đều ABC, cạnh a = 2cm. Hãy xác định lực tác dụng lên q3 Bài 5: Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng r =3cm trong chân không hút nhau bằng một lực F = 6.10-9N. Điện tích tổng cộng của hai điện tích điểm là Q = 10-9C. Tính điện đích của mỗi điện tích điểm D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Khi cọ xát thanh êbonit vào miếng dạ, thanh êbonit tích điện âm là vì: A. Êlectron di chuyển từ dạ sang thanh êbonit. B. Proton di chuyển từ dạ sang thanh êbonit. C. Êlectron di chuyển từ thanh êbonit sang dạ. D. Proton di chuyển từ thanh êbonit sang dạ. Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Câu 2: Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại, giống nhau, tích điện q1 = 5.10-6C, q2 = 7.10-6C. Cho chúng tiếp xúc nhau, sau đó cho chúng tách ra xa nhau. Điện tích của quả cầu q1 sẽ là: A. 6.10-5C. B. 6mC. C. 10-6C. D. 6C. Câu 3: Một vật nhiễm điện có thể tích điện cho một vật khác mà không cần chạm vào vật đó. Hiện tượng nhiễm điện đó gọi là nhiễm điện do: A. tiếp xúc. B. truyền dẫn. C. cọ xát. D. hưởng ứng. Câu 4:Có hai điện tích điểm q1 và q2,chúng đẩy nhau. Khẳng định nào sau đây là đúng A. q1> 0 và q2 < 0. B. q1< 0 và q2 > 0. C. q1.q2 > 0. D. q1.q2 < 0. Câu 5: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. Câu 6 : Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện A. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu B. Chim thường xù lông về mùa rét C. Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích kéo lê trên mặt đường D. Sét giữa các đám mây Câu 7: Cho hai điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi. Lực tương tác giữa chúng sẽ lớn nhất khi đặt trong môi trường A. Nước nguyên chất B. Dầu hỏa C. Chân không D. Không khí Câu 8: Hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng là hiện tượng nào sau đây A. Đầu thanh kim loại bị nhiễm điện khi đặt gần một quả cầu mang điện. B. Quả cầu kim loại bị nhiễm điện do nó chạm vào thanh nhựa vừa cọ xát vào len dạ. C. Thanh thước nhựa sau khi cọ xát lên tóc hút được các vụn giấy. D. Mùa hanh khô, khi mặc quần áo vải tổng hợp thường thấy vải bị dính vào người. Câu 9: Công thức mô tả định luật Cu- lông qq qq qq |qq | A. F = k 1 2 2 B. F = 1 2 2 C. F = k 1 2 D. F = k 1 2 2 r r r r Câu 10: Trong trường hợp nào sau đây có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau B. Một thanh nhựa và một quả câu đặt gần nhau C. Hai quả cầu nhỏ đặt gần nhau C. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau Câu 11: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước ( = 81) cách nhau 3 (cm). Lực đẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 (N). Hai điện tích đó A. trái dấu, độ lớn là 4,472.10-2 (  C). B. cùng dấu, độ lớn là 4,472.10-10 (C). C. trái dấu, độ lớn là 16,2.10-9 (  C). D. cùng dấu, độ lớn là 16,2.10-9 (C). Câu 12: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N) trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là A. r = 0,6 (cm). B. r = 0,6 (m). C. r = 6 (m). D. r = 6 (cm). Câu 13: Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. tăng lên 3 lần. B. Giảm đi 3 lần. C. Tăng lên 9 lần. D. Giảm đi 9 lần. Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Câu 14: Hai điện tích đặt gần nhau, nếu giảm khoảng cách giữa chúng đi 2 lần thì lực tương tác giữa 2 vật sẽ A. tăng lên 2 lần B. giảm đi 2 lần C. tăng lên 4 lần D. giảm đi 4 lần Câu 15: Hai điện tích điểm nằm yên trong chân không tương tác với nhau một lực F. Người ta giảm mỗi điện tích đi một nửa, và khoảng cách cũng giảm một nửa thì lực tương tác giữa chúng sẽ A. không đổi B. tăng gấp đôi C. giảm một nửa D. giảm bốn lần Câu 16: Xét tương tác của hai điện tích điểm đứng yên trong một môi trường xác định. Khi lực đẩy Culông tăng 4 lần thì hằng số điện môi A. tăng 4 lần. B. vẫn không đổi. C. giảm 2 lần. D. giảm 4 lần. -8 -8 Câu 17: Hai điện tích điểm q1 = .10 C và q2 = - 2.10 C đặt cách nhau 3cm trong dầu có hằng số điện môi ε = 2.Lực hút giữa chúng có độ lớn A. 10-4N B. 10-3N C. 2.10-3N D. 0,5. 10-4N Câu 18: Hai điện tích bằng nhau được đặt trong nước cách nhau 3cm .Lực đẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 N .Độ lớn của các điện tích là A. 0,52.10-7C B. 4,03.10-9C C. 1,6.10-9C D. 2,56.10-12C Câu 19: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12cm .Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10N.Đặt hai điện tích đó vào dầu và đưa chúng cách nhau 8cm thì tương tác giữa chúng vẫn bằng 10N .Hằng số điện môi của dầu là A. ε = 1,51 B. ε = 2,01 C. ε = 3,41 D. ε = 2,25 C©u 20: Hai ®iÖn tÝch ®iÓm b»ng nhau ®Æt trong kh«ng khÝ, c¸ch nhau mét kho¶ng r= 4cm th× hót nhau mét lùc lµ F= 10-5N. §Ó lùc hót gi÷a chóng lµ F’ = 2,5.10-6 N th× kho¶ng c¸ch gi÷a chóng ph¶i lµ A.6cm B. 8cm C.2,5cm D. 5cm -9 -9 C©u 21:Hai ®iÖn tÝch ®iÓm q1= 2.10 C, q2= -2.10 C ®Æt c¸ch nhau 3cm trong kh«ng khÝ, lùc t-¬ng t¸c gi÷a chóng cã ®é lín lµ A. 8. 10-5N B. 9.10-5N C. 8.10-9N D. 9.10-9N Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa CHUYÊN ĐỀ 2: ĐIỆN TRƢỜNG. CƢỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƢỜNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Khái niệm điện trường: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. 2. Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực.   F   F Đơn vị: E (V/m) E   F  q.E về độ lớn E   F  q.E q q  F  F  q > 0 : cùng phương, cùng chiều với E .  q < 0 : cùng phương, ngược chiều với E . 3. Đƣờng sức điện - Điện trƣờng đều. a. Khái niệm đƣờng sức điện: *Khái niệm đường sức điện: Là đường cong do ta vạch ra trongđiện trường sao cho tại mọi điểm trên đường cong, vector cường độ điện trường có phương trùng với tiếp tuyến của đường cong tại điểm đó, chiều của đường sức là chiều của vector cường độ điện trường. *Đường sức điện do điện tích điểm gây ra: + Xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm; + Điện tích dương ra xa vô cực; + Từ vô cực kết thúc ở điện tích âm. b. Điện trƣờng đều Định nghĩa: Điện trường đều là điện trường có vector cường độ điện trường tại mọi điểm bằng nhau cả về phương, chiều và độ lớn. * Đặc điểm: Các đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều.  4. Véctơ cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M. - Phương: đường nối M và Q - Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 Hướng vào Q nếu Q <0 - Độ lớn: E  k Q r 2 ; Nếu điện tích đặt trong điện môi thì E  k  N .m  2   C , 2 Q  .r 2 9 trong đó: + k = 9.10 + r là khoảng cách từ điện tích Q đến M (m)  +  là hằng số điện môi EM r - Biểu diễn: q >0 Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 M r q<0  EM M H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa 5. Nguyên lý chồng chất điện trường: Giả sửcó các điện tích q1, q2,…..,qn gây ra tại   M các vector cường độ điện trường E1 , En ,....., En thì vector cường độ điện trường tổng hợp do các điện tích trên gây ratuân theo nguyên lý chồng chất điện trường.     E  E1  En  .....  En   Ei * Các trường hợp đặ biệt:   E1  E2  E  E1  E2 .   E1  E2  E  E1  E2 .   E1  E2  E  E12  E22   (E1 , E2 )    E  E12  E22  2 E1 E2 cos B. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một điện tích điểm q = + 4.10-8C được đặt trong môi trường là dầu hỏa.Tính cường độ điện trường và vẽ vecto cương độ điện trường do điện tích trên gây ra tại điểm M cách điện tích 1 đoạn 5cm. Hƣớng dẫn  - Cường độ điện trường do điện tích q gây ra tai M là Áp dụng : E  k q r 2  9.109 4.10 8 2 (5.10 ) EM  1, 44.10 5 V / m M q >0 - Vecto cương độ điện trường tại M được vẽ như hình vẽ Bài 2: Tại một điểm N nằm cách điện tích q1 một khoảng 2 cm tồn tại một điện trường E  2.105 V / m . Hãy xác định điện tích q1 Hƣớng dẫn - Điện tích q E.r 2 2.105.(2.10 2 )   8, 9.109 C  q  8, 9.109 C Áp dụng : E  k 2  q  9 r k 9.10 q Bài 3: Hai điện tích điểm q1 = 4.10-8C và q2 = - 4.10-8C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau 20 cm trong chân không.Tính cường độ điện trường tại a. điểm M , biết M là trung điểm của AB. b. điểm N, biết N cách A 10cm, cách B 30 cm. c. điểm I , biết I cách A 16cm, cách B 12 cm. d. điểm J, biết J nằm trên đường trung trực của AB cách đường thẳng AB một đoạn 10 3 cm Hƣớng dẫn   a. Vectơ cường độ điện trường E1M ; E2 M do điện tích q1; q2 gây ra tại M có: - Điểm đặt: Tại M. - Phương, chiều: như hình vẽ M E q1 - Độ lớn: q2 1M  + Cường độ điện trường tại M do q1 gây ra là E1M  k q r12M  9.10 . 9 4.10 8  0,1 2 E2 M  36.10 (V / m) 3 + Cường độ điện trường tại M do q2 gây ra là Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 q E2 M  k 2 2M r 4.10 8  9.10 . 9  0,1 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa  36.103 (V / m) 2    - Vectơ cường độ điện trường tổng hợp: E  E1M  E2 M   - Vì E1M  E2 M nên ta có E = E1M + E2M = 72.103 (V / m)   b. Vectơ cường độ điện trường E1N ; E2 N do điện tích q1 q1; q2 gây ra tại N có: - Điểm đặt: Tại N. - Phương, chiều: như hình vẽ - Độ lớn: + Cường độ điện trường tại N do q1 gây ra là q1 E1N  k 2 r1 N  9.10 . 9 4.10 8  0,1 N q2  E2 N  E1N  36.103 (V / m) 2 + Cường độ điện trường tại N do q2 gây ra là E2 N  k q2 r22N  9.10 . 9 4.10 8  0, 3 2  4000(V / m)    - Vectơ cường độ điện trường tổng hợp: E  E1N  E2 N   - Vì E1N  E2 N nên ta có E = E1N - E 2N = 32000 (V/m)   c. Vectơ cường độ điện trường E1I ; E2 I do điện tích q1; q2 gây ra tại I có: - Điểm đặt: Tại I. - Phương, chiều: như hình vẽ - Độ lớn: + Cường độ điện trường tại I do q1 gây ra là E1I  k q1  9.109. r12I 4.10 8  0,16  2 I  14,1.103 (V / m)  E2 I + Cường độ điện trường tại I do q2 gây ra là E2 I  k q2 2 r2 I  9.109. 4.10 q1 8  0,12  2  25.103 (V / m)    EI q2 B A  - Vectơ cường độ điện trường tổng hợp: E  E1I  E2 I - Vì AB = 20cm;AI = 16cm;BI = 12cm  AB 2  AI 2  BI 2 (thành 1 tam giác vuông ở I )    E1M  E2 M nên ta có E = E1I2 + E 2I2  28,7.103 (V/m) d. Ta có: JH = 10 3 cm; AH = AB/2 = 10cm suy ra AJ = BJ = 20 cm( Định lý pitago)   Vectơ cường độ điện trường E1J ; E2 J do điện tích q1; q2 gây ra tại J có: - Điểm đặt: Tại J. - Phương, chiều: như hình vẽ - Độ lớn: + Cường độ điện trường tại J do q1 gây ra là Trƣờng THPT Lục Ngạn 4  E1I  E1J  EJ J  E2 J q1 A H q2 B H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 E1 J  k q1 4.10 8  9.10 . 9 2 r1 J Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa  0, 2   9.103 (V / m ) 2 + Cường độ điện trường tại J do q2 gây ra là E2 J  k q1  9.10 . 9 2 r2 J 4.10 8  0, 2  2  9.10 3 (V / m)    - Vectơ cường độ điện trường tổng hợp: E  E1J  E2 J  Ta có: JH = 10 3 cm; AH = AB/2 = 10cm  tan JAH         E1M ; E2 M  1200 nên ta có E = IH   600  3  JAH AH 2 E1J2 + E 2J  2E1J E 2J .cos =9.103 (V/m)  Hoặc : E  2.E1 j .cos    9.103 (V / m ) 2 Bài 4 : Tại hai điểm A và B đặt hai điện tích điểm q1 = 20 C và q2 = -10 C cách nhau 40 cm trong chân không. a. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại trung điểm AB. b. Tìm vị trí cường độ điện trường gây bởi hai điện tích bằng 0 Hƣớng dẫn   a. Gọi E 1 và E 2 vecto là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại trung điểm A, B. - Điểm đặt : tại I - Phương, chiều : như hình vẽ q1 q2 E2 I - Độ lớn : + Cường độ điện trường tại I do q1 gây ra là E1 E B A 6 E1  k q1 2 1 r k q1 2 AI r  9.10 9 20.10 2 2 (20.10 )  4,5.10 6 V / m + Cường độ điện trường tại I do q2 gây ra là E2  k q2 2 2 r k q2  9.10 2 BI r 9 10.10 6 2 2 (20.10 )  2,25.10 6 V / m    - Vecto cường độ điện trường tổng hợp tại I là : E  E 1  E 2   - Do E1  E2 Nên : E = E1 + E2 = 6,75.106 V/m.   Ec  0 b) Gọi C là điểm có cường độ điện trường tổng hợp   E1/ , E / 2 là vecto cddt do q1 và q2 gây ra tại C.         E /  E1/  E2 /  0  E1/   E2 /  E1'  E2' Có : về mặt độ lớn E1'  E2' (1) Do q1 > |q2| nên C nằm ngoài AB và gần q2( do q2 có điện tích nhỏ hơn ) Đặt CB = x  AC  40  x , có : + Cường độ điện trường tại C do q1 gây ra là E1/  k q1 x C q2  A B E2 /  E1/ q1  40  x  2 Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa + Cường độ điện trường tại C do q2 gây ra là E2 /  k q2 x2 - Từ ( 1 ) ta có E1/  E2 /  k q1  40  x  2 k q2 x2 2 q1  40  x  40  x    x  96,6 cm   2 q2  x  x Bài 5: Tại 3 đỉnh hình vuông cạnh a = 30cm, ta đặt 3 điện tích dương q1 = q2 = q3 = 5.10-9 C. Hãy xác định: a. Cường độ điện trường tại đỉnh thứ tư của hình vuông b. Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-6 C đặt tại đỉnh thứ tư này Hƣớng dẫn    a. Gọi E1 , E 2 , E 3 là vecto cường độ điện trường do q1, q2, q3 gây ra tại đỉnh thứ tư hình vuông E  E3 Và E làvecto cường độ điện trường tại đó.    E13 Ta có: E  E 1  E 2  E 3  E2 Gọi E 13 làvecto cường độ điện trường tổng     q1 hợp của E1 , E 3  E 13  E 1  E 3 E1    Vậy : E = E 13 + E 2  E = E13 +E2 E= k q a 2 2 k q a 2  2  9,5.10 2 V/m. b. Lực điện tác dụng lên điện tích q là : F = |q|.E = 2.10-6.9,5.102 = 19.10-4 N q2 q3 C. BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1 : Làm lại bài 3 và 4 với 2 điện tích cùng dương Bài 2 : Tại 3 đỉnh hình vuông cạnh a = 20 cm, ta đặt 3 điện tích cùng độ lớn q1 = q2 = q3 = 3.10 -6 C. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại tâm hình vuông ĐS : E = 1,35.106 V/m. Bài 3 : Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 1g, mang điện tích q = 10-5 C, treo bằng sợi dây mảnh và đặt trong điện trường đều E. Khi quả cầu nằm cân bằng thì dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc   60o . Xác định cường độ điện trường E, biết g = 10m/s2. ĐS : E = 1730 V/m. 6 Bài 4 : Một điện tích điểm q = 2.10 C đặt cố định trong chân không. a. Xác định cường độ điện trường tại điểm cách nó 30 cm b. Tính độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích 1 C đặt tại điểm đó c. Trong điện trường gây bởi q, tại một điểm nếu đặt điện tích q1 = 10-4 C thì chịu tác dụng lực là 0,1 N. Hỏi nếu đặt điện tích q2 = 4.10-5 C thì lực điện tác dụng là bao nhiêu Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa ĐS : a. 2.105 V/m, b. 0,2 N, c. 0,25 N D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Cõu 1: Đơn vị nào của cường độ điện trường A. V.m2 B. V/m C. V/m2 D. m/s Cõu 2: Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường của nú A. Có hướng như nhau tại mọi điểm B. Có hướng và độ lớn như nhau tại mọi điện C. Có độ lớn như nhau tại mọi điểm D. Có độ lớn giảm dần theo thời gian Câu 3: Cường độ điện trường là đại lượng A. Véc tơ B. Vô hướng, có giá trị luôn dương C. Vô hướng, có giá trị dương, hoặc âm D. Véctơ và có chiều hướng vào điện tích Câu 4: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường A. Về khả năng tác dụng lực B. Về khả năg thực hiện công C. Về tốc độ biến thiên của điện trường D. Về năng lượng Câu 5: Cho một điện tích điểm –Q; điện trường tại một điểm mà nú gõy ra cú chiều A. hướng về phớa nú. B. hướng ra xa nú. C. phụ thuộc độ lớn của nú. D. phụ thuộc vào điện mụi xung quanh. Câu 6: Độ lớn cường độ điện trường tại một điểm gõy bởi một điện tích điểm khụng phụ thuộc A. độ lớn điện tớch thử. B. khoảng cỏch từ điểm đang xét đến điện tích đó. C. độ lớn điện tích đó. D. hằng số điện mụi của của môi trường. Câu 7: Cho 2 điện tích điểm nằm ở 2 điểm A và B và có cùng độ lớn, cựng dấu. Điểm có điện trường tổng hợp bằng 0 là A. trung điểm của AB. B. tất cả các điểm trên trên đường trung trực của AB. C. các điểm tạo với điểm A và điểm B thành một tam giác đều. D. cỏc điểm tạo với điểm A và điểm B thành một tam giỏc vuụng cõn. Câu 8: Nếu khoảng cỏch từ điện tớch nguồn tới điểm đang xét tăng 2 lần thỡ cường độ điện trường A. giảm 2 lần. B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. B. tăng 4 lần. Câu 9: Đặt một điện tích dương, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích sẽ chuyển động: A. dọc theo chiều của đường sức điện trường B. ngược chiều đường sức điện trường C. vuông góc với đường sức điện trường D. theo một quỹ đạo bất kỳ. Câu 10: Đặt một điện tích âm, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích sẽ chuyển động: A. dọc theo chiều của đường sức điện trường B. ngược chiều đường sức điện trường. C. vuông góc với đường sức điện trường. D. theo một quỹ đạo bất kỳ. Câu 11: Phát biểu nào sau đây về tính chất của các đường sức điện là không đúng A. Tại một điểm trong điện tường ta có thể vẽ được một đường sức đi qua. B. Các đường sức là các đường cong không kín. C. Các đường sức không bao giờ cắt nhau. D. Các đường sức điện luôn xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Câu 12: Một điện tớch thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 V/m. Lực tỏc dụng lên điện tích đó bằng 2.10-4N. Độ lớn của điện tích đó là A. 1,25.10-4C B. 8.10-2C C. 1,25.10-3C D. 8.10-4C Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Câu 13: Một điện tích q = 5.10-9C đặt tại một điệm M trong điện trường , chịu tác dụng của một lực F = 3.10-4N. cường độ điện trường tại M là A. 6.104 V/m B. 3.104 V/m C. 5/3.104 V/m D. 15.104 V/m Câu 14: Một quả cầu nhỏ mang điện tích q = 1nC đặt trong không khí. Cường độ điện trường tại điểm cách quả cầu 3cm là A. 105V/m B. 104 V/m C. 5.103V/m D. 3.104V/m Câu 15: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q = 5.10-9C, tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng 10 cm có độ lớn là A. E = 0,450V/m. B. E = 0,225V/m. C. E = 4500V/m D. E = 2250 V/m. -9 -9 Câu 16: Hai ®iÖn tÝch q1 = 5.10 C, q2 = - 5.10 C ®Æt t¹i hai ®iÓm c¸ch nhau 10cm trong ch©n kh«ng. §é lín c-êng ®é ®iÖn tr-êng t¹i ®iÓm n»m trªn ®-êng th¼ng ®i qua hai ®iÖn tÝch vµ c¸ch ®Òu hai ®iÖn tÝch lµ A. E = 18000V/m B. E = 36000V/m C. E = 1,800V/m D. E = 0V/m. Câu 17: Cường độ điện trường do điện tích q = 4.10-8C gây ra tại một điểm cách q 2cm trong không khí là A. 9.105 v/m B. 16.105 v/m C. 4.107 v/m D. 9.104 v/m C©u 18: Hai ®iÖn tÝch ®iÓm q1= -10-6C vµ q2=10-6C ®Æt t¹i hai ®iÓm A vµ B trong kh«ng khÝ c¸ch nhau 40cm, c-êng ®é ®iÖn tr-êng t¹i N c¸ch A 20cm vµ c¸ch B 60cm lµ A. 105V/m B. 0,5. 105V/m C. 2. 105V/m D. 2,5. 105V/m Câu 19: Một quả cầu nhỏ khối lượng 0,1g có điện tích q=10-6C được treo bằngmột sợi dây mảnh ở trong điện trường E=103 V/m có phương ngang cho g=10m/s2.khi quả cầu cân bằng, góc lệch của dây treo quả cầu so với phương thẳng đứng một góc là A. 45o B. 15o C. 30o D. 60o Câu 20: Hạt bụi tích điện khối lượng m  5mg nằm cân bằng trong một điện trường đều có phương thẳng đứng hướng lên có cường độ E=500 V/m, lấy g=10m/s2. Điện tích hạt bụi là A. 10-7 C B. 10-8C C. 10-9C D. 2.10-7C C©u 21: Mét qu¶ cÇu nhá khèi l-îng m=20g mang ®iÖn tÝch q= 10-7C ®-îc treo trong ®iÖn tr-êng cã ph-¬ng n»m ngang b»ng mét s¬Þ d©y m¶nh th× d©y treo hîp víi ph-¬ng th¼ng ®øng mét gãc  = 300. §é lín cña c-êng ®é ®iÖn tr-êng lµ A. 1,15.106 V/m B. 2,5.106 V/m C. 3.106 V/m D. 2,7.105 V/m Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa CHUYÊN ĐỀ 3 : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Công của lực điện trƣờng: * Đặc điểm: Công của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo (vì lực điện trường là lực thế). * Biểu thức: AMN = qEd Trong đó, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện. Chú ý: - d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức. - d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức. 2. Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích AMN = WM - WN 3. Điện thế. Hiệu điện thế a. Điện thế. - Ñieän theá taïi moät ñieåm M trong ñieän tröôøng laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho ñieän tröôøng veà phöông dieän taïo ra theá naêng khi ñaët taïi ñoù moät ñieän tích q. Công thức: VM = AM q b. Hiệu điện thế - Hiệu điện thế giữa 2 điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển 1 điện tích từ điểm M đến N. - Biểu thức : UMN = VM – VN = AMN q Chú ý: - Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế. - Neáu moät ñieän tích döông ban ñaàu ñöùng yeân, chæ chòu taùc duïng cuûa löïc ñieän thì noù seõ coù xu höôùng di chuyeån veà nôi coù ñieän theá thaáp (chuyeån ñoäng cuøng chieàu ñieän tröôøng). Ngöôïc laïi, löïc ñieän coù taùc duïng laøm cho ñieän tích aâm di chuyeån veà nôi coù ñieän theá cao (chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu ñieän tröôøng). - Trong điện trường, vecto cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp; 4. Liên hệ giữa cƣờng độ điện trƣờng và hiệu điện thế E = U hay U  Ed d B. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Cho 2 tấm kim loại đặt song song, cách nhau 2cm, được nhiễm điện trái dấu. Người ta cần dùng một công A = 2.10-9 J để di chuyển điện tích q = 5.10-10 C từ tấm kim loại này sang bên tấm kim loại kia. Coi điện trường giữa 2 tấm kim loại là đều.Hãy tính điện trường giữa 2 bản kim loại Hƣớng dẫn Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa Điện trường giữa 2 bản kim loại là AMn 2.109 Áp dụng: AMN  qEd  E    200V / m q.d 5.10 10.2.10 2 Bài 2: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J a. Tính cường độ điện trường E b. Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên c. Tính hiệu điện thế UMN; UNP d. Tính vận tốc của e khi nó tới P. Biết vận tốc của e tại M bằng không. Hƣớng dẫn ' ' a. Ta có: AMN =q.E. M N vì AMN > 0; q < 0; E > 0 nên M ' N ' < 0 tức là e đi ngược chiều đường sức. => M ' N ' = - 0,006 m Cường độ điện trường: AMN  q.E.d  AMN  q.E.M ' N '  E  AMN q.M ' N '  9, 6.10 18  1, 6.10  .  0, 006  19  10 4 (V / m) b. Ta có: N ' P ' = -0,004m => ANP= q.E. N ' P ' = (-1,6.10-19).104.(-0,004) = 6,4.10-18 J c. Hiệu điện thế: U MN  AMN 9,6.10 -18   60(V ) q -1,6.10 -19 U NP  ANP 6,4.10 -18   40(V ) q -1,6.10 -19 c. Vận tốc của e khi nó tới P là: Áp dụng định lý động năng: A MP  WP – WM  WP  A MN  A NP  16.1018 J Mặt khác ta có: 1 WP  mv 2  v  2 2WP  m 2.16.10 18  5, 9.10 6 ( m / s ) 31 9,1.10 Bài 3: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là UMN = 100V. a. Tính công điện trường làm dịch chuyển proton từ M đến N. b. Tính công điện trường làm dịch chuyển electron từ M đến N. c. Nêu ý nghĩa sự khác nhau trong kết quả tính được theo câu a và câu b. Hƣớng dẫn a. Công điện trường thực hiện proton dịch chuyển từ M đến N. A Áp dụng: U MN  MN  A1  q1 .UMN  1,6.10 19100  1,6.10 17 J q b. Công điện trường thực hiện electron dịch chuyển từ M đến N. A Áp dụng: U MN  MN  A2  q2 .UMN  1,6.10 19100  1,6.10 17 J q c. A1 > 0, có nghĩa là điện trường thực sự làm việc dịch chuyển proton từ M đến N. A2 < 0, điện trường chống lại sự dịch chuyển đó, muốn đưa electron từ M đến N thì ngoại lực phải thực hiện công đúng bằng 1,6.10-17 J. Bài 4: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C; Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa AC = 4cm, BC = 3cm và nằm trong một điện trường B đều.  E Vecto cường độ điện E trường song song AC, hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m.  C A a.Tính UAC, UCB,UAB. b.Tính công của điện trường khi e di chuyển từ A đến B và trên đường gãy ACB Hƣớng dẫn: a.Tính các hiệu điện thế U - E  MN  U AC  E .d  E. AC  5000.0,04  200V d   - UBC = 0 vì trên đoạn CB lực điện trường F  q.E vuông góc CB nên ACB = 0  UCB = 0. - UAB = UAC + UCB = 200V. b. Công của lực điện trường khi di chuyển e- từ A đến B. AAB  q.U  1,6.10 19.200  3,2.10 17 J Công của lực điện trường khi di chuyển e- theo đường ACB. A ACB  A AC  A CB  A AC  q.U AC =  1,6.10 19.200   3, 2.10 17 J Bài 5: Một electron bay với vận tốc v = 1,5.107m/s từ một điểm có điện thế V1 = 800V theo hướng của đường sức điện trường đều. Hãy xác định điện thế V2 của điểm mà tại đó electron dừng lại. Biết me = 9,1.10-31 kg, Hƣớng dẫn Áp dụng định lý động năng 0 – ½.m.v20 = e.(V1 – V2) Nên : V2 = V1 - mv 2 0 2e = 162V. Bài 6: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản là E = 3000V/m. Sát bản mang điện dương, ta đặt một hạt mang điện dương có khối lượng m = 4,5.10-6g và có điện tích q = 1,5.10-2 C. a.Tính công của lực điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm. b. Tính vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm. Hƣớng dẫn a. Công của lực điện trường là: A  qEd  1,5.10 23000.2.10 2  0,9 J b. Vận tốc của hạt mang điện - Áp dụng định lý động năng A MN  WM – WN  WM ( Chọn mốc thế năng ở bản ấm ) WM  1 2 mv  v  2 2. AMN  m 2.0,9  2.10 4 m / s 9 4,5.10 Bài 7: Có 2 bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 2 cm, hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là 200V. Biết rằng mốc điện thế ở bản âm a. Hãy tìm điện thế tại điểm M nằm cách bản âm 1,4cm Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa b. Điện thế tại điểm N cách bản dương 1,4 cm là bao nhiêu Hƣớng dẫn ＋＋＋＋＋＋＋ A a.- Cường độ điện trường trong khoảng 2 bản là d2 U 200 ＋M 4 E   10 V / m d d 2.10 2 N d1 ' - Điện thế tại điểm M nằm cách bản âm d1 = 1,4cm － － － － －d－ 2 － B Áp dụng: － U E  MB  U MB  E.d1  VM  VB  E.d1  VM  E.d1  10 4.1, 4.10 2  1, 4.10 2V d1 b. Điện thế tại điểm N cách bản dương 1,4 cm là Áp dụng: U E  NB'  U NB  E.d 2'  VN  VB  E .d 2' d2  VN  E.d 2'  E.( d  d 2 )  10 4.0,6.10 2  0,6.10 2V Chú ý: - Điện trường trong khoảng 2 bản là điện trường đều nên cường độ điện trường tại M và N đều bằng E -Mốc điện thế tại bản âm nên VB  0 C. BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Một điện trường đều có cường độ E = 2500 V/m. Hai điểm A , B cách nhau 10 cm dọc theo đường sức điện. Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích q khi nó di chuyển từ A đến B ngược chiều đường sức. Giải bài toán khi: a. q = - 10-6C. b. q = 10-6C Bài 2: Thế năng của electron khi nằm tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm là -32.10-19J. Hãy tính điện thế tại điểm M Bài 3: Khi một điện tích q   2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6J. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M và N Bài 4: Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điển thế UMN = 100V. Tính công mà lực điện sinh thực hiện khi dịch chuyển điện electron từ M đến N Bài 5: Có 2 bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 20 cm, hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là 2000V. Biết rằng mốc điện thế ở bản âm a. Hãy tìm điện thế tại điểm M nằm cách bản âm 12 cm b. Điện thế tại điểm N cách bản dương 15 cm là bao nhiêu D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Công của lực điện không phụ thuộc vào: A. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi B. hình dạng của đường đi C. cường độ của điện trường . D. độ lớn điện tích di chuyển. C©u 2: C«ng cña lùc ®iÖn tr-êng lµm di chuyÓn mét ®iÖn tÝch gi÷a hai ®iÓm cã hiÖu ®iÖn thÕ U= 2000V lµ A=1J. §é lín cña ®iÖn tÝch q ®ã lµ Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa A. 5. 10-5C B. 5. 10-4C C. 6. 10-7C D. 5. 10-3C Câu 3: Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của điện trường. B. phương chiều của cường độ điện trường. C. khả năng sinh công của điện trường. D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường. Câu 4: Hiệu điện thế giữa 2 tấm kim loại phẳng đặt song song với nhau tăng lên 2 lần,còn khoảng cách giũa 2 tấm giảm 2 lần thì cường độ điện trường trong 2 tấm là A. tăng 2lần B. giảm 2 lần C. tăng 4 lần D. giảm 4 lần Câu 5: Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế là E E d A. U = Ed B. U  C. U  D. E  q d U Câu 6: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 1μC dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là A. 1000 J. B. 1 J. C. 1 mJ. D. 1 μJ. Câu 7: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 2μC ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là A. 2000 J. B. – 2000 J. C. 2 mJ. D. – 2 mJ. -6 Câu 8: Một điện tích q= 6.10 C di chuyển giữa 2điểm A và B trong điện trường thì lực điện sinh công bằng 2,4.10-4J.Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là A. 30V B. 80V C. 60V D. 40V Câu 9 Hai tấm kim loại phẳng song song cách nhau d=12cm.hiệu điện thế giữa 2bản làU=900V. Cường độ điện trường giữa 2 tấm kim loại là A. 800V/m B. 7500V/m C. 6000V/m D. 750V/m Câu 10: Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ điện trường 150 V/m thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu cường độ điện trường là 200 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là A. 80 J. B. 40 J. C. 40 mJ. D. 80 mJ. Câu 11: Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 4 cm có một hiệu điện thế không đổi 200 V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là A. 5000 V/m. B. 50 V/m. C. 800 V/m. D. 80 V/m. Câu 12 : Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điện thế U MN  100V . Công mà lực điện sinh ra là A. 1,6.1019 J B. 1,6.1017 J C. 1,6.1019 J D. 1,6.1017 J Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh Các chuyên đề vật lý 11 Ngƣời soạn: Nguyễn Hữu Nghĩa CHUYÊN ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN. GHÉP TỤ ĐIỆN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Tụ điện -Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ. Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không hay điện môi. Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện. -Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau, song song với nhau. 2. Điện dung của tụ điện - Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ C Q U (Đơn vị là F, mF….) - Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:  .S C . Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản. 9.10 9.4 .d Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng. 3. Ghép tụ điện CÁC THÔNG SỐ Cách mắc : Điện tích Hiệu điện thế Điện dung GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục QB = Q1 = Q2 = … = Qn UB = U1 + U2 + … + Un Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 … QB = Q1 + Q2 + … + Qn UB = U1 = U2 = … = Un CB = C1 + C2 + … + Cn 1 1 1 1    ...  C B C1 C 2 Cn Ghi chú CB < C1, C2 … Cn CB > C1, C2, C3 4. Năng lƣợng của tụ điện - Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện. - Công thức: W Q.U C.U 2 Q 2   2 2 2C B. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một tụ điện có điện dung 500pF, được mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220V. Tính điện tích của tụ điện. Hƣớng dẫn Điện tích của tụ điện tích được khi mắc vào hai cực của nguồn điện Áp dụng: Q  C.U  500.10 12.220  1,1.10 7 C Bài 3: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20F -200V. a. Tính điện tích của tụtích được khi nối hai bản tụ với hiệu điện thế 120V. b. Tính điện tích tối đa mà tụ tích được. Hƣớng dẫn a. Điện tích của tụ tích được khi nối hai bản tụ với hiệu điện thế 120V Q  C.U  20.10 6.120  2, 4.10 3 C b. Điện tích tối đa mà tụ tích được. Trƣờng THPT Lục Ngạn 4 H·y ®i trªn chÝnh ®«i ch©n cña m×nh