Chuyên đề bài tập vật lý 11

Định luật Culông Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và ti lệ nghịch với bình phương khoảng cách g

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 MỤC LỤC

MỤC LỤC

CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 3

CHỦ ĐỀ 1 LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN 3

Dạng 1 Xác định các đại lượng liên quan đến lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên 4

Dạng 2 Tìm hợp lực tác dụng lên một điện tích 10

Dạng 3 Khảo sát sự cân bằng của một điện tích 11

CHỦ ĐỀ 2 ĐIỆN TRƯỜNG 15

Dạng 1 Xác định cường độ điện trường gây bởi điện tích điểm Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm 15

Dạng 2 Sự chồng chất điện trường Xác định cường độ điện trường tổng hợp 18

Dạng 3 Sự cân bằng của điện tích trong điện trường 38

CHỦ ĐỀ 3 ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ 42

Dạng 1 Công của các lực tác dụng khi điện tích di chuyển 43

Dạng 2 Điện thế Hiệu điện thế Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế 45

Dạng 3 Chuyển động của hạt trong điện trường 55

CHỦ ĐỀ 4 TỤ ĐIỆN 64

Dạng 1 Đại cương về tụ điện 65

Dạng 2 Ghép tụ điện chưa tích điện trước (giảm tải) 67

Dạng 3 Ghép các tụ điện đã tích điện (giảm tải) 67

Dạng 4 Giới hạn hoạt động của tụ điện 67

Dạng 5 Năng lượng của tụ điện (giảm tải) 70

Dạng 6 Điện tích đặt trong điện trường của tụ điện 70

CHỦ ĐỀ 5 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG 81

CHUYÊN ĐỀ II DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 90

CHỦ ĐỀ 1 MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 90

Dạng 1 Đại cương về dòng điện không đổi – nguồn điện 91

Dạng 2 Điện năng Định luật Jun-Len xơ Công suất điện 94

Dạng 3 Định luật Ôm đối với đoạn mạch và với toàn mạch 102

CHỦ ĐỀ 2 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 130

CHUYÊN ĐỀ III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 139

CHỦ ĐỀ 1 MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 139

Dạng 1 Dòng điện trong kim loại 139

Dạng 2 Dòng điện trong chất điện phân 144

Dạng 3 Dòng điện trong chất khí và trong chân không 154

Dạng 4 Dòng điện trong chất bán dẫn 157

CHỦ ĐỀ 2 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 161

CHUYÊN ĐỀ IV TỪ TRƯỜNG 167

CHỦ ĐỀ 1 TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN 167

Dạng Xác định cảm ứng từ tạo bởi dòng điện 168

CHỦ ĐỀ 2 LỰC TỪ 191

Dạng 1 Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường 191

Dạng 2 Tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua 195

Dạng 3 Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện đặt trong từ trưừng đều 197

Dạng 4 Xác định lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động 210

CHỦ ĐỀ 3 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ TỪ TRƯỜNG 217

CHUYÊN ĐỀ V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 224

CHỦ ĐỀ 1 TỪ THÔNG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 224

Dạng 1 Xác định chiều của dòng điện cảm ứng 224

Dạng 2 Tính suất điện động và cường độ dòng điện cảm ứng 226

Dạng 3 Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động 231

Dạng 4 Tự cảm – Suất điện động tự cảm – Năng lượng từ trường 234

CHỦ ĐỀ 2 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 248

CHUYÊN ĐỀ VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 256

CHỦ ĐỀ 1 MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 256

Dạng 1 Khúc xạ ánh sáng 258

Dạng 2 Phản xạ toàn phần 259

CHỦ ĐỀ 2 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 262

CHUYÊN ĐỀ VII MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC 271

Trang 2

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 MỤC LỤC

CHỦ ĐỀ 1 LĂNG KÍNH 271

Dạng 1 Tính các đại lượng liên quan đến lăng kính 271

Dạng 2 Điều kiện để có tia ló 273

CHỦ ĐỀ 2 THẤU KÍNH 279

Dạng 1 Vẽ hình đối với thấu kính 281

Dạng 2 Xác định các đại lượng trong công thức tính độ tụ phương pháp chung 282

Dạng 3 Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh 286

Dạng 4 Dời vật hoặc thấu kính theo phương của trục chính 293

Dạng 5 Hệ hai thấu kính ghép đồng trục (giảm tải) 303

CHỦ ĐỀ 3 MẮT 305

Dạng 1 Tiêu cự và độ tụ của thủy tinh thể 306

Dạng 2 Sửa tật của mắt 307

CHỦ ĐỀ 4 KÍNH LÚP 314

CHỦ ĐỀ 5 KÍNH HIỂN VI 315

CHỦ ĐỀ 6 KÍNH THIÊN VĂN 316

CHỦ ĐỀ 7 ÔN TẬP VÀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG 320

Trang 3

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG

CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG CHỦ ĐỀ 1 LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN

A KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1 Điện tích - Định luật Cu-lông

a Điện tích

• Điện tích là vật bị nhiễm điện, hay là vật mang điện, vật tích điện

• Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta đang xét

• Có hai loại điện tích: Điện tích dương (kí hiệu bằng dấu +) và điện tích âm (kí hiệu bằng dấu -)

b Định luật Culông

Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích đó và ti lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

1 2 2

Nm 9.10 C

F là lực tương tác giữa hai điện tích (N)

1, 2

q q lần lượt là điện tích của điện tích điểm thứ 1 và thứ 2 (C)

r là khoảng cách giữa hai điện tích (m)

+ Nếu các điện tích điểm được đặt trong môi trường điện môi (môi trường cách điện) đồng tính thì công thức của định luật

Cu-lông trong trường hợp này là:

• Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

- Có điểm: đặt trên mỗi điện tích

- Có phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích

- Có chiều: hướng ra xa nhau nếu hai điện tích cùng dấu; hướng lại gần nhau nếu hai điện

+ Nếu có một điện tích q đặt trong một hệ có n điện tích điểm thì lực tương tác giữa n

điện tích điểm và điện tích q là:

a Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện Điện tích nguyên tố

+ Các chất được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử Các phân tử do các nguyên tử tạo thành Mỗi nguyên tử gồm: một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các êlectron có khối lượng rất bé so với hạt nhân nguyên tử mang điện tích âm và luôn chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử

- Êlectron là hạt sơ cấp mang điện tích âm,    e 1, 6.1019 (C) và khối lượng me  9,1.1031 kg

- Proton có điện tích là 19 

1, 6.10

   và khối lượng mp  1, 67.1027 kg

- Notron không mang điện và có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng của proton

- Điện tích của êlectron và của proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được, nên ta gọi êlectron và proton là những điện tích nguyên tố (âm hoặc dương)

Ví dụ: Nguyên tử kali bị mất một êlectron sẽ trở thành ion K+

+ Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm được gọi là ion âm

Ví dụ: Nguyên tử clo nhận thêm một êlectron để trở thành ion Cl-

c Vật (chất) dẫn điện – điện môi

Vật (chất) dẫn điện là những vật (chất) có chứa nhiều các điện tích tự do Điện tích tự do là điện tích có

thể di chuyển tự do trong phạm vi thể tích của vật dẫn

Ví dụ: Kim loại chứa nhiều êlectron tự do Các dung dịch axit, bazơ, muối chứa nhiều các ion tự do

Điện môi là những vật không có hoặc chứa rất ít điện tích tự do

Ví dụ: không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, một số loại nhựa,

d Sự nhiễm điện do tiếp xúc

Trang 4

Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ bị nhiễm điện cùng dấu với vật đó

Giải thích: Gọi vật chưa nhiễm điện là vật A, vật đã nhiễm điện là vật B

Theo thuyết electron, nếu vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện dương thì các electron của vật A sẽ di chuyển sang vật B làm cho vật A mất electron và nhiêm điện dương (cùng dấu với vật B)

Nếu vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện âm thì các electron của vật B sẽ di chuyển sang vật A làm cho vật A nhận thêm electron

và nhiễm điện âm (cùng dấu với vật B)

e Sự nhiễm diện do hưởng ứng

Nếu ta đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần điểm M của một thanh kim loại MN trung

hòa về điện, thì đầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương Sự nhiễm điện của

thanh kim loại MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng (hay hiện tượng cảm ứng tĩnh điện)

Giải thích: Theo thuyết electron, khi quả cầu A để gần thanh MN, thì quả cầu A sẽ tác

dụng lực Cu-lông lên các electron trong kim loại, làm cho các electron di chuyển về phía

đầu M làm đầu M thừa electron, nên đầu M nhiễm điện âm Đầu N thiếu electron nên đầu

N nhiễm điện dương

3 Định luật bảo toàn điện tích

Hệ cô lập về điện: Là hệ gồm các vật không trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ

Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích của các vật trong hệ là không đổi

q    q q  hằng số

B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1 Xác định các đại lượng liên quan đến lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên

Ví dụ 1: Hai điện tích q1  q q , 2   3 q đặt cách nhau một khoảng r trong chân không Nếu điện tích q1 tác dụng lên điện tích q2

có độ lớn là F thì lực tác dụng của điện tích q2 lên q1có độ lớn là

Ví dụ 3: Trong một môi trường điện môi đồng tính, lực hút tĩnh điện giữa hai điện tích là 2.106 N Khi đưa chúng xa nhau thêm 2

cm thì lực hút tĩnh điện lúc này là 5.107N Khoảng cách ban đầu giữa chúng là?

A. 1 cm B. 2 cm C. 3 cm D. 4 cm

Lời giải:

Gọi khoảng cách ban đầu giữa hai điện tích là a (m)

Theo định luật Cu-lông, ta có:

Trang 5

Ví dụ 4: Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng F Khi đưa

chúng vào trong dầu hoả có hằng số điện môi   2 và giảm khoảng cách giữa chúng còn

a) Khi đó, số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu là

A Số electron thừa ở quả cầu A là N1  2.1012 electron, số electron thiếu ở quả cầu B là N2  1,5.1012 electron

B Số electron thiếu ở quả cầu A là N1 2.1012electron, số electron thừa ở quả cầu B là N2  1,5.1012 electron

C Số electron thừa ở quả cầu A là N1 1,5.1012electron, số electron thiếu ở quả cầu B là N2  2.1012 electron

D Số electron thiếu ở quả cầu A là N1 1,5.1012 electron, số electron thừa ở quả cầu B là N2  2.1012 electron

b) Lực tương tác điện giữa chúng là

Vì quả cầu A nhiễm điện âm nên quả cầu A thừa electron

Số electron thừa ở quả cầu A là:

Vì quả cầu B nhiễm điện dương nên quả cầu B thiếu electron

Số electron thiếu ở quả cầu B là:

c) Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau thì điện tích trên các quả cầu được phân bố lại Vì các quả cầu giống nhau nên sau khi tách

ra, điện tích của chúng bằng nhau q1  q2  q  Mặt khác theo định luật bảo toàn điện tích thì ta có q1  q2   q1 q2.Từ đó suy ra

Tư tưởng giải ý c:

- Đã có khoảng cách giữa hai quả cầu, vì người ta cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa lại vị trí cũ nên khoảng cách không thav đổi

- Tính điện tính hai quả cầu sau khi tiếp xúc nhau rồi tách nhau ra bằng định luật bảo toàn điện tính

- Dùng định luật Cu-lông xác định lực tương tác

Ví dụ 6: Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F  1,8 N. Biết

6

q  q    và q1  q2 . Xác định loại điện tích của q1 và q2 Tính q1 và q2

Trang 6

6 2

2.10 4.10

6 2

4.10 2.10

q q

Ví dụ 7: Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng

10 N Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N Tính độ lớn các điện tích và hằng số điện môi của dầu

Ví dụ 8: Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2 N Cho chúng

tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau với lực đẩy bằng lực hút Tính điện tích lúc đầu của mỗi quả cầu

Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu nhau

Vì điện tích trái dấu và theo định luật Cu-lông ta có

Trang 7

6 2

0,96.10 5,58.10

x x

- Từ dữ kiện "cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2 N" ta được 1 dữ kiện liên quan đến q q1, 2.

- Từ dữ kiện "Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ" ta được dữ kiện thứ 2 theo định luật bảo toàn điện tích

BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG

Điện tích Định luật Cu-lông

Câu 1: Có hai điện tích điểm q1và q2 đặt gần nhau, chúng đẩy nhau Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. q1  0 và q2  0. B. q1 0 và q2  0. C. q q1. 2  0 D. q q1. 2  0

Câu 2: Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện Biết rằng vật A hút vật B nhưng lại đẩy C Vật C hút vật D Khẳng định

nào sau đây là không đúng?

A Điện tích của vật A và D trái dấu B Điện tích của vật A và D cùng dấu

C Điện tích của vật B và D cùng dấu D. Điện tích của vật A và C cùng dấu

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện

B Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện

C Khi nhiễm điện do hưởng ứng, electron chỉ dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật bị nhiễm điện

D. Sau khi nhiễm điện do hưởng ứng, sự phân bố điện tích trên vật bị nhiễm điện vẫn không thay đổi

Câu 4: 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 5: Tổng điện tích dương và tổng điện tích âm trong một 1cm3 khí Hiđrô ở điều kiện tiêu chuẩn là:

Trang 8

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Câu 7: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r  2 cm   Lực đẩy giữa chúng là

A. lực hút với độ lớn F  45 N   B. lực đẩy với độ lớn F  45 N  

C. lực hút với độ lớn F  90 N   D. lực đẩy với độ lớn F  90 N  

Câu 10: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước    81 cách nhau 3 (cm) Lực đẩy giữa chúng bằng 5 

0, 2.1 0 N Hai điện tích đó

Câu 11: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 7  7 

10 C và 4.10 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  

Thuyết Electron Định luật bảo toàn điện tích

Câu 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Hạt êlectron là hạt có mang điện tích âm, có độ lớn 19 

1, 6.10 C

B. Hạt êlectron là hạt có khối lưọng 31 

9,1.10 kg

m  

C Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion

D. êlectron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác

A Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron

B Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron

C Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương

D. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm êlectron

A Vật dẫn điện là vật có chứa nhiều điện tích tự do B Vật cách điện là vật có chứa rất ít điện tích tự do

C Vật dẫn điện là vật có chứa rất ít điện tích tự do D. Chất điện môi là chất có chứa rất ít điện tích tự do

A Trong quá trình nhiễm điện do cọ xát, êlectron đã chuyển từ vật này sang vật kia

B Trong quá trình nhiễm điện do hưởng ứng, vật bị nhiễm điện vẫn trung hoà điện

C. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì êlectron chuyển từ vật chưa nhiễm điện sang vật

nhiễm điện dương

D. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện, thì điện tích dương chuyển từ vật vật nhiễm điện dương sang chưa nhiễm điện

Câu 16: Khi đưa một quả cầu kim loại không nhiễm điện lại gần một quả cầu khác nhiễm điện thì

A. hai quả cầu đẩy nhau B hai quả cầu hút nhau

C không hút mà cũng không đẩy nhau D. hai quả cầu trao đổi điện tích cho nhau

A Trong vật dẫn điện có rất nhiều điện tích tự do

B Trong điện môi có rất ít điện tích tự do

C Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do hưởng ứng vẫn là một vật trung hoà điện

D. Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hoà điện

Trang 9

Biết rằng vật A hút vật B nhưng lại đẩy C suy ra A và C cùng dấu, A và B trái dấu Vật C hút vật D suy ra C và D cùng dấu Như vậy

A, C và D cùng dấu đồng thời trái dấu với D

Hai điện tích trái dấu nên chúng hút nhau

Theo định luật Cu-lông, ta có 1 2

Hai điện tích điểm đẩy nhau do đó chúng cùng dấu

Theo định luật Cu-lông, ta có

Trang 10

Theo đinh luật Cu-lông, ta có 1 2

Câu 17: Đáp án D

Theo thuyết êlectron thì: Trong vật dẫn điện có rất nhiều điện tích tự do Trong điện môi có rất ít điện tích tự do Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do hưởng ứng vẫn là một vật trung hoà điện Còn nhiễm điện do tiếp xúc thì êlectron chuyển từ vật này sang vật kia dẫn đến vật này thừa hoặc thiếu êlectron Nên phát biểu "Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hoà điện” là sai

Dạng 2 Tìm hợp lực tác dụng lên một điện tích

1 Phương pháp chung

Nếu một vật có điện tích q chịu tác dụng của các lực    F F F1, 2, 3,

thì hợp lực tác dụng lên điện tích q được xác định bởi

ta có thể xác định theo một trong hai cách sau:

Cách 1: Sử dụng cộng véctơ theo quy tắc hình bình hành, tính toán dựa trên hình

ngược chiều thì: F  F1 F2 .Nếu F F  1, 2

Trang 11

r  ta suy ra F23 14, 4 N ,   có hướng từ q3 tới q2

- Lực tổng hợp F   F  13 F23 với F13 F23 ta suy ra F  2 F13cos  với 3

Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3các lực F 1 và F 2

có phương chiều như hình

vẽ, có độ lớn:

1 3 9

Trang 12

- Khi một điện tích cân bằng đứng yên, hợp các lực tác dụng lên nó bằng 0

F  F  F  F  F 

    

- Khảo sát phương trình trên ta thường dùng theo cách sau:

Cách 1: Tổng hợp các véctơ theo quy tắc cộng véctơ, tính toán dựa trên hình vẽ tổng hợp lực

Điện tích q3phải đặt ở vị trí nào để q3nằm cân bằng?

A. Điện tích q3 đặt tại P với P là trung điểm của MN

B Điện tích q3 đặt tại P nằm trên đường thẳng MN, ngoài khoảng MN và thỏa mãn PN = 8cm, PM = 16 cm

C Điện tích q3 đặt tại P nằm trên đường thẳng MN, ngoài khoảng MN và thỏa mãn PM = 8cm, PN = 16 cm

D. Điện tích q3 đặt tại P nằm trên đường thẳng MN, trong khoảng MN và thỏa mãn PM = 6cm, PN = 2 cm

Lời giải:

Điện tích q3 chịu tác dụng của hai lực:

+ Lực do điện tích q1 tác dụng lên q3 là F 13.

+ Lực do điện tích q2tác dụng lên q3 là F 23.

Điều kiện để q3 nằm cân bằng là F 3 F 13 F 23 0 hay tương đương F 13  F 23.

q   q    đặt tại hai điểm M và N trong không khí, khoảng cách MN = 8

cm Một điện tích q3 đặt tại P nằm trên đường thẳng MN, ngoài khoảng MN và thỏa mãn PM  8 cm, PN  16 cm. Điện tích 3

q phải có dấu và độ lớn như thế nào để hai điện tích q q1, 2 cân bằng?

Theo kết quả ví dụ trên, điện tích q3 đang cân bằng

Điện tích q1 cân bằng khi  F1  F21 F 31 0 hay tương đương F 21  F 31.

Từ đó suy ra F 21, F 31

là các lực trực đối (cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn)

Vì q1 trái dấu với q2 nên F 21

lúc này đóng vai trò là lực hút giữa điện tích q1 và điện tích q3

Vì q1 là điện tích dương nên suy ra q3 phải là điện tích âm

Trang 13

Mà theo định luật III Newton, ta có: F 13  F 31; F 23  F 32; F 21   F12.

Thế vào biểu thức trên, ta có  F12 F 32  0 F 2  0.

Vậy điện tích q2 cũng cân bằng khi 8 

và khi đó: F 12   F21

Ví dụ 3: Có hai điện tích điểm q và 4q đặt cách nhau một khoảng r trong không khí Cần phải đặt điện tích thứ ba Q ở đâu và có dấu

như thế nào để để hệ ba điện tích nằm cân bằng? Xét hai trường hợp:

a) Hai điện tích q và 4q được giữ cố định

A. Q phải đặt trên trung điểm của đoạn thẳng nối điểm đặt q và 4q

B Q phải đặt trên đoạn thẳng nối điểm đặt q và 4q, cách q khoảng cách 2

, 3

r cách 4q khoảng cách

3

r

và Q có độ lớn và dấu tùy ý b) Hai điện tích q và 4q để tự do

A. Q phải đặt trên trung điểm của đoạn thẳng nối điểm đặt q và 4q và Q có độ lớn và dấu tùy ý

B. Q phải đặt trên đoạn thẳng nối điểm đặt q và 4q, cách q khoảng cách 2

3

r, cách 4q khoảng cách

3

r

và Q có độ lớn và dấu tùy ý

Lời giải:

a) Trường hợp các điện tích q và 4q được giữ cố định:

Vì q và 4q cùng dấu nên để cặp lực do q và 4q tác dụng lên Q là cặp lực trực đối thì Q phải nằm trên đoạn thẳng nối điểm đặt q và 4q Gọi x là khoảng cách từ q đến Q ta có:

2

4

3

b) Trường hợp các điện tích q và 4q để tự do:

Ngoài điều kiện về khoảng cách như ở câu a thì cần có thêm các điều kiện sau: cặp lực do Q và 4q tác dụng lên q phải là cặp lực trực đối, đồng thời cặp lực do q và Q tác dụng lên 4q cũng là cặp lực trực đối Để thỏa mãn các điều kiện đó thì Q phải trái dấu với q và:

9 3

Trang 14

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Chú ý

Ví dụ 3 chính là vận dụng của ví dụ 1 và ví dụ 2 đã được trình bày ở trên

Ví dụ 4: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn,

dài 10 cm Hai quả cầu tiếp xúc với nhau Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60° Tính điện tích đã truyền cho quả cầu Lấy g  10 m/s 2

có phương nằm ngang, có chiều đẩy nhau như hình vẽ

+ Lực căng của sợi dây T 

có chiều hướng vào điểm treo O

Vì các quả cầu đang nằm cân bằng nên ta có: P          F T 0 T   P    F 

Từ biểu thức trên suy ra hợp của trọng lực và lực tĩnh điện trực đối với lực căng dây, nên giá của T 

và  P    F  trùng nhau, chiều ngược nhau (hình vẽ)

Khi đó từ hình vẽ ta có:

2

2 2

2

2 tan

mgl q

- Sau khi tiếp xúc nhau, hai quả cầu mang sẽ mang điện cùng dấu và đẩy nhau

- Phân tích các lực tác dụng lên hai quả cầu

- Xét điều kiện cân bằng của các quả cầu

- Dựa vào hình vẽ tạo ra mối liên hệ giữa các đại lượng và suy ra kết quả bài toán

Ví dụ 4: Hai quả cầu nhỏ có cùng khối lượng m, cùng điện tích q, được treo trong không khí vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây

mảnh (khối lượng không đáng kể) cách điện, không co dãn, cùng chiều dài l Do lực đẩy tĩnh điện chúng cách nhau một khoảng

r r  l Cho gia tốc trọng trường là g

a) Tính độ lớn điện tích của mỗi quả cầu theo m,g,r,l

mgr q

lk

b) Áp dụng m  1, 2g; l  1m; r  6cm Lấy g  10 / m s2

Từ   1 và   2 suy ra:

3

2

mgr q

lk



Đáp án B

Trang 15

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Ghi nhớ:

Vói góc α rất nhỏ ta có công thức xấp xỉ tan   sin   

b) Thay số, chú ý đổi đơn vị m  1, 2.10 kg;3 l  1 m; r  6.10 m,2 ta có:

B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1 Xác định cường độ điện trường gây bởi điện tích điểm Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm

b Cường độ điện trường gây ra bởi một điện tích điểm

Điểm đặt: Điểm đang xét

Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích điểm và điểm đang xét

Chiều: Hướng ra xa điện tích q nếu q  0

Hướng về phía điện tích q nếu q  0

q là độ lớn của điện tích điểm (C)

 là hằng số điện môi của môi trường

r là khoảng cách từ điện tích điểm đến điểm ta xét (m)

Ghi nhớ:

- Nếu q  0 thì F   E  (cùng phương, cùng chiều)

- Nếu q  0 thì F   E  (cùng phương, ngược chiều)

Đổi đơn vị: r  0, 03 (m) Trong không khí có   1

Cường độ điện trường do điện tích gây ra tại M là:

Trang 16

Hằng số điện môi của không khí xấp xỉ 1:

Ví dụ 2: Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E  3.104 V/m tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm Tính độ lớn điện tích Q?

3.10 0,3 1

3.10 9.10

A. Điện trường tĩnh là do các hạt mang điện đứng yên sinh ra

B. Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó

C. Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích đặt tại điểm đó trong điện trường

D. Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đó trong điện trường

Câu 2: 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 3: 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 4: Phát biểu nào sau đây về tính chất của các đường sức điện là không đúng?

A. Tại một điểm trong điện trường 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

A. Điện phổ cho ta biết sự phân bố các đường sức trong điện trường

B. Tất cả các đường sức đều xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm

C. Cũng có khi đường sức điện không xuất phát từ điện tích dương mà xuất phát từ vô cùng

D. Các đường sức của điện trường đều là các đường thẳng song song và cách đều nhau

Câu 6: Công thức xác định cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q  0, tại một điểm trong chân không, cách điện tích Q một khoảng r là:

cùng phương chiều với F 

tác dụng lên điện tích thử đặt trong điện trường đó

B. E 

cùng phương ngược chiều với F 

tác dụng lên điện tích thử đặt trong điện trường đó

C. E 

tác dụng lên điện tích thử dương đặt trong điện trường đó

D. E 

tác dụng lên điện tích thử âm đặt trong điện trường đó

Câu 10: Trong các quy tắc vẽ các đường sức điện sau đây, quy tắc nào là sai:

A. Tại một điểm bất kì trong điện trường có thể vẽ được một đường sức đi qua nó

B. Các đường sức xuất phát từ các điện tích âm, tận cùng tại các điện tích dương

C. Các đường sức không cắt nhau

D. Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức được vẽ dày hơn

Câu 11: Một điện tích q được đặt trong điện môi đồng tính, vô hạn Tại điểm M cách q 40cm, điện trường có cường độ 9.105 V/m

và hướng về điện tích q, biết hằng số điện môi của môi trường là 2,5 Xác định dấu và độ lớn của q:

Trang 17

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Câu 12: Một điện tích thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 V/m Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.104 Độ lớn của điện tích đó là:

A.1, 25.104C B. 8.102 C C.1, 25.103 C D 8.104 C

Câu 13: Điện tích điểm q   3 μC đặt tại điểm có cường độ điện trường E  12000 V/m, có phương thẳng đứng chiều từ trên

xuống dưới Xác định phương chiều và độ lớn của lực tác dụng lên điện tích q:

có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, F  0, 036 N

Câu 14: Một điện tích q  5 nC đặt tại điểm A Xác định cường độ điện trường của q tại điểm B cách A một khoảng 10cm:

A. 5000 V/m B. 4500 V/m C. 9000 V/m D. 2500 V/m

Câu 15: Một điện tích q  107C đặt trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng lực F  3mN Tính cường độ điện

trường tại điểm đặt điện tích q Biết rằng hai điện tích cách nhau một khoảng r  30cm trong chân không:

A. 2.104 V/m B. 3.104 V/m C. 4.104 V/m D. 5.104 V/m

Câu 16: Một điện tích q  107C đặt trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng lực F  3mN Tính độ lớn của

điện tích Q Biết rằng hai điện tích cách nhau một khoảng r  30cm trong chân không:

Câu 19: Cho hai quả cầu kim loại bán kính bằng nhau, tích điện cùng dấu tiếp xúc với nhau Các điện tích phân bố như thế nào trên

hai quả cầu đó nếu một trong hai quả cầu là rỗng;

A. quả cầu đặc phân bố đều trong cả thể tích, quả cầu rỗng chỉ ở mặt ngoài

B. quả cầu đặc và quả cầu rỗng phân bố đều trong cả thể tích

C. quả cầu đặc và quả cầu rỗng chỉ phân bố ở mặt ngoài

D. quả cầu đặc phân bố ở mặt ngoài, quả cầu rỗng phân bố đều trong thể tích

Câu 20: Một giọt thủy ngân hình cầu bán kính 1mm tích điện q  3, 2.1013 C đặt trong không khí Tính cường độ điện trường trên

bề mặt giọt thủy ngân:

- Phát biểu “Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích đặt

tại điểm đó trong điện trường” là sai vì nếu ở đây là điện tích âm thì chiều của véctơ lực điện ngược với chiều của véctơ cường độ

- Tại một điểm trong điện tường ta có thể vẽ được một đường sức đi qua

- Các đường sức là các đường cong không kín

- Các đường sức không bao giờ cắt nhau

- Các đường sức điện xuất phát từ điện tích dương hoặc ở vô cực và kết thúc ở điện tích âm hoặc ở vô cực

- Do đó, phát biểu “Các đường sức điện luôn xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm” là sai

Trang 18

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Câu 5: Đáp án B.

là điện trường do điện tích q q q1, 2, 3, gây ra tại điểm M

Cường độ điện trường tổng hợp tại M do q q q1, 2, 3, gây ra là:

E  E  E  E 

   

Thông thường ta sẽ gặp hai hoặc ba điện tích gây ra điện trường tại điểm M

Trang 19

Để xác định cường độ điện trường tổng hợp E 

ta có thể xác định theo một trong hai cách sau:

Cách 1: Sử dụng cộng véctơ theo quy tắc hình bình hành, tính toán dựa trên hình

Trang 20

Nên từ đó ta được E 1 E 2 EM  E1 E2 Hay

Trang 21

Đáp án D

Bài tập tương tự: Hai điện tích điểm q1  2.10 μC2 , q1  2.10 μC2 , đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a  30 cm

trong không khí Tính cường độ điện trường tại M cách đều A và B một khoảng là a

Gọi góc hợp bởi  E E  1, 2  , trung điểm AB là H

Cường độ điện trường tổng hợp tại C là  EC    E1 E2

Vì q1  q2 , CA  CB  CH2 AH2 nên dựa vào hình vẽ, ta có

Trang 22

Ví dụ 3: Tại ba đỉnh của một tam giác vuông tại A cạnh a  50cm, b  40cm, c  30cm ta đặt lần lượt các điện tích

Cường độ điện trường tổng hợp tại H là  EH  E   1 E2 E3 với phương, chiều được biểu diễn trên hình vẽ

Dựa vào hệ thức lượng trong tam giác vuông, ta có 2 402  

32 cm 50

b CH a

Điểm C cách A một khoảng 4 cm cách B một khoảng 3 cm thì tam giác ABC là tam giác vuông tại C

Cường độ điện trường tại C là E C  E  1 E2

Trang 23

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Đáp án: 3

Ví dụ 6: Trong chân không có hai điện tích điểm q1  2.10 C, 8 q2   32.10 C8 đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng

30 cm Xác định vị trí điểm M tại đó cường độ điện trường bằng không

A. M là trung điểm của AB

B. M nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn MA  10 cm, MB  40 cm

C. M nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn MA  40 cm, MB  10 cm

D. M nằm trên đường thẳng AB và nằm trong đoạn AB, thỏa mãn MA  10 cm, MB  20 cm

Trang 24

Đáp án B

Ví dụ 8: Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt ở A và B trong không khí, AB  100 cm Tìm điểm C mà tại đó cường độ điện trường bằng không với:

a) q1 36.10 C,6 q2  4.10 C6

A. C là trung điểm của AB

B. C nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn CA  75 cm, CB  25 cm

C. C nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn CA  25 cm, CB  75 cm

D. C nằm trên đường thẳng AB và nằm trong đoạn AB, thỏa mãn CA  75 cm, CB  25 cm

b) q1  36.10 C,6 q2  4.10 C6

A. C là trung điểm của AB

B. C nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn CA  150 cm, CB  50 cm

C. C nằm trên đường thẳng AB và nằm ngoài đoạn AB, thỏa mãn CA  50 cm, CB  150 cm

D. C nằm trên đường thẳng AB và nằm trong đoạn AB, thỏa mãn CA  75 cm, CB  25 cm

Ví dụ 9: Cho hai điện tích điểm q1, q2 đặt tại A và B, AB  2cm Biết q1 q2  7.10 C8 và điểm C cách q1 là 6 cm, cách q2

là 8 cm có cường độ điện trường bằng E  0 Tìm q1 và q2?

A. q1   9.10 C,8 q2  16.10 C.8 B. q1 9.10 C,8 q2   16.10 C.8

C. q1   16.10 C,8 q2  23.10 C.8 D. q1  23.10 C,8 q2  16.10 C.8

Lời giải:

Vì điểm C cách A 6 cm, cách B 8 cm nên C nằm ngoài đoạn AB

Vậy nên để tại c có cường độ điện trường E  0 thì 2 điện tích q1, q2 phải trái dấu nhau   1

Trang 25

Ta có:

2

1 2

2

q CA

Cách 1: Làm theo phương pháp sử dụng tổng hợp các lực tĩnh điện do các điện tích tác dụng lên điện tích q3

Cách 2: Tính cường độ điện trường tổng hợp gây ra tại điểm C và sử dụng biểu thức F  q E

Các điện tích q1 và q2 gây ra tại c các véc tơ cường độ điện trường  E1

Trang 26

Ví dụ 12: Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1   q2 6.10 C6 Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC  BC  12cm Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích

Ví dụ 13: Tại 2 điểm A, B cách nhau 20 cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 4.10 C6 , q2   6, 4.10 C6 Xác định cường

độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC  12 cm; BC  16 cm Xác định lực điện trường tác dụng lên

Trang 27

Ví dụ 15: Tại hai điểm A, B cách nhau 15 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1  12.10 C6 , q2  2,5.10 C6

a) Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C Biết AC  20 cm; BC  5 cm

B. M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 6 30 cm và cách B 6 30 15 cm 

C. M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 15 cm và cách B 30 cm

D. M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 5 cm và cách B 10 cm

Trang 28

AM AB q

Vậy M nằm cách A 6 30 cm và cách B 6 30 15 cm  ; ngoài ra còn có các điểm ở cách rất xa điểm đặt các điện tích q1 và q2

cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đó cường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xỉ bằng 0

Đáp án B

Ví dụ 16: Tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong không khí có đặt hai điện q1   9.10 C6 , q2   4.10 C6

a) Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C Biết AC  30 cm; BC  10 cm

B M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 8 cm và cách B 12 cm

C. M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 12 cm và cách B 8 cm

D. M thuộc đường thẳng AB, nằm cách A 22 cm và cách B 2 cm



Trang 29

Ví dụ 17: Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và C, điện tích

âm đặt tại B và D Xác định cường độ tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông

kq E

Ví dụ 18: Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và D, điện tích

âm đặt tại B và C Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông

Trang 30

Đáp án C

Ví dụ 19: Tại 3 đỉnh của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn q Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3

điện tích gây ra tại đỉnh thứ tư của hình vuông

Ví dụ 20: Tại 3 đỉnh A, B, C của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn q Trong đó điện tích tại A và C dương,

còn điện tích tại B âm Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh D của hình vuông

Trang 31

Đáp án A

Ví dụ 21: Hai điện tích q1 q2   q 0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB  2 a Xác định cường

độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB và cách trung điểm H của đoạn AB một đoạn x

Ví dụ 22: Hai điện tích q1    q2 q 0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB  2 a Xác định

cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB và cách trung điểm H của đoạn AB một khoảng x

Trang 32

Câu 1: Hai điện tích điểm q1 5 nC q , 2   5 nC cách nhau 10cm Xác định véctơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích đó và cách đều hai điện tích:

A. 18000 V/m B. 45000 V/m C. 36000 V/m D. 12500 V/m

Câu 2: Hai điện tích điểm q1 5 nC q , 2   5 nCcách nhau 10cm Xác định véctơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích đó và cách q1 5cm; cách q2 15cm:

A. 4500 V/m B. 36000 V/m C. 18000 V/m D. 16000 V/m

Câu 3: Tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh 10cm có ba điện tích bằng nhau và bằng 10nC Hãy xác định cường độ điện trường tại

trung điểm của cạnh BC của tam giác:

A. 2100 v/m B. 6800 V/m C. 9700 V/m D. 12 000 V/m

Câu 4: Tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh 10cm có ba điện tích bằng nhau và bằng 10 nC Hãy xác định cường độ điện trường tại tâm

của tam giác:

Câu 6: Ba điện tích điểm cùng độ lớn, cùng dấu q đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a Xác định cường độ điện trường tại

điểm đặt của mỗi điện tích do hai điện tích kia gây ra:

Câu 7: Hai điện tích điểm cùng độ lớn q, trái dấu, đặt tại 2 đỉnh của một tam giác đều cạnh a Xác định cường độ điện trường tại đỉnh

còn lại của tam giác do hai điện tích kia gây ra:

Câu 8: Bốn điện tích điểm cùng độ lớn cùng dấu q đặt tại bốn đỉnh của hình vuông cạnh a Xác định cường độ điện trường gây ra bởi

bốn điện tích đó tại tâm của hình vuông:



Câu 9: Bốn điện tích điểm cùng độ lớn q, hai điện tích dương và hai điện tích âm, đặt tại bốn đỉnh của hình vuông cạnh a, các điện

tích cùng dấu kề nhau Xác định cường độ điện trường gây ra bởi bốn điện tích đó tại tâm của hình vuông:

Trang 33

 , hướng song song với AB

Câu 11: Hai điện tích +q và –q đặt lần lượt tại A và B, AB  a Xác định véctơ cường độ điện trường tại điểm M trên đường trung trực của đoạn thẳng AB cách trung điểm O của AB một đoạn OM  a 3 / 6:

 , hướng song song với AB

Câu 12: Hai điện tích đặt trong không khí tại M và N Tại I nằm trên đường trung trực của MN cách MN một đoạn IH có véctơ cường

Câu 17: Ba điện tích q q q1, 2, 3 đặt trong không khí lần lượt tại các đỉnh A, B, C của hình vuông ABCD Biết véctơ cường độ điện trường tổng hợp tại D có giá là cạnh CD Quan hệ giữa 3 điện tích trên là:

Trang 34

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Câu 20: Hai điện tích điểm q1 0, 5 nC   và q2   0, 5 nC   đặt tại hai điểm A, B cách nhau 6 (cm) trong không khí Cường

độ điện trường tại trung điểm của AB có độ lớn là:

A. E  0 V/m   B E  5000 V/m   C. E  10000 V/m   D. E  20000 V/m  

Câu 21: Ba điện tích q giống hệt nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều có cạnh a Độ lớn cường độ điện trường tại

tâm của tam giác đó là:

Câu 26: Điện tích điểm q đặt tại O trong không khí, Ox là một đường sức điện Lấy hai điểm A, B trên Ox, đặt M là trung điểm của

AB Giữa E E EA, B, M có mối liên hệ:

Câu 27: Cường độ điện trường của một điện tích điểm tại A bằng 36 V/m, tại B bằng 9 V/m Hỏi cường độ điện trường tại trung điểm

C của AB bằng bao nhiêu, biết hai điểm A, B nằm trên cùng một đường sức:

A. 30 V/m B. 25 V/m C. 16 V/m D. 12 V/m

Câu 28: Một vỏ cầu mỏng bằng kim loại bán kính R được tích điện +Q Đặt bên trong vỏ cầu này một quả cầu kim loại nhỏ hơn bán

kính r, đồng tâm O với vỏ cầu và mang điện tích +q Xác định cường độ điện trường trong quả cầu và tại điểm M với r  OM  R:

Trang 35

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CHUYÊN ĐỀ I ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

, khi tổng hợp vectơ ta được E E  B, AC

là 2 vectơ có cùng phương nhưng ngược chiều

0,1 0, 05 9

+ Gọi tâm của hình vuông là O, cường độ điện trường tại O là: E O E    A EB EC ED

+ Vì các điện tích cùng dấu kề nhau và có 2 điện tích âm 2 điện tích dương và AC vuông góc với BD

E  E  E  E  E , vì 4 điện tích có cùng độ lớn q, OA  OB  OC  OD

Trang 36

+ M cách đều A, B một khoảng bằng A nên MAB là tam giác đều

+ E M    EA EB và q1 và q2 trái dấu nhau nên EAB  EA  EB  EM

Trang 37

+ Vì q1 và q2 trái dấu nhau nên 2 21

- Cường độ điện trường tổng hợp tại tâm của tam giác đều là E      E1 E2 E3  0 

- Cường độ điện trường do điện tích 9 

- Cường độ điện trường tổng hợp tại điểm M là E   E  1 E2 do E1

r   Điểm M nằm ngoài khoảng q q1 2

- Cường độ điện trường tổng hợp tại điểm M là E   E  1 E2 do E1

Trang 38

      

Câu 28: Đáp án C.

+ Cường độ điện trường trong quả cầu là EO  0

+  r  OM  R  nên cường độ điển trường tại điểm M là M k q2

E OM

Câu 29: Đáp án C.

+ Tại những điểm nằm bên trong 2 cả mặt cầu hay là có d  R1 thì sẽ có cường độ điện trường E1 0

+ Tại những điểm có R1  d 4 cm  R2 thì ta có cường độ điện trường tại những điểm đó là

5 1

- Khảo sát phương trình trên ta thường dùng theo cách sau:

Cách 1: Tổng hợp các véctơ theo quy tắc cộng véctơ, tính toán dựa trên hình vẽ tổng hợp lực

do điện trường đều gây ra, có phương nằm ngang

+ Lực căng của sợi dây T 

có chiều hướng vào điểm treo O

Vì điện tích đang cân bằng nên ta có: P          F T 0 T   P    F 

Trang 39

Từ biểu thức trên suy ra hợp của trọng lực và lực điện trực đối với lực căng dây, nên giá của T 

và  P    F  trùng nhau, chiều ngược nhau (hình vẽ)

Câu 1: Hai điện tích điểm q1 và q2 đặt tại hai điểm cố định A và B Tại điểm M trên đường thẳng nối AB và ở gần A hơn B người ta thấy điện trường tại đó có cường độ bằng không Kết luận gì về q1, q2

A. q1 và q2 cùng dấu, q1  q2 B. q1 và q2 trái dấu, q1  q2

C. q1 và q2 cùng dấu, q1  q2 D. q1 và q2 trái dấu, q1  q2

Câu 2: Hai điện tích điểm q1  9 μC, q2  4 μC đặt lần lượt tại A, B cách nhau 20cm Tìm vị trí điểm M tại đó điện trường bằng không:

A. M nằm trên đoạn thẳng AB, giữa AB, cách B 8cm

B. M nằm trên đường thẳng AB, ngoài gần B cách B 40cm

C. M nằm trên đường thẳng AB, ngoài gần A cách A 40cm

D. M là trung điểm của AB

Câu 3: Hai điện tích điểm q1  4 μC, q2  1 μC đặt lần lượt tại A và B cách nhau 8cm Xác định vị trí điểm M tại đó cường độ điện trường bằng không:

A. M nằm trên AB, cách A 10cm, cách B 18cm

B. M nằm trên AB, cách A 8cm, cách B 16cm

C. M nằm trên AB, cách A 18cm, cách B 10cm

D. M nằm trên AB, cách A 16cm, cách B 8cm

Câu 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang nhiễm điện trái dấu đặt trong dầu, điện trường giữa hai bản là điện trường đều hướng từ

trên xuống dưới và có cường độ 20 000 V/m Một quả cầu bằng sắt bán kính lcm mang điện tích q nằm lơ lửng ở giữa khoảng không gian giữa hai tấm kim loại Biết khối lượng riêng của sắt là 7800kg/m3, của dầu là 800kg/m3, lấy g  10m/s2 Tìm dấu và độ lớn của q:

Câu 5: Một quả cầu khối lượng 1g treo ở đầu một sợi dây mảnh cách điện Hệ thống nằm trong điện trường đều có phương nằm

ngang, cường độ E  2kV/m Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60° Tìm điện tích của quả cầu, lấy

2

10m/s

g 

Câu 6: Một quả cầu kim loại nhỏ có khối lượng 1g được tích điện q  10 C5 treo vào đầu một sợi dây mảnh và đặt trong điện

trường đều E Khi quả cầu đứng cân bằng thì dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60°, lấy 2

10m/s

g  Tìm E:

A. 1732V/m B. 1520V/m C. 1341 V/m D. 1124V/m

Câu 7: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích q1  2nC, q2   2nC, được treo ở đầu hai sợi dây cách điện dài

bằng nhau trong không khí tại hai điểm treo M, N cách nhau 2cm ở cùng một độ cao Khi hệ cân bằng hai dây treo lệch khỏi phương thẳng đứng, muốn đưa các dây treo về vị trí phương thẳng đứng thì phải tạo một điện trường đều  E

có hướng nào độ lớn bao nhiêu?

Trang 40

A. Nằm ngang hướng sang phải, E  1,5.10 V/m4

B. Nằm ngang hướng sang trái, E  3.10 V/m4

C. Nằm ngang hướng sang phải, E  4,5.10 V/m4

D. Nằm ngang hướng sang trái, E  3,5.10 V/m4

Câu 8: Một viên bi nhỏ kim loại khối lượng 9.10 kg5 thể tích 10mm3 được đặt trong dầu có khối lượng riêng 800kg/m3 Chúng đặt trong điện trường đều 5

4,1.10 V/m

E  có hướng thẳng đứng từ trên xuống, thấy viên bi nằm lơ lửng, lấy g  10m/s2 Điện tích của bi là:

Câu 9: Hai điện tích q2  q1 q đặt trong chân không lần lượt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng l Tại I người ta thấy điện

trường tại đó bằng không Hỏi I có vị trí nào sau đây:

A AI  BI  l / 2 B. AI  l BI ;  2 l C. BI  l AI ;  2 l D. AI  l /3; BI  2 /3 l

Câu 10: Hai điện tích điểm q1  36 μC và q2  4 μC đặt trong không khí lần lượt tại hai điểm A và B cách nhau 100cm Tại điểm C điện trường tổng hợp triệt tiêu, C có vị trí nào:

A. bên trong đoạn AB, cách A 75cm B. bên trong đoạn AB, cách A 60cm

C. bên trong đoạn AB, cách A 30cm D. bên trong đoạn AB, cách A 15cm

Câu 11: Ba điện tích q q q1, 2, 3 đặt trong không khí lần lượt tại các đỉnh A, B, C của hình vuông ABCD Biết điện trường tổng hợp tại D triệt tiêu Quan hệ giữa 3 điện tích trên là:

A q1  q q3; 2   2 2 q1 B. q1  q q3; 2  2 2 q1

C. q1  q q3; 2  2 2 q1 D. q2  q3  2 2 q1

Câu 12: Một quả cầu khối lượng 1g treo ở đầu một sợi dây mảnh cách điện Hệ thống nằm trong điện trường đều có phương nằm

ngang, cường độ E  2kV/m Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60° Tìm sức căng của sợi dây, lấy

2

10m/s

g 

A. 0,01N B. 0,03N C. 0,15N D. 0,02N

Câu 13: Hai điện tích điểm q và –q đặt lần lượt tại A và B Điện trường tổng hợp triệt tiêu tại:

A. Một điểm trong khoảng AB

B. Một điểm ngoài khoảng AB, gần A hơn

C. Một điểm ngoài khoảng AB, gần B hơn

D. Điện trường tổng hợp không thể triệt tiêu tại bất cứ điểm nào

Câu 14: Hai điện tích điểm q1 và q2 đặt ở hai đỉnh A và B của tam giác đều ABC Điện trường ở C bằng không, ta có thể kết luận:

C. q1  q2 D. Phải có thêm điện tích q3 nằm ở đâu đó

Câu 15: Hai điện tích điểm q1    q2 3 μC đặt lần lượt tại A và B cách nhau 20cm Điện trường tổng hợp tại trung điểm O của

A. Trung điểm của AB

B. Điểm M trên đường thẳng AB, ngoài đoạn AB, cách B một đoạn 1,82 m

C. Điểm M trên đường thẳng AB, ngoài đoạn AB, cách A một đoạn 1,82 m

D. Điện trường tổng hợp không thể triệt tiêu

Tiêu đề	Chuyên Đề Bài Tập Vật Lý 11
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội
Chuyên ngành	Vật Lý 11
Thể loại	Chuyên đề
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	333
Dung lượng	12,16 MB