chuyên đề điện tích - điện trường

III/ Công của lực điện và hiệu điện thế: - Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và đ

Chương I: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG I/ Tương tác giữa hai hay nhiều điện tích điểm

1/

Định luật Cu lông (Coulomb):

“Độ lớn của lực tương tác giữa 2 điện tích điểm đặt trong chân không:

2 2

1

r

q q k

* Trường hợp các điện tích đặt trong điện môi đồng tính khác môi trường chân không thì lực tương tác sẽ giảm đi ε lần:

2 2 1

r

q q k

F

ε

= ; Trong đó: + q1, q2: là độ lớn các điện tích Đơn vị (C)

+ k =9.109(N.m2/C2): hệ số tỷ lệ + r là khoảng cách giữa hai điện tích, nếu hai quả cầu nhỏ tích điện thì đó là khoảng cách giữa hai tâm quả cầu Đơn vị (m)

+ ε là hằng số điện môi, phụ thuộc bản chất của chất điện môi (0 có đơn vị) + F là lực tương tác giữa hai điện tích Đơn vị (N)

- định luật bảo toàn điện tích: tổng đại số của hệ điện tích cô lập không đổi

- Số electron bị thiếu hoặc thừa của một vật nhiễm điện: 19

10 6 ,

với q là điện tích của vật Đơn vị là (C)

* Lưu ý: khi khoảng cách giữa hai điện tích ngăn cách với nhau bởi nhiều môi trường điện môi ε1, ε2, khác nhau thì:

2 2 1 1

2 1

++

=

d d

q q k

F

ε ε

Với d1, d2 là bề dày của các môi trường điện môi theo phương của đường thẳng nối hai điện tích d1 + d2 + = r

2/ Tương tác giữa nhiều điện tích điểm:

- Xác định các lực thành phần F1, F2, tác dụng lên điện tích q

- Lực tổng hợp tác dụng lên q: F = F1+ F2+

- F có thể xác định theo hai phương pháp sau:

a) Phương pháp hình học: cộng lần lượt hai vectơ theo quy tắc hình bình hành

* F1, F2 cùng phương cùng chiều thì: F = F1 + F2 , F ↑↑ F1, F2

* F1, F2 cùng phương ngược chiều thì: F = F1 - F2 ( nếu F1 > F2), F ↑↑ F1

* F1, F2 vuông góc thì: F = F12+ F22 , F tạo với 1F góc α với:

* F1, F2 cùng độ lớn và hợp nhau góc α thì:

2 cos F 2

F tạo với 1F góc

2 α

=

+ +

x2x

x

y

y

2y

2

x F F

F F

1

- Cộng lần lượt các véctơ theo quy tắc hình bình hành, đưa hệ lực tác dụng lên điện tích về còn hai lực Hai lực này phải trực đối nhau → yêu cầu bài toán

* Lưu ý:

- Lực đẩy Acsimét: Fas = ρgV

Trong đó: ρ là khối lượng riêng của chất chiếm chỗ vật (kg/m3)

V là thể tích của vật chiếm chỗ chất có khối lượng riêng ρ (m3)

b khoảng cách r2 giữa chúng là bao nhiêu để lực tác dụng là F2 = 2,5.10-4N

c mở rộng câu a cho trường hợp tìm giá trị mỗi điện tích

Bài 2 Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau một khoảng r = 30cm trong không khí, lực tác dụng giữa chúng là F0 Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này bị giảm đi 2,25 lần Vậy cần dịch chúng lại một khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F0

Bài 3 Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B có điện tích lần lượt bằng q1 = 8.10-8 C và q2 = -1,2.10-7C đặt cách nhau một khoảng 3cm

a Xác định số êlectron thiếu hoặc thừa ở mỗi quả cầu

b Xác định lực tương tác Cu-lông giữa hai quả cầu

c Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đặt về chỗ cũ Xác định lực tương tác giữa hai quả cầu khi đó

Bài 4 Hai hạt bụi trong không khí ở cách nhau một đoạn R = 3cm, mỗi hạt mang điện tích q = -9,6.10-13C

a Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt

b Tính số êlectron dư trong mỗi hạt bụi

Bài 5 Hai điện tích điểm đặt cách nhau 1m trong không khí thì đẩy nhau một lực F = 1,8N Độ lớn điện tích tổng cộng là

3.10-5C Tính điện tích mỗi vật

Bài 6 Hai quả cầu giống nhau, mang điện, đặt cách nhau một đoạn r = 20cm, chúng hút nhau một lực F1 = 4.10-3N Sau

đó, cho chúng tiếp xúc nhau một thời gian và lại đưa ra vị trí cũ thì thấy chúng đẩy nhau bằng một lực F2 = 2,25.10-3N Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu

Bài 7* Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mang điện tích q1, q2 đặt trong không khí cách nhau r = 20cm thì hút nhau một lực

F1 = 9.10-7N Đặt vào giữa hai quả cầu một tấm thuỷ tinh dày d = 10cm có hằng số điện môi ε = 4 Tính lực hút giữa hai quả cầu lúc này?

Bài 8 Hai prôton có khối lượng m = 1,67.10-27kg, điện tích q = 1,6.10-19C Hỏi lực đẩy cu lông giữa hai prôton lớn hơn lực hấp dẫn giữa chúng bao nhiêu lần? (Biết hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11N.m2/kg2)

Bài 9 Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một êlectron Tìm khối lượng của mỗi vật để lực đẩy tĩnh điện bằng lực hấp

dẫn

Bài 10 Êlectron quay quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô theo quỹ đạo tròn bán kính R = 5.10-11m

a Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electron

b Tính vận tốc và tần số chuyển động của electron

Bài 11 Hai điện tích q1 = 4.10-8C, q2 = -4.10-8C đặt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng a = 4cm trong không khí.Xác định lực tác dụng lên điện tích điểm q = 2.10-9C khi

a q đặt tại trung điểm O của AB

b q đặt tai M sao cho AM = 4cm, BM = 8cm

Bài 12 Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -10-7C đặt tai ba đỉnh của tam giác vuông ABC vuông tại C trong không khí Biết AC = 30cm, BC = 40cm Hãy xác định lực tác dụng lên điện tích q3

Bài 13 Hai điện tích điểm +q và -q đặt tại hai điểm A và B cách nhau khoảng 2a trong không khí Xác định lực tác dụng

lên điện tích q0 = q đặt tại điểm M trên đường trung trực của AB, cách AB một đoạn x

Bài 17 Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m = 0,6g được treo trong không khí bằng hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài

l = 50cm vào cùng một điểm Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy nhau và cách nhau một khoảng R = 6cm

a Tính điện tích của mỗi quả cầu, lấy g = 10m/s2

b Nhúng hệ thống vào rượu êtylíc (ε = 27), tính khoảng cách R’ giữa hai quả cầu ( bỏ qua lực đẩy Acsimet)

Bài 18 Hai quả cầu có cùng khối lượng m = 10g, tích điện q và treo vào hai dây mảnh, dài l = 30cm vào cùng một điểm

Một quả cầu được giữ cố định tại vị trí cân bằng, dây treo quả cầu thứ hai lệch một góc α = 600 so với phương thẳng đứng Xác định điện tích q Cho g = 10m/s2

Bài 19 Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng m, bán kính r, điện tích q được treo bằng hai dây mảnh có cùng

chiều dài l vào cùng một điểm Do lực tương tác C-lông, mỗi dây lệch một góc α so với phương thẳng đứng Nhúng hai quả cầu vào dầu có ε = 2 người ta thấy góc lệch của mỗi dây vẫn là α Tính khối lượng riêng ρ của quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là ρ0 = 0,8.103kg/m3

Bài 20 Hai điện tích q1 = 2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt tại A,B trong không khí, AB = 8cm Một điện tích q3 đặt tại C

a C ở đâu để q3 nằm cân bằng?

b Dấu và độ lớn cả q3 để q1, q2 cũng cân bằng

Bài 21 Hai quả cầu nhỏ giống nhau có điện tích lần lượt bằng q1 = 2.10-8C, q2 = 8.10-8C đặt cố định trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng AB= 9cm Một quả cầu nhỏ thứ ba phải có điện tích q3 bằng bao nhiêu và phải và phải đặt ở đâu để nó nằm cân bằng? ( bỏ qua khối lượng các quả cầu)

Bài 22 Tại ba đỉnh của tam giác đều, người ta đặt ba điện tích giống nhau q = 6.10-7C Hỏi phải đặt điện tích thứ tư q0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ thống nằm cân bằng?

Bài 23 Ở mỗi đỉnh hình vuông cạnh a có đặt điện tích Q = 10-8C Xác định dấu, độ lớn điện tích q ở tâm hình vuông để cả

hệ điện tích cân bằng?

Bài 24 Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau treo vào một điểm bởi hai dây l = 20cm Truyền cho hai quả cầu điện tích

tổng cộng q = 8.10-7C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc 2α = 900 Cho g = 10m/s2

a Tìm khối lượng mỗi quả cầu

b Truyền thêm cho một quả cầu một điện tích q’, hai quả cầu vẫn đẩy nhau nhưng góc giữa hai dây treo giảm còn 600 Tính q’

II/ Điện trường:

1/ Điện trường của một điện tích điểm

- Vectơ cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt tác dụng lực:

q

F E

E = ;

+ điểm đặt: tại điểm ta xét+ phương: là đường thẳng nối điểm ta xét với điện tích+ Chiều: ra xa điện tích nếu q > 0, hướng vào nếu q < 0+ Trong môi trường điện môi: 2

r

qkE

ε

=

- Lực điện trường: F q = E, độ lớn F = q E

Nếu q > 0 thì F ↑↑ E; Nếu q < 0 thì F ↑↓ E

2/ Cường độ điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra

- Nguyên lý chồng chất điện trường: Giả sử tại điểm M có cùng lúc tồn tại từ 2 điện trường trở lên thì điện trường tổng hợp tại điểm M sẽ được xác định: E M = E 1 + E 2 + E 3 + + E n

- Xác định Véctơ cường độ điện trường: E1, E2 của mỗi điện tích điểm gây ra tại điểm mà bài toán yêu cầu (Đặc biệt chú ý tới phương, chiều)

- Điện trường tổng hợp: E = E1+ E2 +

3

- Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện trường tổng hợp ( phương, chiều và độ lớn) hoặc dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông góc Oxy

- Nếu đề bài đòi hỏi xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích thì áp dụng công thức: F = q E

Bài tập vận dụng:

Bài 1 Một điện tích điểm q = 10-6C đặt trong không khí

a Xác định cường độ điện trường tại điểm cách điện tích 30cm, vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm này

b Đặt điện tích trong chất lỏng có hằng số điện môi ε = 16 Điểm có cường độ điện trường như câu a cách điện tích bao nhiêu?

Bài 2 Một điện tích điểm q = 6.10-8C đặt trong điện trường của một điện tích điểm Q chịu tác dụng lực F = 6.10-4N

a Tính cường độ điện trường E tại điểm đặt điện tích q

b Tính độ lớn của điện tích Q, biết rằng hai điện tích cách nhau r = 30cm trong chân không

Bài 3 Cho điện tích điểm Q = -10-8C đặt tại điểm A trong dầu hoả có ε = 2 Xác định cường độ điện trường tại điểm B cách A 6cm trong dầu hoả và xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q = - 3.10-7C đặt tại B

Bài 4 Cho hai điện tích q1 = 4.10-10C, q2 = -4.10-10C đặt ở A, B trong không khí, AB = a = 2cm Xác định vectơ cường độ điện trường tại:

a H, trung điểm AB

b M cách A 1cm, cách B 3cm

c N hợp với AB thành tam giác đều

Bài 5 Hai điện tích điểm q1 = 10-8C và q2= -18-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a = 3cm trong không khí

a Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách đều A và B một đoạn bằng a

b Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q0 = 10-9C đặt tại M

Bài 6 Cho hai điện tích điểm q1 = -4.10-8C và q2 = 10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn l = 10cm Xác định

vị trí của điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng không

Bài 7 Tại 6 đỉnh của lục giác đều ABCDEF cạnh a trong không khí, lần lượt đặt các điện tích q, 2q, 3q, 4q, 5q, 6q Xác

định cường độ điện trường tổng hợp tại tâm của lục giác

Bài 8 Hai điện tích q1 = q2 = q = 8.10-8C đặt tại A, B trong không khí Biết AB = 2a = 10cm

a Xác định cường độ điện trường EM tại điểm M trên trung trực của AB và cách AB một đoạn h

b Định h để EM cực đại Tính giá trị cực đại này

Bài 9 Một điện tích điểm q = 4.10-8C được đặt trong môi trường là dầu hỏa

a Hãy xác định cường độ điện trường do điện tích trên gây ra tại điểm M cách điện tích 1 đoạn 5cm

b Nếu tại M đặt điện tích q’ = -2.10-8 C thì q’ có bị tác dụng bởi lực tĩnh điện hay không? Nếu có, hãy tính độ lớn của lực này ?

Bài 10 Tại một điểm N nằm cách điện tích q1 một khoảng 2 cm tồn tại một điện trường E = 2V/m

a Hãy xác định điện tích q1 ?

b Nếu tại điểm M nằm cách q1 1 khoảng 5cm có điện tích q2 = 4.10-8C hãy tính lực điện do q1 tác dụng lên q2 ? Điện tích q2 có tác dụng lực lên q1 hay không ?

Bài 11 2 điện tích điểm q1 = 3.10-7 C, q2 = 3.10-8C lần lượt đặt tại 2 điểm A,B trong chân không AB = 9cm

a Tìm cường độ điện trường do q1, q2 gây ra tại điểm C nằm giữa AB cách B 3cm ? Vẽ hình

b Giả sử tại C có điện tích q3 = 3.10-5C, lực điện tác dụng lên q3 sẽ có độ lớn như thế nào?

Bài 12 Trong chân không có 1 điện tích điểm q1= +4.10-8C đặt tại điểm O

a.Tính cường độ điện trường tại điểm M cách O 1 khoảng 2cm

b.Vectơ cường độ điện trường tại M hướng ra xa hay lại gần O ? Vẽ hình ?

Bài 13 Cho 2 điện tích điểm q1 = 3.10-5 C và điện tích q2 = -3.10-6 C được đặt trong chân không lần lượt tại 2 điểm A,B cách nhau 9cm

a Tính lực điện giữa 2 điện tích và cho biết nó là lực hút hay lực đẩy ?

b Tìm cường độ điện trường do 2 điện tích gây ra tại điểm C nằm giữa AB và cách A 3cm ? Vẽ hình minh họa

Bài 14 Hai điện tích q1 = 5.10-5C và q2 = -5.10-5 C đặt tại 2 điểm A,B cách nhau 10cm trong chân không Hãy xác định:

a Cường độ điện trường do q1 , q2 gây ra tại điểm C là trung điểm của AB ?

b Cường độ điện trường do q1 , q2 gây ra tại điểm D nằm cách A 15cm, cách B 5cm bằng bao nhiêu ? Vẽ hình?

Bài 15 Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8 C và q2 = 5.10-8 C được đặt cách nhau 20 cm trong chân không

a Hãy tìm các điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng không ? Tại các điểm đó có điện trường hay không ?

4

a Hãy tính cường độ điện trường do Q gây ra tại điểm M.

b Nếu điểm M cách Q 5cm, hãy xác định độ lớn của Q ?

III/ Công của lực điện và hiệu điện thế:

- Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường: A = qEd

- Công thức định nghĩa hiệu điện thế:

Bài 3: Một điện tích q=10-8 C dịch chuyển theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh 20cm, đặt trong điện trường đều

có cường độ 3000V/m Tính công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích dọc theo AB, BC, AC, ABCA Biết u E ↑↑ BC uuu

Bài 4: Một tam giác đều ABC cạnh 40cm, đặt trong điện trường đều có cường độ E Công của lực điện trường thực hiện

khi dịch chuyển điện tích q= -10-9C dọc theo BC là 6.10-7J.Tính E và công khi điện tích dịch chuyển từ A tới C biết

E ↑↑ AC

Bài 5: Tam giác ABC vuông tại A, AB = 4cm, AC= 3cm đặt trong điện trường đều E = 4000V/m ,u E ↑↑ uuu BC Công của lực điện khi dịch chuyển q từ B đến C là -2.10-8J Tính công của lực điện khi dịch chuyển q dọc theo BA và CA

Bài 6: Một electron chuyển động không vận tốc đầu từ A đến B trong điện trường đều, dọc theo một đường sức điện một

đoạn 0,6cm thì lực điện thực hiện công 9,6.10-18J

a Tính công mà lực điện thực hiện khi electron di chuyển tiếp đoạn đường từ B đến C theo phương chiều nói trên

b Tính vận tốc của electron khi nó tới điểm C

Bài 7: Một điện tích q = 2 µC dịch chuyển dọc theo các cạnh của một hình vuông ABCD có cạnh 10cm được đặt trong

một điện trường đều E = 2000V/m, u E ↑↑ uuu AC Tính công mà lực điện thực hiện khi dịch chuyển điện tích dọc theo AB,

AC, BD, ABC, ABCD

Bài 8: Một điện tích q = 2.10-8 C dịch chuyển theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh 4cm, đặt trong điện trường đều có cường độ 5000V/m Biết E u ↑↑ uuu AB

a Tính công của lực điện khi q di chuyển từ B đến C

b Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A và B; B và C; A và C

c Điện thế tại A và C biết điện thế tại B là 50V

Bài 9 : Cho tam giác ABC vuông tại B, BA= 8cm, BC = 6cm đặt trong điện trường

đều đường sức hướng từ A tới C Gọi M là trung điểm của AC, H là chân đưởng cao

kẻ từ B UAC= 250V Tính

a UAB ; UCB ; UAM ; UMB ; UBH;

b Điện thế tại M, H, C Biết điện thế tại A là 270V

Bài 10: Một electron dịch chuyển không vận tốc đầu từ A tới B trong điện trường đều

UAB= 45,5V Tìm vận tốc của electron tại B

5

Bài 11: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ, d1= 5cm, d2= 8cm Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đểu có chiều như hình vẽ và có độ lớn E1= 4.104V/m, E2= 5.104V/m Cho gốc điện thế tại A tính điện thế tại B và C

Bài 12: a Khi một điện tích q = -2 C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công - 6J Hỏi

khoảng cách từ điểm M đến N bằng bao nhiêu? Biết rằng điện trường giữa 2 bản là đều và có giá trị E = 200 V/m

b Một electron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức dưới tác dụng của lực điện, trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m Hỏi công của lực điện trường là bao nhiêu?

Bài 13: 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 ?

Bài 14: Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều Cường độ điện trường E = 100 V/m Vận tốc

ban đầu của e bằng 300 km/s Khối lượng của e là 9,1.10-31 Kg Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của e bằng không thì:

a Tính công mà điện trường đã thực hiện ?

b Tính quãng đường mà e đã di chuyển ?

Bài 15: Một proton được thả không vận tốc đầu ở sát bản dương, trong điện trường đều giữa 2 bản kim loại phẳng, tích

điện trái dấu Cường độ điện trường giữa 2 bản là 2000 V/m Khoảng cách giữa 2 bản là 2cm Hãy tính động năng của proton khi nó va chạm vào bản âm ? (Bỏ qua lực hút của TĐ )

Bài 16: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 1,53.10-10 kg, mang điện tích 2,4.10-15 C, nằm lơ lửng giữa 2 tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu Cách nhau 1 khoảng 4cm Lấy g = 10m/s2.Hãy tính cường độ điện trường giữa

2 bản kim loại ( coi điện trường là đều)

Bài 17: Cho 2 điện tích điểm q1 = 3.10-5 C và điện tích q2 = -3.10-6 C được đặt trong chân không lần lượt tại 2 điểm A,B cách nhau 9cm

a Tính lực điện giữa 2 điện tích và cho biết nó là lực hút hay lực đẩy ?

b Tìm cường độ điện trường do 2 điện tích gây ra tại điểm C nằm giữa AB và cách A 3cm ?

c Nếu tại C đặt điện tích q3 = 5.10-5 C, hãy cho biết q3 sẽ dịch chuyển về phía điện tích nào?

Bài 18: Một điện tích q = 4.10-8 C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ E = 100V/m theo đường gấp khúc ABC, đoạn AB dài 20cm và vectơ độ dời A B làm với các đường sức một góc 300 Đoạn BC dài 40cm và vectơ độ dời

C

B  làm với các đường sức điện một góc 1200 Hãy tính công của lưc điện di chuyển điện tích trên

a Khi điện tích di chuyển từ A  B

b Khi điện tích di chuyển từ B  C

c Khi điện tích di chuyển trên đoạn ABC

Bài 19: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm , từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện thì lực điện sinh công

9,6.10-18 J

a Tính công mà lực điện sinh ra khi di chuyển tiếp 0,4cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên

b Tính vận tốc của e khi nó đến điểm P Biết rằng tại M, e di chuyển không vận tốc đầu Biết rằng khối lượng của e là 9,1.10-31 Kg

Bài 20: 2 điện tích điểm q1= 4.10-8C q2= -4.10-8C, đặt tại 2 điểm A,B cách nhau 4cm trong không khí Hãy tính lực tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-9 C nằm tại điểm C nằm ngoài AB, cách A 3cm và cách B 5 cm

Bài 21: Một điện tích dương, có khối lượng m = 5.10-30 kg di chuyển không vận tốc đầu từ bản dương sang bản âm, khoảng cách giữa 2 bản là 5cm Điện trường giữa 2 bản là điện trường đều và có độ lớn E = 1000V/m Vận tốc của điện tích trên khi đến bản âm là 2.105m/s

a Tính động năng của hạt điện tích trên?

b Tính độ lớn của điện tích trên?

c Vận tốc của hạt điện tích khi điện tích trên đi được nửa quãng đường là bao nhiêu?

Bài 22: Một điện trường đều có cường độ E = 2500 V/m Hai điểm A , B cách nhau 10 cm khi tính dọc theo đường sức

Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích q khi nó di chuyển từ A  B ngược chiều đường sức Giải bài toán khi: a q = - 10-6C

Bài 24: Thế năng của e 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 25: Một điện tích q = 1µC di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường nó thu được một năng lượng

W = 0,2 mJ

a Hiệu điện thế giữa 2 điểm AB có giá trị bằng bao nhiêu?

b Nếu có một điện tích q’ = 2.10-5C , có khối lượng m = 5,2.10-30 kg ,ban đầu không có vận tốc,di chuyển giữa 2 điểm

AB, hãy tính vận tốc cực đại mà điện tích đó có thể đạt được ?

Bài 26: Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1mg, nằm lơ lửng trong điện trường giữa 2 bản kim loại phẳng Các đường

sức điện có phương thẳng đứng và có chiều hướng từ dưới lên trên.Hiệu điện thế giữa 2 bản là 120V Khoảng cách giữa 2 bản là 1cm Xác định điện tích của hạt bụi? ( lấy g = 10m/s2)

Bài 27: Một điện tích q = 4.10-9 C, bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường có hiệu điện thế UMN = 200V

a Tính công mà lực điện sinh ra

b Nếu 2 điểm M,N nằm cách nhau 5cm, và điện trường giữa 2 điểm là điện trường đều, hãy tính cường độ điện trường giữa 2 điểm M,N

Bài 28: Ở sát bề mặt Trái đất, vectơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có độ lớn khoảng

150V/m Tính hiệu điện thế giữa một điểm có độ cao 5m với mặt đất?

Bài 29: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 3,06.10-15 kg, mang điện tích 4,8.10-18 C, nằm lơ lửng giữa 2 tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu Cách nhau 1 khoảng 2cm Lấy g = 10m/s2

a Tính công của lực điện sinh ra để giữ quả cầu trên nằm lơ lửng giữa 2 bản kim loại?

b Hãy tính hiệu điện thế đặt vào 2 tấm kim loại ?

Bài 30: 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 điện thế của bản âm bằng 0

a Hãy tìm điện thế tại điểm M nằm cách bản âm 1,4 cm ?

b Điện thế tại điểm N cách bản dương 1,4 cm là bao nhiêu?

22

.2

=

=

=

2/ Phần (tham khảo) dành cho lớp nâng cao

a- Điện dung của tụ điện phẳng: C =

ε E V

C C

1

1 1 1

2 1

+ + +

= , ( C < Ci ) , Q1= Q2 = …= Qn = Qb , U1+U2+…+Un = U

2 Ghép song song : C = C1+C2+…+ Cn , ( C > Ci ) , Q1+Q2+…+Qn = Q , U1= U2 =…= Un = U

* Lưu ý: - Những điểm có cùng điện thế thì chập lại

- Tính hiệu điện thế giữa 2 điểm trên 2 nhánh rẽ , chèn thêm điện thế : UMN = UMA+ UAN , khi đó phải để ý hiệu điện thế tụ được tính từ bản dương đến bản âm

e- Tụ phẳng có điện dung C0 :

1 Đặt vào khoảng giữa 2 bản tụ tấm kim loại : C12 (d-l) = C0.d

7

2 Đặt vào khoảng giữa 2 bản tụ tấm điện môi : C12

{d-l(1-ε

1

)} = C0.df- Hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ:

-Gọi U là hiệu điện thế bbộ tụ , dựa vào mạch tính hiệu điện thế các tụ theo U

- Vận dụng Ui ≤ Uigh cho tất cả các tụ, suy ra tất cả các giá trị giới hạn của U

- Hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ là giá trị nhỏ nhất của U giới hạn vừa tìm ở trên

g- Tụ xoay :

- Có số bản di động và số bản cố định chênh nhau 1

- Số tụ thành phần bằng: Tổng số bản tụ ( cả 2 loại) – 1, và các tụ thành phần ghép song song nhau

h- Ghép các tụ tích điện: Dựa vào:

1 Phương trình về hiệu điện thế :U1+U2+…+Un = U ( nối tiếp) , U1= U2 =…= Un = U (song song)

2 Phương trình bảo toàn điện tích của hệ cô lập : ∑ Qi =const

Điện lượng di chuyển qua 1 đoạn mạch bằng : ∆ Q = ∑ Qsau − ∑ Qtr , ∑ Qsaulà tổng điện tích trên các bản tụ nối với

1 đầu của đoạn mạch lúc sau , ∑ Qtr là tổng điện tích trên các bản tụ nối với 1 đầu của đoạn mạch lúc trước.

i- Mạch cầu tụ điện :

- Khi mắc vào mạch điện, nếu Q5 = 0 hay VM=VN( U5 = 0 )

Ta có mạch cầu tụ điện cân bằng, khi đó

4 3 2

1

C

C C

C

=

- Ngược lại nếu

4 3 2

1

C

C C

C = thì Q5 = 0 ( hoặc U5 = 0 , VM = VN )

Bài tập vận dụng:

Bài 1: Một tụ điện có ghi 40µF – 220V

a Hãy giải thích các số ghi trên tụ điện nói trên ?

b Nếu nối tụ điện trên vào một nguồn điện có hiệu điện thế 150V, hãy tính điện tích mà tụ điện trên tích được ?

c Tính điện tích tối đa mà tụ điện có thể tích được ?

d Năng lượng tối đa của tụ điện trên bằng bao nhiêu ?

Bài 2: Tích điện cho một tụ điện có điện dung 40pF dưới hiệu điện thế 100V, sau đó người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn.

a Hãy tính điện tích của tụ điện ?

b Tính công của điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích ∆q = 1.10-4q từ bản dương sang bản âm ?

c Xét thời điểm khi điện tích của tụ điện còn lại là q q

8

1 ' = , tính công của điện trường trong trường hợp như ở câu b ?

Bài 3: Một tụ điện không khí có điện dung 1000pF, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1mm Tích điện cho tụ điện dưới hiệu

điện thế 120V

a Tính điện tích của tụ và cường độ điện trường trong tụ điện, năng lượng của điện trường giữa 2 bản tụ bằng bao nhiêu ?

b Sau khi ngắt điện, nếu ta thay đổi khoảng cách giữa 2 bản tụ Hỏi ta sẽ tốn công khi tăng hay giảm d ?

Bài 4*: Một tụ điện không khí có điện dung 50 pF, khoảng cách giữa 2 bản tụ là 5mm Hãy tính điện tích tối đa mà tụ có

thể tích được biết rằng khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.106 V/m thì không khí có thể dẫn điện ?

Bài 5 : Một tụ điện phẳng có điện dung 400 pF được tích điện dưới hiệu điện thế 60V, khoảng cách giữa 2 bản tụ là

0,5 mm

a Tính điện tích của tụ điện

b Tính cường độ điện trường giữa 2 bản

c Năng lượng giữa 2 bản tụ điện lúc này là bao nhiêu ?

Bài 6 : Một tụ điện phẳng có điện dung = 2 µF được tích điện với nguốn có hiệu điện thế = 24V, khoảng cách giữa 2 bản

là 1cm

a Điện trường giữa 2 bản tụ là bao nhiêu ?

8

a Xác định điện dung và lượng điện tích tối đa mà tụ điện trên đã tích được ?

b Nếu khoảng cách giữa 2 bản tụ là 1mm, hãy tính cường độ điện trường giữa 2 bản tụ ?

c Nếu thay đổi hiệu điện thế giữa 2 bản tụ thì điện dung của tụ điện có thay đổi hay không ?

Bài 8: Một tụ điện có điện dung C = 4µF, có khả năng chịu được điện áp tối đa là 220V, đem tụ điện nói trên nối vào bộ nguồn có hiệu điện thế U = 150V

a Tính điện tích mà tụ tích được ?

b Điện tích tối đa mà tụ tích được là bao nhiêu ?

c Nếu nối vào điện áp 220V thì điện trường ở giữa 2 bản tụ có cường độ E bằng bao nhiêu ? Cho biết khoảng cách giữa 2 bản tụ là 0,2 mm

d Năng lượng điện trường của tụ điện khi được nối vào điện áp 150V ?

Bài 9: Dùng nguồn điện có HĐT U= 110V để nối vào một tụ điện và tích điện cho tụ Sau một thời gian tách tụ điện ra

khỏi nguồn thì xác định được tụ điện có điện tích q = 0,00011C

a Hãy xác định điện dung của tụ điện nói trên ?

b Năng lượng của điện trường giữa 2 bản tụ là bao nhiêu ?

Bài 10: Tụ điện phẳng gồm 2 bản tụ hình vuông cạnh a = 20 cm, đặt cách nhau một khoảng d = 1 cm, chất điện môi giữa

2 bản tụ điện là thủy tinh có hằng số điện môi ε = 6 Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U = 50V

a Tính điện dung của tụ

Bài 13: Tụ điện phẳng không khí có hai bản tụ hình tròn bán kính R = 50cm, khoảng cách giữa hai bản là d = 2mm.

a Tính điện dung của tụ

b Có thế tích cho tụ một điện tích lớn nhất bằng bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng và hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ lúc đó là bao nhiêu? Biết cường độ điện trường lớn nhất mà không khí giữa hai bản tụ chịu đựng được là E = 3.105V/m

Bài 14 : Bộ tụ điện gồm hai tụ điện C1= 20μF , C2= 30μF mắc với nhau và được mắc vào hai cực của nguồn điện có U= 60V Tính điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ trong hai trường hợp

a Hai tụ mắc nối tiếp

b Hai tụ mắc song song

Bài 15 : Hai tụ điện có điện dung C1 và C2 Điện dung tương đương của hai tụ khi chúng ghép nối tiếp và khi ghép song song với nhau lần lượt là 2nF và 9nF Tìm C1 và C2 Biết C1 < C2

Bài 16 : Có ba tụ điện C1= 2μF, C2=C3=1μF mắc như hình vẽ :

a Tính điện dung của bộ tụ

9

a Tính điện dung của bộ tụ

b Tính điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ

Bài 18 : Cho bộ tụ như hình vẽ trong đó

C1 =2 μF ; C2 =3 μF; C3 = 6μF ; C4= 12μF ;

UAB = 800V

a Tính điện dung của bộ tụ

b Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N

Bài 19 : Cho hai tụ điện có điện dung và hiệu điện thế tới hạn C1 =

b Cho UAB=12V Tính hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ?

Bài 24: Cho C1=C4=C5=C6=2µF ; C2=1µF ; C3=4µF Tìm điện dung của bộ tụ ?

-o0o - 10

Chương II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

1 Dòng điện:

- Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện, có chiều quy ước là chiều chuyển động của các hạt điện tích dương

- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian

- Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của dòng điện Đối với dòng điện không đổi thì

t

q

I =

2 Nguồn điện:

- Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện giữa 2 cực của nó

- Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q đó

q

A

=ξ

3 Điện năng và công suất điện Định luật Jun – Lenxơ:

- Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch(điện năng và công suất điện ở đoạn mạch): A = U.I.t ; P = U.I

- Định luật Jun- Lenxo: Q = R.I2.t

- Công và công suất của nguồn điện : Ang = ξ.I.t ; Png = ξ I

R t

4 Định luật Ôm đối với toàn mạch:

- Định luật Ôm với một điện trở thuần:

R

U

I = AB hay UAB = VA – VB = I.R

 Tích số I.R được gọi là độ giảm thế trên điện trở R.

- Định luật Ôm cho toàn mạch : ξ=I.(R+r) hay

r R

 dòng điện chạy từ A B, qua nguồn từ cực âm sang cực dương)

- Hiệu suất của nguồn điện :

r R

R U

A

A H

n

N N

- Đèn sáng bình thường khi : Utt = Uđm hay Itt = Iđm =

dm

dm

U P

5 Ghép các nguồn điện thành bộ :

- Mắc nối tiếp : ξb = ξ1 + ξ2 + + ξn và rb = r1 + r2 + + rn

* Trong trường hợp mắc xung đối : Nếu ξ >1 ξ2 thì ξb = ξ1− ξ2 và rb = r1+ r2;

Dòng điện đi ra từ cực dương của ξ1

- Mắc song song : (n nguồn giống nhau) : ξ =b ξ0 và

a Xác định cường độ dòng điện trong trường hợp trên ?

b Nếu biết mỗi hạt e có điện tích -1,6.10-19C, hãy xác định số hạt e chuyển qua tiết diện thẳng trong 1 s

Bài 2 : Trong khoảng thời gian 5s, người ta đo được cđdđ qua mạch là 3,8A.

a Tính điện lượng chuyển qua mạch ?

b Có bao nhiêu e chuyển qua mạch trong thời gian trên ? Và trong thời gian 1s thì có bao nhiêu e ?

Bài 3: Một điện trở có R = 5Ω, U = 20V, thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn là 1 phút

a Tính điện lượng chạy qua điện trở ?

b Dòng điện đã thực hiện công bằng bao nhiêu ?

Bài 4: Một nguồn điện có suất điện động là 6V, nguồn điện thực hiện công là 360 J

a Tính điện lượng đã chuyển qua nguồn điện ?

b Nối nguồn điện trên với mạch ngoài, thời gian dòng điện chạy trong mạch là 5 phút.Hãy tính cường độ dòng điện trong mạch ?

c Tổng số e đã di chuyển trong mạch là bao nhiêu ?

Bài 5: Một tụ điện có điện dung 25µF được tích điện đến hiệu điện thế 400V trong 2s, tính cường độ trung bình của dòng điện trong quá trình tích điện ?

Bài 6: Một nguồn điện sinh ra một công A = 10J trong thời gian 5s để chuyển một lượng điện tích 20C, hãy xác định

a Cường độ dòng điện chạy qua nguồn ?

b Suất điện động của nguồn trên bằng bao nhiêu ?

c Nếu với cường độ như trên, hãy tính tổng số e chuyển qua nguồn sau thời gian 12s ?

Bài 7: Dựa vào khái niệm nguồn điện, theo em tụ điện có phải là nguồn điện hay không ?

Bài 8: Pin Lơ-clăng-sê sinh ra một công là 270J khi dịch chuyển một điện tích +180C ở bên trong và giữa 2 cực của pin

Tính suất điện động của pin này

Bài 9: Một tụ điện có điện dung là C, được nối vào 2 cực của nguồn điện có điện áp U = 200V, sau 4s thì tách tụ điện ra

khỏi nguồn, lúc này tụ điện phát ra dòng điện có cường độ trung bình I = 0,05A Hãy tính điện dung của tụ điện ?

Điện năng – Công suất điện



Bài 1: Một bóng đèn có ghi 110V – 50W Mắc bóng đèn trên vào mạng điện với hiệu điện thế 110V.

a Tính điện trở của bóng đèn trên?

b Cường độ dòng điện định mức để đèn sáng bình thường là bao nhiêu ?

c Nếu thời gian thắp sáng bóng đèn là 2h, hãy tính năng lượng đã cung cấp cho đèn ?

Bài 2: Một đoạn mạch gồm có một điện trở R = 200 Ω, được mắc vào một nguồn điện có hiệu điện thế ở 2 đầu nguồn là 220V,thời gian dòng điện chạy qua mạch là 2 phút 15s

a Cường độ dòng điện chạy qua điện trở bằng bao nhiêu?

b Tính điện lượng đã dịch chuyển qua điện trở

c Nhiệt lượng đã tỏa ra trên R là bao nhiêu?

Bài 3: Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V – 1000W.

a Hãy cho biết ý nghĩa của các số ghi trên ?

b Sử dụng ấm điện với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2 lit nước từ nhiệt độ 250C Tính thời gian đun nước, biết hiệu suất của ấm nước là 90% và nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/Kg.K

Bài 4: Một nguồn điện có suất điện động 12V,khi mắc nguồn điện này với một bóng đèn để thành mạch điện kín thì nó

cung cấp một dòng điện có cường độ 0,8A

a Tính công của nguồn điện này sinh ra trong thời gian 14 phút và tìm công suất của nguồn điện khi đó?

b Nếu bóng đèn có điện trở 25 Ω, hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trên bóng đèn sau khi được thắp sáng trong thời gian

1 tiếng ?

Bài 5: Một ấm điện được dùng để đun sôi 1,5 lít nước ở nhiệt độ 250C với hiệu điện thế 220V Thời gian đun là 10 phút Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K Hiệu suất của ấm là 85%

a Tính điện trở của ấm?

b Tính công suất điện của ấm này ?

Bài 6: Một bàn ủi điện khi sử dụng với hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 5A.

a Nếu dòng điện chạy qua bàn ủi trong thời gian 20 phút thì nhiệt lượng tỏa ra là bao nhiêu joule ?

b Tính số tiền điện phải trả khi sử dụng bàn ủi trên trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng bàn ủi trong 20 phút Cho biết giá điện 700 đ/(kW.h)

12

Bài 7: Một đèn ống loại 40W được chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng với công suất chiếu sáng của một bóng đèn

sợi đốt loại 100W Nếu sử dụng đèn ống này mỗi ngày 5h trong thời gian 30 ngày sẽ giảm được bao nhiêu tiền so với sử dụng đèn sợi đốt nói trên ? (Cho biết giá tiền điện là 1.500 đ/kW.h)

Bài 8: Một điện trở R = 10 Ω chịu được công suất tối đa là 1,5W Hãy tính hiệu điện thế cần đặt vào 2 đầu điện trở để điện trở không bị hỏng

Bài 9: Khi cho 2 điện trở giống nhau mắc nối tiếp rồi mắc vào hiệu điện thế U không đổi thì công suất tiêu thụ của chúng

là 20W Nếu mắc song song 2 điện trở trên rối mắc lại vào hiệu điện thế trên thì công suất tiêu thụ của chúng sẽ có giá trị bằng bao nhiêu?

Bài 10: Khi cho 2 điện trở giống nhau mắc song song rồi mắc vào hiệu điện thế U không đổi thì công suất tiêu thụ của

chúng là 20W Nếu mắc nối tiếp 2 điện trở trên rồi mắc lại vào hiệu điện thế trên thì công suất tiêu thụ của chúng có giá trị bằng bao nhiêu?

Định luật Ôm đối với toàn mạch.



Bài 1: Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 = 100 Ω, mắc nối tiếp với điện trở R2 = 200Ω, hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch là 12 V

a Tính điện trở tương đương của mạch ?

b Hiệu điện thế ở 2 đầu R1 có giá trị bằng bao nhiêu ?

Bài 2: Để bóng đèn loại 120V- 60W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu điện thế 220V thì cần phải mắc thêm một điện

trở có giá trị bằng bao nhiêu và mắc theo cách nào ?

Bài 3: Một nguồn điện có điện trở trong là 0,1 Ω được mắc nối tiếp với điện trở R = 4,8Ω thành mạch kín Khi đó người

ta đo được hiệu điện thế giữa 2 đầu nguồn điện là 12 V

a Hãy tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

b Suất điện động của nguồn điện bằng bao nhiêu ?

Bài 4: Mắc một điện trở 14 Ω vào 2 cực của một nguồn điện có điện trở trong 1 Ω thì hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện là 8,4V

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện ?

b Tính công suất của mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó?

Bài 5: Điện trở trong của một acquy là 0,06 Ω và trên vỏ nó có ghi 12V Mắc vào 2 cực của acquy này một bóng đèn có ghi 12V- 5W

a Hãy chứng tỏ khi đó bóng đèn gần như sáng bình thường, tính công suất tiêu thụ của đèn khi đó

b Tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này ?

Bài 6: Nguồn điện có suất điện động là 3V, và có điện trở trong là 2 Ω Mắc song song hai bóng đèn như nhau có cùng điện trở là 6 Ω vào 2 cực của nguồn điện này

a Tính công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn?

b Nếu tháo bỏ bớt một bóng thì bóng đèn còn lại sáng mạnh hơn hay yếu hơn so với lúc ban đầu ?

Bài 7: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động

ξ= 12V và có điện trở trong không đáng kể.Các điện trở mạch ngoài là R1 = 3 Ω

R2 = 4 Ω , R5 = 5 Ω

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch?

b Tính hiệu điện thế giữa 2 đầu R3 ?

c Tính công của nguồn điện sinh ra trong 10 phút và công suất tỏa nhiệt trên R2

Bài 8: Khi mắc điện trở R1 = 4 Ω vào 2 cực của một nguồn điện thì dòng điện trong mạch có cường độ I1 = 0,5 A Khi mắc điện trở R2 = 10 Ω thì dòng điện có cường độ I2= 0,25A Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn điện?

Bài 9: Một điện trở R1 được mắc vào 2 cực của một nguồn điện có điện trở trong là 4 Ω thì dòng điện chạy trong mạch có cường độ dòng điện là I1 = 1,2A Nếu mắc thêm điện trở R2 = 2 Ω nối tiếp với điện trở R1 thì dòng điện chạy trong mạch

có cường độ I2 = 1A Hãy tính công suất tỏa nhiệt của điện trở R1 khi chưa mắc R2 ?

Bài 10: Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động 30V, điện

trở trong 2,5 Ω R1 = 10 Ω , R2 = R3 = 5 Ω

a Tính điện trở ngoài của mạch điện trên ?

b Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch?

c Tính hiệu điện thế ở 2 đầu điện trở R1 ?

d Cường độ dòng điện chạy qua R2 có giá trị bằng bao nhiêu?

e Tình nhiệt lượng tỏa ra trên R3 sau thời gian 5 phút ?

13

Bài 11: Một mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động ξ = 6V, điện trở trong r = 2Ω và mạch ngoài có 1 điện trở R.

a Nếu công suất tiêu thụ của mạch ngoài là 4W, hãy xác định giá trị của R ?

b Nếu điện trở mạch ngoài là R1= 0,5Ω Công suất của mạch ngoài sẽ không thay

đổi khi mắc thêm điện trở R2 nối tiếp với R1, hãy xác định giá trị có thể có của R2

để thỏa điều kiện trên?

Bài 12 : Cho mạch điện gồm 1 điện trở R1 = 6 Ω , đèn ghi 12V-6W, biến trở Rb = 6 Ω

Nguồn điện có suất điện động 24V, điện trở trong 1,2 Ω Các dụng cụ trên được mắc

như hình vẽ

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

b Hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R1 = ?

c Độ sáng của đèn lúc này như thế nào ?

d Nhiệt lượng tỏa ra trên Rb trong thời gian là 2 phút = ?

Bài 13 : Cho mạch điện gồm 1 điện trở R1 = 12 Ω , đèn ghi 12V-6W, biến trở Rb = 10 Ω

Nguồn điện có suất điện động 36V, điện trở trong 2 Ω Các dụng cụ trên được mắc như hình vẽ

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

b Hãy cho biết lúc này đèn sáng như thế nào? Tính nhiệt lượng tỏa ra

trên R1 trong 5 phút ?

c Tìm giá trị của Rb để đèn sáng bình thường ?

Bài 14: Cho mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động 12V, điện trở trong r = 2 Ω , một bóng đèn ghi 12V-24W

và một biến trở Rb đang ở giá trị 4 Ω, mắc nối tiếp nhau

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

b Đèn sáng bình thường hay không ? Nếu không thì phải điều chỉnh biến trở như thế nào để đèn sáng bình thường?

Bài 15: Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động 12V, điện trở trong 2,5 Ω ,mạch ngoài gồm điện trở

R1 = 0,5 Ω mắc nối tiếp với điện trở Rb có giá trị 3 Ω

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch?

b Tính công suất tỏa nhiệt của mạch trên?

c* Tìm Rb để mạch trên có công suất tỏa nhiệt là cực đại ?

Bài 16: Một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động 12V, điện trở trong 2 Ω , mắc nối tiếp với một điện trở

R Để công suất tiêu thụ của mạch đạt cực đại thì R phải có giá trị bằng bao nhiêu? Tính giá trị công suất tiêu thụ của mạch lúc này?

Bài 17: Một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động 12V, điện trở trong 2,5 Ω , mắc nối tiếp với một điện trở R1 = 0,5 Ω và một điện trở R2

a Tìm R2 để công suất tiêu thụ của mạch ngoài đạt giá trị cực đại?

b Tìm R2 để công suất tiêu thụ của R1 đạt cực đại ?

Bài 18: Cho mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động 12V, điện trở trong 2 Ω, mạch ngoài gồm điện trở R1 = 6 Ω mắc song song với điện trở Rb = 6 Ω

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch?

b Tìm công suất tiêu thụ của mạch ngoài?

c Tìm Rb để công suất tiêu thụ của mạch ngoài đạt cực đại?

Bài 19: Một điện trở R = 4Ω,được mắc vào nguồn điện có suất điện động ξ = 1,5V để tạo thành mạch điện kín thì công suất tỏa nhiệt của điện trở này là 0,36W

a Tính hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R

b Tính điện trở trong của nguồn điện

Bài 20: Mắc một điện trở 28Ω vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là 2Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 16,8V

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện

b Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó

c Tính hiệu suất của nguồn điện

Bài 21: Một mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp: Trong đó nguồn điện có suất điện động 6V và

điện trở trong r = 2Ω, các điện trở R1 = 5Ω,R2 = 10Ω,R3 = 3Ω

a Tính điện trở RN của mach ngoài

b Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U

c Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1

d Tính công của nguồn điện và nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong thời gian 10phút

14

Ghép các nguồn điện thành bộ, Phương pháp giải một số bài toàn về toàn mạch.



Bài 1 : Một acquy có suất điện 6V và điện trở trong là 0,6 Ω Sử dụng acquy này để thắp sáng một bóng đèn ghi 6V-3W Tính cường độ dòng điện chạy trog mạch và hiệu điện thế giữa 2 cực của acquy khi đó?

Bài 2: Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là:

ξ1 = 4,5V, r1 = 3 Ω ξ2 = 3V, r2 = 2 Ω Mắc hai nguồn thành mạch điện như hình

Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế UAB

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ , 2 pin có cùng suất điện động ξ = 1,5V, điện trở trong r = 1 Ω

Hai bóng đèn giống nhau, có số ghi 3V-0,75W

a Các đèn có sáng bình thường không? Vì sao?

b Tính hiệu suất của bộ nguồn?

c Tính hiệu điện thế giữa 2 cực của mỗi pin?

d Nếu tháo bớt một đèn thì còn lại sáng mạnh hay yếu hơn so với trước đó? Vì sao?

Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ Mỗi pin có suất điện động ξ = 1,5V

điện trở trong của mỗi pin r = 1Ω Điện trở mạch ngoài R = 3,5Ω

a Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn?

b Cường độ dòng điện ở mạch ngoài có giá trị bằng bao nhiêu?

Bài 5*: Cho mạch điện như hình vẽ:

Các pin giống nhau và mỗi pin có suất điện động ξ = 2V, điện trở trong r = 1Ω

R1 = R2 = 6Ω, R3 = 3,5Ω

a Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ?

b Tính cường độ dòng điện của mạch ngoài ?

c Tìm UAB, UBC.

d Xác định công suất tiêu thụ của điện trở R1 ?

Bài 6 : Hai nguồn điện có suất điện động như nhau ξ = 2V và có điện trở trong tương ứng là

r1= 0,4Ω và r2 = 0,2Ω , được mắc với điện trở R thành mạch như hình vẽ Biết rằng

khi đó hiệu điện thế giữa một trong 2 nguồn bằng không.Tính trị số của điện trở R

Bài 7: Một bộ nguồn gồm 20 pin giống nhau (ξ = 1,8V, r = 0,5Ω) mắc thành 2 dãy song

song (mỗi dãy 10 pin nối tiếp như hình vẽ) Đèn Đ ghi 6V-3W

a Các bộ nguồn mắc song song ?

b Các bộ nguồn mắc nối tiếp ?

c Các bộ nguồn mắc hỗn hợp đối xứng thành 2 dãy ?

Bài 9 : Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động

ξ= 12,5V, r = 0,4Ω Bóng đèn Đ1 ghi 12V-6W, bóng đèn Đ2 ghi 6V-4,5W,Rb là biến trở

a Chứng tỏ rằng khi điều chỉnh biến trở Rb= 8Ω, thì các đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường

b Tính công suất và hiệu suất của nguồn điện khi đó?

Bài 10: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động ξ = 6V,

và có điện trở trong không đáng kể Các điện trở có giá trị R1=R2= 30Ω ,R3 =7,5Ω

a Tính điện trở tương đương của mạch ngoài ?

b Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở ?

Bài 11 : Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó các acquy có suất điện động

ξ1 = 12V ,ξ2 = 6V và có điện trở trong không đáng kể Các điện trở R1 = 4Ω,R2 = 8Ω

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

15

b Tính công suât tiêu thụ điện của mỗi điện trở ?

c Tính công suất của mỗi acquy và năng lượng mà mỗi acquy cung cấp trong 5 phút

Bài 12 : Cho mạch điện như hình vẽ Biết ξ1 =12 V, r1 = 1 Ω; ξ1 r1 ξ2 r2

ξ3

Bài 14 : Cho mạch điện như hình: cho biết ξ1 = ξ2 ; R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω; r2 = 0,4 Ω ξ1 ξ2

Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn ξ1 bằng không Tính r1 ?

Bài 15 : Cho mạch điện như hình vẽ:

ξ = 3v, r = 0,5 Ω R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R4 = 8 Ω, R5 = 100 Ω,

RA = 0 Ω Ban đầu k mở và ampe kế chỉ I = 1,2 A

a Tính UAB và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

a Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch

b Tính hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn và 2 đầu điện trở R2

c Tính công của nguồn điện sản ra trong 10 phút và công suất toả nhiệt của R3

d Tính hiệu suất của nguồn và công do nguồn sinh ra trong 1h

Bài 17 : Khi mắc điện trở R1=500Ω vào 2 cực của một pin mặt trời thì hiệu điện thế mạch ngoài là U1=0,1 V Thay điện trở R1 bằng R2=1000Ω thì hiệu điện thế của mạch ngoài bây giờ là U2=0,15 V

a Tính suất điện động và điện trở trong của pin này

b Diện tích của pin này là S=5 cm2 và nó nhận được năng lượng ánh sáng với công suất là 2 mW/cm2 Tính hiệu suất

H của pin khi chuyển từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng ở điện trở ngoài R2

Bài 18 : Có 36 nguồn giống nhau mỗi nguồn suất điện động e=12 V và điện trở trong r=2Ω ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp Mạch ngoài là 6 bóng đèn giống hệt nhau được mắc song song Khi đó hiệu điện thế mạch ngoài là U=120 V và công suất mạch ngoài là 360 W

a Tính điện trở mỗi bóng đèn (biết các đèn sáng bình thường)

b Tính m,n

c Tính công suất và hiệu suất của của bộ nguồn trong trường hợp này

Bài 19 : Cho mạch điện như hình vẽ Bộ nguồn có suất điện động eb= 42,5V;

điện trở trong rb=1Ω; R1=10Ω; R2=15Ω Biết điện trở của các am pe kế và

dây nối không đáng kể

a Biết bộ nguồn gồm các pin giống nhau mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng,

b Mỗi pin có suất điện động e=1,7V và điện trở trong là r=0,2Ω

c Hỏi bộ nguồn này mắc thế nào?

d Biết ampekế 1 chỉ 1,5A Xác định số chỉ A2 và trị số của R

17

-o0o -Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

1/ Dòng điện trong kim loại:

- Các tính chất điện của kim loại có thể giải thích được dựa trên sự có mặt của các electron tự do trong kim loại Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do.

- Trong chuyển động, các electron tự do luôn va chạm với những chỗ mất trật tự của nút mạng tinh thể ( các ion dao động quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng) và truyền một phần động năng cho chúng Sự va chạm này là nguyên nhân chủ yếu gây ra điện trở của dây dẫn kim loại và tác dụng nhiệt Điện trở xuất của kim loại tăng theo nhiệt độ

- Hiện tượng khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị bằng 0 là hiện tượng siêu dẫn

2/ Dòng điện trong chất điện phân:

-Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương về phía catôt và ion âm về phía anôt Sự

xuất hiện của các ion là do sự phân li của các phân tử chất tan trong môi trường dung môi

- Khi đến các điện cực các ion tiến hành trao đổi electron với các điện cực rồi được giải phóng hoặc tham gia các phản ứng phụ Phản ứng phụ tiêu biểu là hiện tượng dương cực tan, phản ứng này xảy ra trong các bình điện phân có anôt là kim loại mà muối của nó có mặt trong dung dịch điện phân

-Định luật Faraday về điện phân:

“Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở các điện cực tỉ lệ thuận với điện lượng q đi qua dung dịch điện phân”

+ Biểu thức của định luật Faraday:

n

t I A m

96500

.

=

3/ Dòng điện trong chất khí:

- Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương về catot, các inon âm và electron về anot.

-Khi cường độ điện trường trong chất khí còn yếu, muốn có các ion và electron dẫn điện trong chất khí cần phải có tác nhân ion hóa (ngọn lửa, tia lửa điện…) Còn khi cường độ điện trường trong chất khí đủ mạnh thì có xảy ra sự ion hóa do

va chạm làm cho số điện tích tự do (ion và electron ) trong chất khí tăng vọt lên (sự phóng điện tự lực)

- Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế giữa anot và catot có dạng phức tạp, không tuân theo định luật Ôm

- Tia lửa điện và hồ quang điện là 2 dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường

- Cơ chế của tia lửa điện là sự ion hóa do va chạm khi cường độ điện trường trong không khí vào khoảng 3.106 V/m

- Khi áp suất trong không khí chỉ còn vào khoảng 1 đến 0,01 mmHg, trong ống phóng điện có sự phóng điện thành miền: ngay ở sát phần mặt catot có miền tối catot, phần còn lại của ống cho đến anot là cột sáng anot

- Khi áp suất trong ống giảm dưới 10-3 mmHg thì miền tối catot sẽ chiếm toàn bộ ống, lúc đó ta có tia catot Tia catot là dòng electron phát ra từ catot bay vào trong chân không tự do

4/ Dòng điện trong chân không:

- Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dịch có hướng của các electron bứt ra từ catot bị nung nóng do tác dụng của điện trường.

- Đặc điểm của dòng điện trong chân không là nó chỉ chạy theo một chiều nhất định từ anot sang catot

5/ Dòng điện trong bán dẫn:

- Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dịch có hướng của các electron và các lỗ trống.

- Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn thuộc một trong hai loại là bán dẫn loại p và bán dẫn loại

n Dòng điện trong bán dẫn loại n chủ yếu là dòng electron, còn trong bán dẫn loại p chủ yếu là dòng các lỗ trống.

- Lớp tiếp xúc p-n có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang n

-o0o -Bài tập áp dụng:

Bài 1: Người ta muốn mạ một bề mặt kim loại có diện tích 2dm2, nên dùng 300g đồng để mạ Cho biết khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m3 Thời gian điện phân là 2h 35’ Cường độ dòng điện dùng để điện phân là 50A

a Hãy xác định khối lượng đồng còn lại sau thời gian điện phân trên ?

b Chiều dày của lớp đồng bám vào bề mặt kim loại ?

18

c Nếu muốn điện phân tồn bộ khối lượng đồng trên thì cần tốn thời gian bao lâu?

d Chiều dày của lớp đồng khi mạ hết khối lượng trên là bao nhiêu?

Bài 2: Người ta muốn bĩc một lớp Bạc dày d = 15µm trên một bản kim loại cĩ diện tích s = 2cm2 bằng phương pháp điện phân Cường độ dịng điện là 1A Cho biết khối lượng riêng của bạc 10490 kg/m3, khối lượng mol của bạc là 108

a Tính khối lượng của lớp bạc trên ?

b Tính thời gian cần thiết để bĩc hết lớp bạc

Bài 3: Để mạ 200g vàng lên một bề mặt của một cái nhẫn, người ta dùng dịng điện cĩ cường độ là 5A Hãy tính thời

gian để mạ hết khối lượng vàng trên ? Biết khối lượng mol của vàng là 197.10-3 kg/mol, hĩa trị của vàng là 1

Bài 4: Thời gian cần thiết để bĩc một lớp niken cĩ chiều dày 5µm, trên một diện tích 2cm2 là 3h 45’ 34s Biết khối lượng riêng của Niken là 8900kg/m3, khối lượng mol của niken là 59.10-3 Kg/m3 Niken cĩ hĩa trị 2 Hãy tính cường độ dịng điện dùng trong bài?

Bài 5: Một vật kim loại được mạ niken, cĩ diện tích S = 120 cm2 Dịng điện chạy qua bình điện phân cĩ cường độ

I = 0,3 A Thời gian điện phân là 5h Tính độ dày của lớp niken bám trên vật kim loại trên ?

Bài 6: Một bình điện phân dung dịch bạc nitrat cĩ điện trở là 2,5 Ω Anot được làm bằng bạc (Ag), hiệu điện thế đặt vào 2 cực của bình là 10V Sau 16’5s thì khối lượng Ag bám vào catot bằng bao nhiêu ?

Bài 7: Người ta cần mạ vàng một tấm huân chương cĩ tổng diện tích là 25cm2, muốn cho lớp mạ dày 20µm với cường độ dịng điện qua bình điện phân là 10A Thì cần thời gian là bao lâu ? Cho biết khối lượng riêng của vàng là 19300 kg/m3, hĩa trị của vàng là 1, khối lượng mol của vàng là 197

Bài 8: Cho dịng điện qua bình điện phân chữa dung dịch CuSO4, cĩ anot bằng Cu Biết đương lượng điện hĩa của đồng

k = 3,3.10-7 kg/C Để trên catot xuất hiện 0,33 kg đồng thì điện tích qua bình điện phân phải bằng bao nhiêu?

Bài 9: Chiều dày của lớp niken phủ lên 1 tấm kim loại là d = 0,05 mm Sau khi điện phân trong 30 phút Diện tích phủ của

tấm kim loại là 30 cm2 Tính cường độ dịng điện chạy qua bình điện phân ?

Bài 10: Người ta dùng một kim loại để mạ điện, biết rằng kim loại này cĩ hĩa trị 2 Nếu dùng dịng điện cĩ cường độ 10A

và thời gian điện phân là 1h thì thu được khối lượng 10,95g

a Xác định tên kim loại trên ?

b Nếu thời gian điện phân là 1h 40p 26s, với cùng giá trị I thì khối lượng kim loại trên thu được là bao nhiêu ?

Bài 11: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó bộ nguồn có n pin giống nhau, mỗi pin có suất điện động

e = 1,5V, điện trở trong r = 0,5Ω mắc nối tiếp với nhau Đèn Đ1 ghi (1,2V – 0,72W), đèn Đ2 ghi (1,2V – 0,48W) Các điện trở R1 = 9Ω ; R2 = 4Ω ; RB là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có cực

dương bằng Ag Biết rằng các đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường Tính :

a) Điện trở của bình điện phân và lượng Ag giải phóng ở cực âm của bình điện

phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây Biết Ag có nguyên tử lượng 108, hoá trị 1

b) Số pin của bộ nguồn

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm B và M

Bài 12: Cho mạch điện như hình vẽ Trong đó bộ nguồn gồm 8 nguồn giống

nhau, mỗi cái có suất điện động e = 5V; có điện trở trong r = 0,25Ω mắc nối

tiếp ; đèn Đ có ghi (4V - 8W) ; R1 = 3Ω; R2 = R3 = 2Ω ; RB = 4Ω và là bình điện

phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al Điều chỉnh biến trở Rt để

đèn Đ sáng bình thường Tính :

a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch

b) Lượng Al giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian

1 giờ 4 phút 20 giây Biết Al có hóa trị 3 và có nguyên tử lượng 27

c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M

Bài 13: Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn cĩ suất điện động E = 24V, điện trở trong r

= 1Ω Tụ điện cĩ điện dung C = 4µF, đèn Đ(6V – 6W) Các điện trở cĩ giá trị R1 = 6Ω;

R2 = 4Ω Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, anốt làm bằng Cu, cĩ điện trở

Rp = 2Ω Bỏ qua điện trở của dây nối Tính :

a) Điện trở tương đương của mạch ngồi

b) Khối lượng Cu bám vào catốt sau 16 phút 5 giây

c) Điện tích của tụ điện

19

Bài 14: Cho mạch điện như hình vẽ Bộ nguồn gồm 6 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2,25V, điện

trở trong r = 0,5Ω Bình điện phân có điện trở Rp chứa dung dịch CuSO4, anốt làm bằng Cu Tụ điện có điện dung C

a) Suất điện động Eb và điện trở trong rb của bộ nguồn

b) Hiệu điện thế UAB và số chỉ ampe kế

c) Khối lượng Cu bám vào catốt sau 32 phút 10 giây và điện trở Rpcủa bình điện phân

d) Điện tích và năng lượng của tụ điện

o0o 20

Chương IV: TỪ TRƯỜNG

1/ Từ trường:

- Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện khác đặt trong nó

- Nam châm gồm có 2 cực : S ( Nam) và N ( Bắc), 2 cực cùng tên thì đẩy nhau, khác tên thì hút nhau

- Tại một điểm trong không gian có từ trường, hướng của từ trường là hướng Nam (South) – Bắc (North) của kim nam

châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó

- Đường sức của từ trường có hướng đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm “ Ra bắc (N) vào nam (S)”.

Lưu ý: Ta quy ước : Dòng điện (hoặc đường sức đang đi vào mặt phẳng )

: Dòng điện (hoặc đường sức đang đi ra khỏi mặt phẳng)

2/ Lực từ Cảm ứng từ:

- Vecto cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ

- Đặc điểm của vecto cảm ứng từ: + Hướng: Trùng với hướng của từ trường

+ Có độ lớn:

l I

F B

.

= trong đó: F là lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện

I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn, l là chiều dài của dây dẫn.

+ Đơn vị : T (Tesla)

- Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ lớn F = B.I.l.sinα (Trong đó α: là góc tạo bởi đoạn dây mang điện và vectơ cảm ứng từ)

- Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang điện có đặc điểm:

+ Phương : vuông góc với B và l.

+ Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái: “ Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường cảm ứng

từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 90 0 chỉ chiều của lực từ”

* Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của 2 dòng điện song song:

r

I I

.10

=Lưu ý: Hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau và ngược lại

3/ Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt:

a Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài:

+ Có hướng được xác định theo quy tắc nắm tay phải: “ Đặt bàn tay phải nắm lại dọc theo dây dẫn, chiều của ngón cái chỉ chiều dòng điện, khi đó chiều quay của các ngón tay còn lại chỉ chiều của cảm ứng từ”

b Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ:

+ Có hướng được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2 : “Đặt bàn tay phải nắm lại dọc theo ống dây, chiều quay của các ngón tay chỉ chiều dòng điện, khi đó chiều tiến của ngón cái chỉ chiều của cảm ứng từ”

+ Độ lớn:

l

I N

B = 4 π 10− 7 . trong đó: N là số vòng dây trên ống dây, l là chiều dài của ống dây (m).

c Từ trường của dòng điện chạy trong vòng dây tròn:

+ Có hướng được xác định như sau :

+ Độ lớn:

r

I

B = 2 π 10−7 : trong đó : r: là bán kính của vòng dây (m)

d Từ trường của nhiều dòng điện ( Nguyên lý chồng chất từ trường)

- Giả sử tại một điểm M có cùng lúc nhiều từ trường được gây ra, thì từ trường tổng hợp tại M được xác định theo nguyên lý chồng chất từ trường: B M = B 1+ B 2 + + B n

4/ Lực Lorentz:

21

- Là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường.

- Độ lớn của lực Lorentz: f = q v B sin α trong đó: q là điện tích của hạt, α: là góc tạo bởi vecto

vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ

- Lực Lorentz có : + Phương : vuông góc với v , B 

+ Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái “ Để bàn tay trái mở rộng, sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều v  khi q > 0 và ngược chiều v 

khi q < 0 Lúc đó ngón cái choãi ra 90 0 chỉ chiều của lực Lorentz.”

- Khi hạt mang điện chuyển động trong từ trường thì lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm và bán kính quỹ đạo của hạt mang điện được xác định:

B q

v m R

a Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với B, vẽ hình

b Nếu lực từ tác dụng là 4,33 N Hãy xác định góc giữa B và dây dẫn ?

Bài 3: Một khung dây hình chữ nhật ABCD với AB = DC = 20 cm, BC = AD = 30 cm Cho dòng điện có cường độ 5A

chạy trong dây dẫn theo chiều ADCBA Khung dây được đặt trong từ trường đều, vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung, có độ lớn B = 0,01 T

a Hãy tính lực từ tác dụng lên mỗi cạnh của khung dây ?

b Lực tổng hợp tác dụng lên khung dây bằng bao nhiêu ?

Bài 4: Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = 3.10-2 T Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A Hãy xác đinh độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây:

a Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ ?

b Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ ?

c Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450

Bài 5: Người ta dùng một dây dẫn có chiểu dài 2m , đặt vào từ trường đều có B = 10-2 T, dây dẫn được đặt vuông góc với các đường sức, lực từ tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn

Bài 6: Một đoạn dây thẳng MN dài 6cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T Lực từ tác

dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ?

Bài 7: Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto cảm ứng từ Dòng điện chạy qua dây có

cường độ 0,75A Lực từ tác dụng lên dây có giá trị 3.10-2N Hãy xác định cảm ứng từ của từ trường

Bài 8: Một dây dẫn mang dòng điện I = 5A, có chiều dài 1m, được đặt vuông góc với cảm ứng từ B = 5.10-3T Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ?

22

Bài 9: Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm

ứng từ có B = 5mT Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên ?

Bài 10: Một dây dẫn MN có chiều dài , khối lượng của một đơn vị dài của dây là D= 0,04kg/m

Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có B= 0,04T Cho dòng điện I qua dây

a Định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng 0

b Cho MN =25cm, I = 16A có chiều từ N đến M

Tính lực căng của mỗi dây

Bài 11: Đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 20cm, khối lượng m = 10g được treo nằm ngang bằng hai dây mảnh AM, BN

Thanh MN đặt trong từ trường đều B→thẳng đứng hướng lên với B = 0,5T Khi cho dòng điện I chạy qua, đoạn dây MN dịch

chuyển đến vị trí cân bằng mới, lúc đó hai dây treo AM, BN hợp với phương đứng một góc α= 300 Xác định I và lực căng dây treo Lấy g = 10 m/s2

Bài 12: Giữa hai cực của một nam châm hình móng ngựa có một điện trường đều B thẳng đứng, B=0,5T Người ta treo một dây dẫn thẳng chiều dài 5cm, khối lượng 5g nằm ngang trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh nhẹ Tìm góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi cho dòng điện I = 2A chạy qua dây Cho g = 10m/s2 ĐS: 450

Bài 13: Một dây dẫn được uốn gập thành một khung dây có dạng tam giác vuông AMN như

hình, đặt khung dây vào từ trường đều B như hình

Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ Xác định vectơ lực từ tác dụng lên các cạnh tam giác Cho AM=8cm, AN= 6cm , B= 3.10-3T, I = 5A

Bài 14: Hai thanh ray nằm ngang, song song và cách nhau 10cm , đặt trong từ trường đều B thẳng đứng, B=0,1T Một thanh kim loại đặt trên ray và vuông góc với ray Nối ray với nguồn điện E=12V, r =1Ω, điện trở thanh kim loại, ray và dây nối là R= 5 Ω Tìm lực từ tác dụng lên thanh kim loại

Bài 15: Hai thanh ray nằm ngang và cách nhau một khoảng l = 20cm Một thanh kim loại MN, khối lượng m = 100g đặt lên

trên, vuông góc với thanh ray Dòng điện qua thanh MN là I = 5A Hệ thống đặt trong từ trường đều B thẳng đứng, hướng lên, →

với B = 0,2T Thanh ray MN nằm yên Xác định hệ số ma sát giữa thanh MN và hai thanh ray, lấy g = 10 m/s2

Bài 16: Hai thanh kim loại AB, CD đặt nằm ngang, song song, cách nhau l = 20 cm, hai đầu thanh được nối với nguồn điện

có ε= 12V, r = 1Ω Thanh MN có điện trở R = 2Ω, khối lượng m = 100 g đặt vuông góc với hai thanh AB, CD và có thể trượt trên hai thanh này với hệ số ma sát k = 0,2 Hệ thống đặt trong từ trường đều thẳng đứng, hướng lên với B = 0,4T Bỏ qua điện trở các thanh ray

a Tính gia tốc chuyển động của ray MN, lấy g = 10 m/s2

b Nâng hai đầu BD của thanh hợp với phương ngang một góc α = 300, tính gia tốc của thanh MN ?

Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt



Bài 1: Một dây dẫn dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10A Hãy xác định cảm ứng từ do dòng điện

trên gây ra tại:

a Điểm M nằm cách dây dẫn 5cm

b Điểm N nằm cách dây dẫn 8 cm

c Ở điểm D có cảm ứng từ là 4.10-5 T, điểm D nằm cách dây dẫn 1 đoạn bằng bao nhiêu ?

Bài 2: Người ta cho dòng điện có cường độ chưa biết chạy trong dây dẫn và xác định được tại điểm A nằm cách dây 1 cm

có từ trường với B = 2.10-4T, hãy xác định cường độ dòng điện đã chạy trong dây dẫn ?

Bài 3: Dòng điện có cường độ I = 20A chạy trong 1 dây dẫn dài vô hạn, tại một điểm B người ta xác định được từ trường

có B = 3.10-3 T Hãy tìm khoảng cách từ điểm B đến dây dẫn ?

Bài 4: Một vòng dây hình tròn có bán kính 5cm Cho dòng điện I = 25A chạy qua vòng dây Hãy xác định cảm ứng từ tại

tâm của vòng dây ?

Bài 5: Dùng 1 dây dẫn uốn thành hình tròn và cho dòng điện có cường độ I = 10A chạy qua vòng dây, cảm ứng từ do

dòng điện gây ra tại tâm của vòng tròn có giá trị là 4π.10-5 T Hãy xác định bán kính của khung dây trên ?

Bài 6: Một dòng điện có cường độ 20A, cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 cm có độ lớn là bao nhiêu ?

Bài 7: Hãy xác định từ trường do dòng điện có cường độ I = 50A chạy trong dây dẫn trong các trường hợp

a Dây dẫn dài vô hạn, tìm từ trường tại điểm nằm cách dây 2 cm ?

b Dây dẫn được uốn thành hình tròn có đường kính 10 cm ?

Bài 8: Một ống dây có chiều dài 20cm, gồm 500 vòng dây, cho cường độ I = 5A chạy trong ống dây, hãy xác định cảm

ứng từ bên trong ống dây ?

Bài 9*: Một sợi dây đồng có đường kính 0,4mm Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 40cm, hãy xác định trên 1m

chiều dài ống dây này có bao nhiêu vòng dây ?

Bài 10: Một sợi dây đồng có bán kính là 0,5mm, dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 20cm, cho dòng điện I = 5A

chạy trong dây dẫn Hãy xác định :

a Số vòng dây trên 1 met chiều dài ?

b Cảm ứng từ bên trong ống dây ?

Bài 11: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 mm , điện trở R = 1,1 Ω Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 40cm Cho dòng điện chạy qua ống dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10-3 T Hãy xác định :

a Số vòng dây trên 1 met chiều dài ?

b Hiệu điện thế ở 2 đầu ống dây ?

Bài 12 : Một ống dây dài 50cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2A Cảm ứng từ bên trong ống dây có độ

lớn B = 25.10-4 Hãy xác định số vòng dây của ống dây ?

Bài 13: Một ống dây có chiều dài là 5cm, gồm 2000 vòng dây Cho dòng điện có cường độ 5A chạy trong ống dây, hãy

xác định từ trường sinh ra trong ống dây ?

Bài 14: Một ống dây hình trụ có chiều dài 1,5m gồm 4500 vòng dây.

a Xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây khi cho dòng điện I = 5A chạy trong ống dây ?

b Nếu ống dây tạo ra từ trường có B = 0,03T thì I = ?

Bài 15: Một ống dây có chiều dài 10cm, gồm 3000 vòng dây Cho dòng điện chạy trong ống dây thì thấy cảm ứng từ

trong ống dây là 6,28.10-3T

a Hãy xác định số vòng dây trên 1 m chiều dài ống dây ?

b Cường độ dòng điện bên trong ống dây ?

Sự tương tác giữa 2 dây dẫn mang dòng điện.



Bài 1: Hai dây dẫn dài vô hạn đặt cách nhau 4cm, cho 2 dòng điện chạy ngược chiều nhau trong 2 dây dẫn, 2 dòng điện có

cùng cường độ I = 5A Hãy cho biết:

a 2 dây dẫn trên có tương tác lực từ với nhau không ? Nếu có thì chúng đẩy hay hút nhau ? Vẽ hình ?

b Hãy tính lực từ tương tác trên mỗi mét chiều dài của mỗi sợi dây ?

Bài 2: Một dây dẫn dài vô hạn, có cường độ I1 = 6A đặt tại điểm A

a Hãy tính cảm ứng từ do dây dẫn trên gây ra tại điểm B nằm cách A 6cm theo phương ngang ?

b Nếu tại B người ta đặt một dây dẫn thứ 2, cho dòng điện I2 = 3A, chạy cùng chiều với dòng điện thứ nhất, hãy xác định lực từ do I1 tác dụng lên mỗi mét dây dẫn của I2, cho biết chúng đẩy hay hút nhau?

Bài 3: Hai dây dẫn đặt cách nhau 2cm trong không khí, dòng điện trong 2 dây có cùng giá trị cường độ, lực tương tác từ

giữa 2 dây là lực hút và có độ lớn F = 2,5.10-2N

a 2 dòng điện trên cùng chiều hay ngược chiểu ?

b Tìm cường độ dòng điện trong mỗi dây ?

Bài 4: Lực từ do dòng điện I1 = 4A lên mỗi mét dây của dòng điện I2 là 2N, khoảng cách giữa 2 dây dẫn là 1mm Hãy xác định giá trị của I2 ?

Bài 5: Hai dây dẫn đặt trong không khí, dòng điện chạy trong 2 dây có cùng cường độ là 1A Lực từ tác dụng lên mỗi mét

chiều dài của mỗi dây là 10-6N, hãy xác định khoảng cách giữa 2 dây ?

Bài 6: Một dây dẫn mang dòng điện I1 = 5A đặt tại điểm A Tại điểm B cách A 5cm người ta đặt dòng điện I2 ngược chiều với I1.

a Hãy cho biết 2 dây dẫn này sẽ hút hay đẩy nhau ? Vẽ hình ?

b Nếu lực tương tác giữa 2 dây là 0,02N hãy xác định giá trị của I2

c Nếu I2 có giá trị là 10A, hãy xác định lực tương tác giữa chúng

Bài 7: Dây dẫn thẳng dài có dòng I1 = 5A đi qua đặt trong không khí

a Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15cm

b.Tính lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng I2=10A đặt song song , cách I1 15cm,I2 ngược chiều I1

Bài 8: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa hai dây là 4cm

Biết I1=10A , I2=I3=20A Tìm lực từ tác dụng lên 1m của dòng I1.ĐS: F1 = 10-3N

Bài 9: Ba dây dẫn thẳng dài song song có khoảng cách a=5cm Dây 1 và 3 được giữ cố định,

có dòng I1 =2I3=4A đi qua như hình Dây 2 tự do, có dòng I2 = 5A đi qua

Tìm chiều di chuyển của dây 2 và lực tác dụng lên 1m dây 2 khi nó bắt đầu

chuyển động nếu I2 có chiều:

a Đi lên b đi Xuống

Bài 10: Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt song song trong không khí như hình,

với a1=3cm , a2 = 4cm Dây 1,3 cố định , dây 2 tự do Cường độ dòng điện trong các dây

là I1 =6A, I2 = 5A, I3=10A

a Xác định vectơ cảm ứng từ tại vị trí đặt dây 2

b Xác định lực từ tác dụng lên 1m chiều dài dây 2 và chiều di chuyển của nó

c Để dây 2 không di chuyển thì ta phải đưa nó tới vị trí khác, xác định vị trí đó

Nguyên lý chồng chất từ trường.



Bài 1: 2 dây dẫn mang dòng điện I1 = 6A, I2 = 8A, nằm tại 2 điểm A,B cách nhau 14cm trong không khí 2 dòng điện chạy cùng chiều

a Hãy xác định lực từ do I1 tác dụng lên mỗi mét chiều dài của I2 ?

b Xác định cảm ứng từ do I1 và I2 gây ra tại điểm C nằm giữa A,B cách A 6cm ?

c Xác định cảm ứng từ do I1 và I2 gây ra tại điểm D nằm ngoài A,B cách B 8cm ?

Bài 2: 2 dây dẫn dài, đặt song song, cách nhau 32cm trong không khí Dòng điện chạy trên dây I1 = 5A, dòng điện chạy trên dây I2 = 1A ngược chiều với I1 Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách I1 8cm Hãy tính :

a Lực từ tương tác giữa 2 dòng điện trên ?

b Cảm ứng từ tại điểm M ?

Bài 3: Một sợi dây rất dài được quấn thành như hình vẽ :

Cho dòng điện chạy trong dây, vòng tròn có bán kính R = 2cm

Dòng điện có cường độ là 10A Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây ?

Bài 4: Hai dòng điện phẳng, dòng thứ nhất thẳng dài có giá trị I1 = 10A, dòng thứ hai hình tròn, tâm O cách dòng thứ nhất 40cm, bán kính R2 = 20cm, I2 = 5A Hãy xác định cảm ứng từ tại O

Bài 5: Hai dây dẫn mang dòng điện có cường độ I1 = 6A, I2 = 9A cách nhau 10 cm trong chân không 2 dòng điện ngược chiều nhau Hãy xác định cảm ứng từ do 2 dòng điện trên gây ra tại điểm M nằm cách I1 6cm và cách I2 8cm

Bài 6: Hai dòng điện I1 = 4A, I2 = 3A chạy trong 2 dây dẫn thẳng dài, song song theo cùng 1 chiều, cách nhau 40cm Hãy xác định những vị trí tại đó B  = 0  ?

Bài 7: Hai dòng điện phẳng I1 = 5A, I2 = 10A, nằm tại 2 điểm A B cách nhau 10 cm 2 dòng điện ngược chiều Hãy xác định :

a Lực tương tác từ trên mỗi met chiều dài giữa 2 dòng điện trên ?

b Cảm ứng từ tổng hợp tại C, trung điểm của AB ?

c Tìm các vị trí tại đó B  = 0  ?

Bài 8: Hai dây dẫn đặt song song với nhau, I1 = 6A, I2 = 4A, cách nhau 50cm, ngược chiều nhau Hãy xác định những điểm mà tại đó từ trường bằng 0

Bài 9: Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song với nhau, cách nhau 32cm trong không khí Cường độ dòng điện chạy trên I1

là 5A Điểm M nằm ngoài 2 dây dẫn, trong mặt phẳng, cách dòng I2 8cm Biết rằng dòng điện I2 ngược chiều với I1, hãy xác định giá trị của I2 để tại M từ trường bằng 0 ?

Bài 10: Hai dây dẫn được uốn thành 2 vòng tròn, được ghép đồng tâm như hình vẽ :

Vòng thứ nhất có bán kính R1 = 50 cm, dòng điện I1 = 10A

Vòng thứ 2 có bán kính R2 = 30cm, dòng điện I2 = 5A

Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm của 2 vòng dây ?

Bài 11: Cho ba dòng điện thẳng song song, vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, đi qua

ba đỉnh A,B,C của một tam giác đều Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm O

của tam giác trong hai trường hợp :

a) Cả ba dòng điện đều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ

b) I1 hướng ra phía sau ,I2 và I3 hướng ra phía trước

mặt phẳng hình vẽ.Cho biết cạnh tam giác là 10cm và I1=I2=I3= 5A

I3 C

A

I1

O

a Electron chuyển động vuông góc với các đường cảm ứng từ.

b Electron chuyển động song song với các đường cảm ứng từ

c Electron chuyển động tạo với các đường sức từ một góc 300

Bài 3 : Một proton chuyển động cắt ngang các đường sức của một từ trường đều, vận tốc của hạt proton là 2.105 m/s, lực

từ tác dụng lên proton là 0,01N, hãy xác định độ lớn của cảm ứng từ nói trên

Bài 4 : Hạt mang điện q >0 chuyển động vào từ trường của một dòng điện như hình vẽ,

dòng điện có cường độ I = 20A, hạt mang điện chuyển động theo phương ngang, cách

dây dẫn 1 khoảng là 5cm

a Hãy xác định B do dòng điện gây ra tại điểm mà hạt mang điện đi qua

b Nếu hạt mang điện chuyển động với vận tốc v = 3000m/s, lực từ tác dụng lên hạt là 0.004N, hãy xác định độ lớn điện

a Hãy xác định lực từ tác dụng lên electron nói trên ?

b Xác định bán kính quỹ đạo của electron nói trên ?

Bài 6 : Một hạt proton chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường đều với bán kính quỹ đạo là 5m, dưới tác dụng của

từ trường đều B = 2.10-2 T, hãy xác định :

a Tốc độ của proton ?

b Lực từ tác dụng lên proton ?

c Chu kì chuyển động của proton nói trên ? Cho biết khối lượng của hạt proton =1,672.10-27kg

Ôn tập chương IV Bài 1 : Một vòng dây có bán kính R = 2,5cm, cho dòng điện I = 30A chạy trong vòng dây Hãy xác định cảm ứng từ do

dòng điện gây ra tại tâm của vòng dây ?

Bài 2 : Một dây dẫn mang dòng điện có chiều dài l = 5m, cường độ dòng điện có giá trị I = 20A, dây dẫn được đặt vuông

góc trong từ trường đều có B1 = 5.10-4 T

a Hãy tính lực từ do từ trường đều đã tác dụng lên dây dẫn ?

b Nếu không đặt trong từ trường đều B1 thì dây dẫn mang dòng điện trên có gây ra từ trường không ? Nếu có hãy tính

từ trường tại một điểm nằm cách dây 2 cm ?

Bài 3 : Cho hai dòng điện I1 = 4A, I2 = 10A, ngược chiều nhau, cách nhau 40cm Hãy xác định cảm ứng từ tại M là trung điểm của 2 dây

Bài 4 : Hai dây dẫn đặt cách nhau 4 cm trong không khí, dòng điện trong 2 dây có cùng giá trị cường độ, lực tương tác từ

giữa 2 dây là lực đẩy và có độ lớn F = 6,4.10-2N

a 2 dòng điện trên cùng chiều hay ngược chiểu ?

26

b Tìm cường độ dòng điện trong mỗi dây ?

Bài 5 : Một hạt điện tích q = 4.10-6C bay vào một từ trường đều với vận tốc v = 5.105 m/s Hạt điện tích bay xiên góc với các đường sức,tạo với các đường sức một góc α = 600 Hãy xác định :

a Lực từ tác dụng lên điện tích nói trên, biết rằng từ trường đều có B = 0,001T

b Nếu cũng vẫn với những dữ kiện như trên, nhưng lực từ tương tác lên điện tích là 0.05N, hãy xác định giá trị của cảm ứng từ của từ trường trên ?

Bài 6 : Hai dây dẫn thẳng dài mang 2 dòng điện ngược chiều, đặt tại 2 điểm A,B có I1 = 6A, I2 = 9A đặt cách nhau 18cm trong không khí

a Hãy xác định cảm ứng từ do 2 dòng điện gây ra tại trung điểm C của AB

b Tính lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của 2 dây ?

c Tìm những vị trí mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp = 0 ?

Bài 7 : Một ống dây có chiều dài l = 40cm, gồm 5000 vòng dây Cho dòng điện chạy trong ống dây thì xác định được từ

trường bên trong ống dây là 6,28.10-2 T Hãy xác định :

a Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây ?

b Cường độ dòng điện chạy trong ống dây có giá trị là bao nhiêu ?

Bài 8 : Một vòng dây có bán kính R,cho dòng điện có cường độ I = 20A chạy bên trong vòng dây, cảm ứng từ mà dòng

điện tạo ra tại tâm vòng dây là 3,14.10-5T Hãy xác định đường kính của vòng dây nói trên ?

Bài 9 : Một hạt điện tích q = -1,6.10-15C chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường đều với bán kính quỹ đạo là 5m, dưới tác dụng của từ trường đều B = 4.10-2 T, hãy xác định :

a Tốc độ của điện tích nói trên ?

b Lực từ tác dụng lên điện tích ?

c Chu kì chuyển động của điện tích ? Cho biết khối lượng của hạt điện tích =3,28.10-26kg

Bài 10 : Một hạt electron có năng lượng ban đầu là W = 2,49,10-18 J bay vào trong một từ trường đều có

B = 5.10-5T theo hướng vuông góc với các đường sức Cho biết khối lượng của e là 9,1.10-31kg Hãy xác định:

a Vận tốc của electron nói trên ?

b Lực Lorentz tác dụng lên e là bao nhiêu ?

c Bán kính quỹ đạo của e ?

d Chu kỳ quay của hạt e nói trên có giá trị bao nhiêu ?

Bài 11 : Một ống dây dẫn có chiều dài 5 m, số vòng dây là 60000 vòng, cường độ dòng điện chạy trong ống dây dẫn là

8 A Cảm ứng từ do dòng điện sinh ra trong ống dây sẽ có giá trị bằng bao nhiêu ?

Bài 12 : Cho dòng điện I1 = 15A chạy trong dây dẫn thẳng, cách dây dẫn trên 10cm cho dòng điện I2 = 10A cùng chiều, chạy trong dây dẫn thứ 2.Hãy xác định :

a Lực từ tương tác lên mỗi mét chiều dài của 2 dây ?

b Tìm những điểm mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp = 0 ?

c Cảm ứng từ tổng hợp tại điểm A, nằm ngoài 2 dây và cách dây thứ 2 5cm bằng bao nhiêu ?

27

S là diện tích của khung dây – m2

α là góc tạo bởi B và pháp tuyến của S

- Hiện tượng cảm ứng điện từ : Là hiện tượng khi từ thông Φ qua khung dây biến thiên thì trong khung dây xuất hiện dòng điện – gọi là dòng điện cảm ứng Ic

* Lưu ý : Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại khi từ thông qua mạch biến thiên

- Định luật Lenz về chiều dòng điện cảm ứng :

" Dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín"

*Lưu ý : Các bước xác định dòng điện cảm ứng trong mạch kín :

+ Bước 1 : Xác định từ trường bên ngoài theo quy tắc " Vào Nam ra Bắc"

+ Bước 2 : Xác định từ trường do khung dây sinh ra theo quy tắc " Gần ngược, xa cùng"

+ Bước 3 : Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo qui tắc nắm tay phải 2

( v B  

=

α (v  , B cùng vuông góc dây)

*Qui tắc xác định chiều suất điện động cảm ứng trong mạch có đoạn dây dẫn chuyển động:

Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 90 0 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện

4/ Hiện tượng tự cảm :

- Hiện tượng tự cảm : Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch kín

- Từ thông riêng của mạch kín : Φ = L.i

Trong đó : Φ là từ thông riêng của mạch kín

L = 4π.10-7

l

N2.S là độ tự cảm của ống dây

- Suất điện động tự cảm : Suất điện động tự cảm xuất hiện trong hiện tượng tự cảm và có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của dòng điện trong mạch :

t

i L

W =

Bài tập áp dụng:

Xác định chiều dòng điện cảm ứng theo định luật Lentz.

28

Bài 2 : Một khung dây hình vuông, cạnh dài 4cm, đặt trong từ trường đều, các đường sức xiên qua bề mặt và tạo với pháp

tuyến của mặt phẳng khung dây 1 góc 300, từ trường có cảm ứng từ B = 2.10-5T Hãy xác định từ thông xuyên qua khung dây nói trên ?

Bài 3 : Một khung dây có các tiết diện là hình tròn, bán kính khung dây là 20cm, khung dây được đặt vuông góc với các

đường sức từ của một từ trường đều có B = 2.10-5T Hãy xác định giá trị của từ thông xuyên qua khung dây nói trên ?

Bài 4 : Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài là 25cm, được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường

đều B = 4.10-3T Xác định được từ thông xuyên qua khung dây là 10-2 Wb, hãy xác định chiều rộng của khung dây nói trên ?

Bài 5 : Một khung dây hình vuông có cạnh dài 5cm, đặt trong từ trường đều, khung dây tạo với các đường sức 1 góc 30o, B= 5.10-2 T Hãy tính từ thông xuyên qua khung dây ?

Bài 6 : Một khung dây hình tam giác có cạnh dài 10cm, đường cao của nó là 8cm Cả khung dây được đưa vào 1 từ

trường đều, sao cho các đường sức vuông góc với khung dây, từ thông xuyên qua khung dây là 0,04 Wb Tìm B→

Bài 7 : Một khung dây hình tròn có đường kính d= 10cm Cho dòng điện I=20A chạy trong dây dẫn.

a Tính cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây

b Tính từ thông xuyên qua khung dây

Bài 8 : Một ống dây có chiều dài l= 40cm Gồm 4000 vòng, cho dòng điện I= 10A chạy trong ống dây

a.Tính cảm ứng từ B trong ống dây

b.Đặt đối diện với ống dây 1 khung dây hình vuông, có cạnh a= 5 cm, hãy tính từ thông xuyên qua khung dây

Bài 9 : Hãy xác định suất điện động cảm ứng của khung dây, biết rằng trong khoảng thời gian 0,5s, từ thông giảm từ

1,5 Wb đến 0

Bài 10 : Một hình vuông có cạnh là 5cm, đặt trong từ trường đều có B = 4.10-4T, từ thông xuyên qua khung dây là

10-6 Wb, hãy xác định góc tạo bởi khung dây và vecto cảm ứng từ xuyên qua khung dây ?

Bài 11 : Một khung dây phẳng, diện tích 20cm2 , gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều, góc giữa B và vecto pháp tuyến là 300, B =2.10-4 , làm cho từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,01s Hãy xác định suất điện động cảm ứng sinh

ra trong khung dây ?

Dây dẫn chuyển động trong từ trường

Bài 3: Thanh MN khối lượng m = 2g trượt đều không ma sát với tốc độ v = 5m/s trên hai thanh

thẳng đứng cách nhau l = 50cm được đặt trong từ trường đều nằm ngang như hình vẽ B = 0,2T Bỏ

qua điện trở tiếp xúc Cho g = 10m/s2

a Tính suất điện động cảm ứng trong thanh MN

b Xác định lực từ và dòng điện trong thanh MN

c Tính R

Bài 4: Thanh AB dài l = 20cm , khối lượng m= 10g, B = 0,1T, E = 1,2V, r =0,5Ω

Do lực từ và lực ma sát AB trượt đều với tốc độ v = 10m/s Bỏ qua điện trở dây và nơi tiếp xúc

a Tìm dòng điện trong mạch và hệ số ma sát trượt

b Muốn cho dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A,

cường độ 1,8A thì phải kéo thanh AB trượt đều heo chiều nào,

vận tốc và lực kéo bao nhiêu?

Bài 5: Cho mạch điện như hình, nguồn E=1,5V, r=0,1Ω , MN = 1m, RMN = 2,9Ω ,

B hướng như hình B = 0,1T.Điện trở ampe kế và hai thanh ray không đáng kể

Thanh MN có thể trượt trên 2 đường ray

a Tìm số chỉ Ampe kế và lực từ tác dụng

lên thanh MNnếu MN được giữ yên

b Tìm số chỉ Ampe kế và lựctừ tác dụng lên thanh MN nếu MN chuyển động

đều sang phải với vận tốc v=3m/s

c Muốn ampe kế chỉ 0, MN phải chuyển động về hướng nào với vận tốc là bao nhiêu?

30

A

NM

B 

E r A B

Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ.

Nguồn có E = 1,5V ; r = 0,2Ω Thanh MN dài  = 1m và có điện trở R= 2,8Ω được đặt trong từ trường đều có B = 0,1T Bỏ qua điện trở của Ampe kế

a/ Xác định số chỉ của (A) khi

α/MN đứng yên

β/MN chuyển động về bên phải với vận tốc v = 5m/s

b/Muốn số chỉ ampe kế là 0 thì phải di chuyển MN về phía nào với vận tốc bằng bao nhêu?

Tự cảm



Bài 1: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1H, cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 2A về 0 trong khoảng

thời gian 0,4s Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ống dây trong khoảng thời gian nói trên

Bài 2: Một ống dây có chiều dài là 1,5m, gồm 2000 vòng dây, ống dây có đường kính là 40cm

a Hãy xác định độ tự cảm của ống dây

b Cho dòng điện chạy trong ống dây, dòng điện tăng từ 0  5A trong thời gian 1s, hãy xác định suất điện động tự cảm của ống dây

c Hãy tính cảm ứng từ do dòng điện sinh ra trong ống dây ?

d Năng lượng từ trường bên trong ống dây ?

Bài 3: Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/met Chiều dài của ống dây là 2m, thể tích của ống dây là 200cm3

a Hãy tính số vòng dây trên ống dây ?

b Độ tự cảm của ống dây có giá trị là bao nhiêu ?

c Nếu cho dòng điện I = 10A chạy trong ống dây thì từ trường trong ống dây là bao nhiêu ?

d Nếu dòng điện nói trên tăng đều từ 0 trong thời gian 2s, thì suất điện động tự cảm trong ống dây là bao nhiêu ?

e Năng lượng từ trường bên trong ống dây ?

Bài 4: Cho dòng điện I = 20A chạy trong một ống dây có chiều dài 0,5m Năng lượng từ trường bên trong ống dây là 0,4J.

a Hãy xác định độ tự cảm của ống dây ?

b Nếu ống dây gồm 1500 vòng dây, thì bán kính của ống dây là bao nhiêu ?

Bài 5: Một ống dây dài 40cm, có tất cả 800 vòng dây, diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 cm2 Ống dây được nối với 1 nguồn điện có cường độ tăng từ 0  4A

a Năng lượng của từ trường bên trong ống dây ?

b Nếu suất điện động tự cảm của ống dây là 1,2V, hãy xác định thời gian mà dòng điện đã biến thiên

Bài 6: Ống dây dài 50 (cm), diện tích tiết diện ngang của ống là 10 (cm2) gồm 1000 vòng dây

a Tính độ tự cảm của ống dây ?

b Nếu cường độ dòng điện qua ống dây tăng đều đặn từ 0 đến 10 (A) trong khoảng thời gian là 0,1 (s) Tìm suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó ?

31

n

n n

n = =

2/ Phản xạ toàn phần :

- Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ tại mặt phân cách (không có hiện tượng khúc xạ)

- Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần : + Ánh sáng phải được truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi

trường chiết quang kém ( n1 > n2 )

+ Góc tới phải lớn hơn góc giới hạn i ≥ igh; với sin igh=

1

2 21

Bài 1 : Tia sáng truyền từ nước và khúc xạ ra không khí Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt nước vuông góc nhau Nước có

chiết suất là 4/3 Hãy tính tròn số giá trị của góc tới

Bài 2 : Dùng tia sáng truyền từ thủy tinh và khúc xạ ra không khí Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt thủy tinh tạo với nhau

1 góc 900, chiết suất của thủy tinh là 3/2 Hãy tính tròn số giá trị của góc tới

Bài 3 : Tia sáng đi từ không khí tới gặp mặt phân cách giữa không khí và môi trường trong suốt có chiết suất n dưới góc

tới i = 450 Góc hợp bởi tia khúc xạ và phản xạ là 1050 Hãy tính chiết suất của n ?

Bài 4* : Một tia sáng truyền từ một chất lỏng ra ngoài không khí dưới góc 350 thì góc lệch giữa tia tới nối dài và tia khúc

xạ là 250 Tính chiết suất của chất lỏng

Bài 5 : Chiếu một tia sáng từ không khí vào thủy tinh có chiết suất 1,5 Hãy xác định góc tới sao cho :Góc khúc xạ bằng

nửa góc tới

Bài 6 : Một cái thước được cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang Phần thước nhô khỏi mặt nước là 4cm

Chếch ở trên có một ngọn đèn Bóng của thước trên mặt nước dài 4cm, và ở đáy dài 8cm Tính chiều sâu của nước trong bình, biết chiết suất của nước là 4/3

Bài 7 : Một người nhìn một hòn đá dưới đáy của một cái bể, có cảm giác hòn đá nằm ở độ sâu 0,8m Chiều sâu thực của

bể nước là bao nhiêu ? Người đó nhìn hòn đá dưới 1 góc 600 so với pháp tuyến, chiết suất của nước là 4/3

Bài 8 : Một cái sào được cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang Phần thước nhô khỏi mặt nước là 4cm

Chếch ở trên có một ngọn đèn Bóng của thước trên mặt nước dài 4cm, và ở đáy dài 8cm Tính chiều sâu của nước trong bình, biết chiết suất của nước là 4/3

Bài 9 : Một bể chứa nước có thành cao 80cm và đáy phẳng dài 120cm Độ cao mực nước trong bể là 60cm, chiết suất của

nước là 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng 1 góc 300 so với phương ngang

a Hãy tìm độ dài của bóng đen tạo thành trên mặt nước ?

b Hãy tìm độ dài của bóng đen tạo thành dưới đáy bể ?

Bài 10 : Một điểm sáng S nằm trong chất lỏng chiết suất n, cách mặt chất lỏng 12cm, phát ra chùm tia sáng hẹp đến mặt

phân cách tại điểm I với góc tới rất nhỏ Tia ló truyền theo phương IR Đặt mắt theo phương IR nhìn thấy ảnh ảo S’ của S dường như cách mặt chất lỏng một khoảng 10cm Hãy tìm chiết suất của chất lỏng đó ?

32

Bài 11 : Cho chiết suất của nước là 4/3 Một người nhìn một hòn sỏi nhỏ S nằm ở đáy 1 bể nước sâu 1,2m theo phương

gần vuông góc với mặt nước

a Người đó sẽ thấy ảnh S’ của hòn sỏi cách mặt nước 1 khoảng là bao nhiêu ?

b Nếu ảnh của hòn sỏi S’ cách mặt nước 1,2m thì lúc này hòn sỏi cách mặt nước bao nhiêu ?

Bài 12 : Một người nhìn xuống đáy của một chậu nước có chiết suất n =4/3, chiều cao của lớp nước trong chậu là 20cm

Người đó sẽ thấy đáy chậu dường như cách mặt nước một khoảng là bao nhiêu ?

Bài 13 : Một người nhìn hòn đá dưới suối và có cảm giác hòn đá nằm ở độ sâu 0,8m Người này quan sát hòn đá dưới góc

nhìn 600 so với pháp tuyến., chiết suất của nước là 4/3 Hãy tìm độ sâu của suối nước

Bài 14 : Một cái cọc được cắm thẳng đứng trong một bể rộng, đáy phẳng nằm ngang Phần cọc nhô lên trên mặt nước dài

0,6m Bóng của cọc trên mặt nước dài 0,8m, ở dưới đáy bể là 1,7m Hãy tìm chiều sâu của nước trong bể

Bài 15 : Một cái chậu hình chữ nhật đựng chất lỏng Biết AB = 3cm, AD = 6cm Mắt nhìn theo phương BD thì thấy được

trung điểm M của BC Hãy tính chiết suất của chất lỏng

Phản xạ toàn phần



Bài 1 : Khi tia sáng đi từ nước có chiết suất n = 4/3, vào không khí, hãy tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần ?

Bài 2 : Tia sáng đi từ thủy tinh (n1 = 1,5) đến mặt phân cách với nước n2 = 4/3 Hãy tìm điều kiện của góc tới để không có tia khúc xạ vào trong nước ?

Bài 3 : Một chùm tia sáng SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong

suốt như hình vẽ Tia sáng phản xạ toàn phần ở AC Hãy tìm chiết suất của khối trong

suốt trong điều kiện đó ?

Bài 4 : Có 3 môi trường trong suốt, với cùng góc tới :

- Nếu tia sáng truyền từ 1 vào 2 thì góc khúc xạ là 300

- Nếu tia sáng truyền từ 1 vào 3 thì góc khúc xạ là 450

Hãy tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa (2) và (3) ?

Bài 5 : Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n = 1,41 = 2 Một chùm sáng hẹp

nằm trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bán trụ như hình vẽ Hãy

xác định đường đi của tia sáng với các giá trị của góc α trong các trường hợp sau:

a α = 600 ; b α = 450 ; c α = 300

33

Chương VII : MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC

1/ Lăng kính :

- Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác

- 2 đặc trưng của lăng kính : Góc chiết quang A và chiết suất n của lăng kính

- Lăng kính có tác dụng làm tán sắc ánh sáng, và làm tia ló lệch về phía đáy so với tia tới

* Các công thức của lăng kính :

- Tại mặt phẳng AB : sin i1 = n.sin r1

- Tại mặt phẳng AC : sin i2 = n Sin r2

- Góc chiết quang : A = r1 + r2

- Góc lệch giữa tia tới và tia ló : D = i1 + i2 – A

- Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu :

2

2 1

A r

r = = ; Dmin = 2 i − A

* Chú ý : Nếu i và A nhỏ thì ta có :

i1 = n r1 ; i2 = n.r2 ; A = r1 + r2 ; D = (n -1).A

2/ Thấu kính mỏng :

- Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi 2 mặt cong hoặc 1 mặt cong và 1 mặt phẳng

- Phân loại thấu kính ( xét trong không khí)

+ Thấu kính giới hạn bởi 2 mặt lồi : còn gọi là thấu kính rìa mỏng, thấu kính hội tụ

+ Thấu kính giới hạn bởi 2 mặt lõm : còn gọi là thấu kính rìa dày, thấu kính phân kỳ

- Khảo sát thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ :

a) Quang tâm : Là điểm nằm giữa thấu kính

- Tính chất của quang tâm : Mọi tia sáng đi qua quang tâm đều truyền thẳng

b) Tiêu điểm chính : Là điểm đặc biệt nằm trên trục chính, là nơi hội tụ (hoặc điểm đồng quy) của chùm tia ló (hoặc tia tới) – 1 tk có 2 tiêu điểm chính ( 1 tiêu điểm vật – 1 tiêu điểm ảnh)

- Tính chất : Nếu tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính

Nếu tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính

* Để vẽ ảnh tạo bởi 1 thấu kính :

Vẽ 2 trong 3 tia đặc biệt sau đây :

+ Tia sáng đi qua quang tâm O thì truyền thẳng

+ Tia sáng tới đi qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính

+ Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính

Giao điểm của các tia nói trên chính là ảnh của vật

** Chú ý : Tiêu điểm vật của tkht nằm trước tk, còn của tkpk thì nằm sau tk

c) Tiêu cự (f) : Là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính (Đơn vị : m)

- Qui ước : Tkht : f > 0

Tkpk : f < 0d) Độ tụ (D) : Đại lượng đặc trưng cho khả năng hội tụ ánh sáng của tk (Đơn vị : dp – điốp)

- Tiêu cự :

'

1 1 1

d d

f = + hay

'

'

d d

d d f

d f

f d

f d d

−

= ' '.

- Vị trí ảnh :

d f d

1 1 '

1 = − hay

f d

f d d

−

'

34

- Số phóng đại :

B A

B A d

- Cần ghi nhớ : Vật và ảnh luôn di chuyển cùng chiều.

g) Một số công thức đặc biệt cần ghi nhớ :

- Mối liên hệ giữa d, d’, k, f :

d f

f k

−

f

d f

- Đề cho khoảng cách giữa vật và ảnh là a, và cho tiêu cự f thì ta có : d + d’ = a và ta lập được phương trình :

d2 – a.d + a.f = 0 (1) Giải pt (1) và loại nghiệm ta tìm được d

- Giữ nguyên vị trí vật, ảnh dịch chuyển thấu kính, xác định tiêu cự của thấu kính thì ta có công thức :

a

l a f

f d f a d

f a d b

+ chú ý : Vật, ảnh lại gần TK thì lấy dấu trừ, vật, ảnh ra xa thì lấy dấu cộng

3/ Hệ thấu kính : Cho quang hệ như hình vẽ :

L1 , L2 là 2 tk ghép với nhau đồng trục, l là khoảng cách giữa 2 tk Ta có

* Nếu 2 tk ghép sát nhau, từ hình vẽ ta có : d’1 + d2 = 0  d’1 = - d2

- Tiêu cự của hệ :

2 1

1 1 1

f f

2

1 1 1

d d

f = +

- Độ tụ của hệ : D = D1 + D2

- Số phóng đại :

1 2

- Điểm cực viễn : Cv là điểm xa nhất mà mắt còn nhìn thấy rõ vật (Khi mắt nhìn vật ở cực viễn thì không điều tiết  fmax)

- Điểm cực cận : Cc là điểm gần nhất mà mắt còn nhìn rõ vật (Khi mắt nhìn vật ở cực cận thì mắt điều tiết tối đa  fmin)

35

- Khoảng cực viễn : là khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn : OCv.

- Khoảng cực cận : là khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận : Đ = OCc

- Các tật của mắt :

+ Mắt cận : Có OCv hữu hạn, điểm cực cận Cc gần hơn bình thường

Để khắc phục : đeo kính phân kỳ f = -OCv (kính đeo sát mắt)

+ Mắt viễn : Nhìn ở vô cực đã phải điều tiết, điểm CC xa hơn bình thường

Để khắc phục : đeo kính hội tụ

+ Mắt lão : CC xa hơn bình thường, CV ở vô cực Khắc phục : Đeo kính hội tụ

-Năng suất phân li của mắt : góc trông vật nhỏ nhất mà mắt còn phân biệt được 2 điểm trên vật

- Chú ý : Qua kính phân kỳ, vật ở vô cực tạo ảnh ở CV, vật ở điểm gần nhất tạo ảnh ở CC

5/ Kính lúp – Kính hiển vi – Kính thiên văn

- Ngắm chừng : là quan sát ảnh ở 1 vị trí

- Số bội giác : G = α/α0 = tan α/tanα0 (α : góc trông ảnh, α0 : góc trông vật lớn nhất (vật ở CC))

a) Kính lúp ( f = vài cm) : vật phải đặt trong tiêu cự của kính lúp + ảnh nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

Số bội giác của kính lúp :

Vật kính tạo ảnh thật nằm trong tiêu cự của thị kính

KHV luôn tạo ảnh ảo lớn hơn vật, ngược chiều với vật

Số bội giác của kính hiển vi :

2

1.

.

f f

Đ

c) Kính thiên văn : Dùng để quan sát vật ở rất xa

Cấu tạo : Gồm vật kính : là TKHT có tiêu cự vài chục met, thị kính là kính lúp dùng để quan sát ảnh tạo bởi vật kính

Số bội giác của KTV :

c Nếu tăng góc tới thì góc lệch D có thay đổi không ? Vì sao ?

Bài 2 : Một lăng kính có góc chiết quang A = 600,chiết suất n = 1,41 hãy tính góc tới i để xuất hiện tia ló ra khỏi lăng kính ?

Bài 3 : Một tia sáng từ không khí tới gặp mặt bên của lăng kính có góc chiết quang A = 600, chiết suất 1,73, với góc tới i =

600

a Tính góc lệch D của tia sáng ?

b Ta có thể giảm D bằng cách thay đổi góc tới i được không ?

Bài 4* : Một lăng kính tam giác ABC có chiết suất n = 3, tia sáng tới mặt bên của lăng kính cho tia ló với góc lệch cực tiểu D = A Hãy tính A ?

Bài 5 : Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là 1 tam giác vuông cân ABC ( AB = AC), có chiết suất n=1,5 Chiếu 1 tia

sáng SI vuông góc với mặt BC tại I Hãy vẽ đường đi của tia sáng ?

Bài 6 : Một lăng kính có góc chiết quang là 600

. Chiếu 1 tia sáng đơn sắc thì thấy góc lệch cực tiểu là 300 Tìm chiết suất của lăng kính nói trên ?

36

Bài 7 : Một lăng kính có chiết suất n = 3, chiếu một tia sáng đơn sắc thì thấy góc lệch cực tiểu là 600 Hãy tìm góc chiết quang của lăng kính ?

Bài 8 : Cho một lăng kính có tiết diện là 1 tam giác vuông ABC ( B = 900), góc chiết quang A = 300, chiết suất là n = 2, tính góc lệch của 1 tia sáng đơn sắc chiếu tới vuông góc với AB ?

Bài 9 : Một lăng kính có tiết diện là 1 tam giác đều ABC, chiếu tới mặt bên AC một tia sáng đơn sắc, song song với cạnh

BC của lăng kính Chiết suất của lăng kính là n =1,5 Em hãy :

b Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị bao nhiêu ?

c Chiết suất của lăng kính ?

Bài 12 : Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A Một tia sáng đơn

sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB Sau 2 lần phản xạ toàn phần trên 2 mặt AC và AB

Tia sáng ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC Vẽ đường truyền của tia sáng và tính góc chiết quang A

Bài 13 : Lăng kính có chiết suất n =1,5, góc chiết quang A = 300 Chiếu 1 chùm tia sáng hẹp, đơn sắc đến vuông góc với mặt bên của lăng kính

a Tính góc ló và góc lệch của chùm tia sáng

b Thay lăng kính trên bằng 1 lăng kính có chiết suất n’, thì thấy tia ló đi sát mặt sau của lăng kính Hãy tìm n’

Xác định ảnh của vật ; Xác định tiêu cự của thấu kính

b Nếu vật sáng cao 2cm thì ảnh cao bao nhiêu ? Có chiều như thế nào so với vật ?

Bài 3 : Một TK hội tụ có độ tụ D = 10 dp Đặt một vật sáng có chiều cao 2cm trước thấu kính 10cm.

a Tiêu cự của thấu kính có giá trị là bao nhiêu ?

b Xác định tính chất và vị trí của ảnh ?

Bài 4 : Một TK hội tụ có f = 10cm Vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính và cách TK 1 đoạn là d Hãy xác định vị trí,

tính chất và số phóng đại, vẽ hình trong các trường hợp sau :

TK trên là TK gì ? Có tiêu cự bằng bao nhiêu ?

Bài 6 : Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của 1 TK hội tụ có tiêu cự f = 10cm, qua TK xác định được ảnh của vật

cao bằng 1 nửa vật và ngược chiều so với vật Hãy xác định vị trí của vật

Bài 7 : Trên trục chính của 1 TK hội tụ có tiêu cự 30cm, người ta đặt 1 vật sáng AB vuông góc với trục chính Qua TK

thu được 1 ảnh thật A’B’ lớn gấp 3 lần vật

a Hãy xác định vị trí của vật và ảnh

b Vẽ hình

Bài 8 : Một vật phẳng nhỏ AB được đặt vuông góc với trục chính của 1 TK hội tụ có độ tụ D = 4dp.

a Xác định vị trí của vật để thu được ảnh thật A’B’ có chiều cao bằng 1 nửa vật ?

b Khi vật đặt cách thấu kính 10cm thì ảnh A’B’ có tính chất như thế nào, chiều cao của ảnh ?

Bài 9 : TK phân kỳ có độ tụ D = -5dp, đặt vật AB, cao 4cm trước TK và cách TK 30cm.

a Hãy xác định tiêu cự của TK nói trên ?

37

b Ảnh nằm cách TK bao nhiêu ?

c Khoảng cách giữa vật và ảnh là bao nhiêu ?

d Chiều cao của ảnh ? Vẽ hình ?

Bài 10 : Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f, đặt vật AB cao 2cm trước thấu kính thì cho ảnh ảo nằm cùng phía với vật và

Bài 1: TK hội tụ có tiêu cự 20cm, đặt vật sáng AB trước TK, vuông góc với trục chính của TK, tìm vị trí của ảnh và vật,

cho biết khoảng cách giữa vật và ảnh là :

Bài 2 : Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của 1 TK hội tụ, cho ảnh thật lớn gấp 4 lần vật và cách vật 150cm.

a Xác định vị trí của ảnh thu được

b Xác định tiêu cự của TK nói trên ?

Bài 3 : Một TK hội tụ có tiêu cự f = 6cm, vật sáng AB đặt trên trục chính, vuông góc với TK, cho ảnh thật A’B’ cách vật

25cm Hãy xác định vị trí của vật và ảnh ?

Bài 4 : Trước 1 TK phân kỳ người ta đặt 1 vật sáng AB, qua TK vật cho ảnh ảo A’B’, khoảng cách từ vật đến ảnh là 10

cm Hãy xác định khoảng cách từ vật đến TK, cho biết tiêu cự của TK nói trên là -20cm

Bài 5 : Một TK hội tụ có tiêu cự f = 10cm đặt vật sáng AB trước TK qua TK vật cho ảnh A’B’ nằm cách vật 30cm Hãy

xác định khoảng cách từ vật đến TK

Bài 6 : Vật sáng AB đặt song song và cách màn 1 khoảng 54cm, giữa vật và màn, người ta đặt 1 TK sao cho thu được ảnh

AB’ hiện rõ trên màn và lớn gấp 2 lần vật

a Hãy cho biết TK trên là TK loại gì ?

b Khoảng cách từ vật đến TK ?

c Tiêu cự của TK nói trên ?

Bài 7 : Đặt 1 vật sáng AB có chiều cao 2cm trước 1 TK hội tụ có tiêu cự f = 15cm Cách vật AB 1,8m người ta đặt 1 màn

Bài 1 : Vật sáng AB đặt trên trục chính của 1 TK hội tụ, độ lớn tiêu cự là 12cm, cho ảnh thật A’B’ Khi dời AB lại gần

TK 6cm thì S’ dời đi 2cm Xác định vị trí của vật và ảnh trước và sau khi di chuyển vật

Bài 2 : Đặt 1 vật AB trước 1 TK hội tụ, cách TK 15cm thì thu được ảnh của vật hiện rõ trên màn đặt sau TK Dịch chuyển

vật 1 đoạn 3cm lại gần TK thì lúc này ta phải dịch chuyển màn ra xa TK để thu được ảnh hiện rõ nét Ảnh sau cao gấp 2 lần ảnh trước, xác định tiêu cự của TK ?

Bài 3 : Đặt 1 vật AB trên trục chính của TK hội tụ, vật cách kính 30cm Thu được ảnh hiện rõ trên màn Dịch chuyển vật

lại gần TK thêm 10cm thì ta phải dịch chuyển màn ảnh thêm 1 đoạn nữa mới thu được ảnh, ảnh sau cao gấp đôi ảnh trước

a Hỏi phải dịch chuyển màn theo chiều nào ?

b Tìm tiêu cự của TK ?

c Tính số phóng đại của các ảnh ?

Bài 4* : TK hội tụ có tiêu cự f Khi dịch chuyển vật lại gần TK 1 đoạn 5cm thì ảnh dịch chuyển lại gần hơn so với lúc đầu

1 đoạn 90cm và có độ cao bằng 1 nửa so với ảnh lúc đầu Hãy xác định tiêu cự của TK ?

Bài 5 : TKHT có tiêu cự f = 12cm Điểm sáng A trên trục chính cho ảnh thật A’ Dời A lại gần TK thêm 6cm thì ảnh A’

dời 2cm, không đổi tính chất Xác định vị trí của vật và ảnh lúc ban đầu ?

Bài 6 : TK hội tụ làm bằng thủy tinh có tiêu cự f = 40cm Đặt 1 vật sáng AB trước TK, hãy xác định

a Vị trí đặt vật để thu được 1 ảnh thật có độ cao bằng 4 lần vật ?

b Nếu từ câu a, tịnh tiến vật ra xa TK 1 đoạn a = 30cm thì phải di chuyển TK về vị trí nào để tiếp tục thu được ảnh hiện

rõ trên màn, và di chuyển 1 đoạn bằng bao nhiêu ?

38

Bài 7 : Vật cao 5cm, qua TK hội tụ tạo ảnh cao 15cm trên màn Giữ nguyên vị trí TK nhưng dời vật ra xa TK thêm 1,5cm,

dời màn hứng ảnh để thu rõ ảnh của vật Ảnh có độ cao 10cm Tìm tiêu cự của TK ?

Bài 2 : Trước TK hội tụ L1 (f = 10cm), đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính, cách TK khoảng d = 4m

a Xác định ảnh A1B1 của AB tạo bởi L1

b Sau L1 và cách L1 1 đoạn a = 4cm, đặt thêm TK phân kỳ L2 có độ tụ D = -10 dp, 2 TK đồng trục Hãy xác định ảnh A’B’ của vật tạo bởi hệ TK ?

Bài 3 : Hai TKHT L1, và L2 có tiêu cự lần lượt là f1 = 20cm, f2 = 10cm, có trục chính trùng nhau, đặt cách nhau 1 khoảng a

= 55cm Vật sáng AB cao 1cm đặt trước L1, cách L1 1 đoạn 40cm

a Xác định vị trí, tính chất, chiều và độ lớn của ảnh A2B2 cho hệ 2 TK nói trên

b Vẽ ảnh của vật qua hệ TK nói trên ?

Bài 4 : Hai TKHT L1,L2 có tiêu cự lần lượt là f1 = 10cm, f2 = 5cm đặt cách nhau 1 khoảng a = 20cm, sao cho trục chính trùng nhau

a Để hệ cho ảnh thật của 1 vật thì vật phải đặt trong khoảng cách nào ?

b Đặt vật AB trước hệ và cách TK 1 thì qua hệ thu được 1 ảnh thật có chiều cao bằng 2/3 lần vật Hãy xác định khoảng cách từ vật tới TK 1 ?

Bài 5* : Một TK phẳng lồi L1 có tiêu cự f1 = 30cm được ghép sát đồng trục với một TK phẳng lồi L2 có tiêu cự f2

= 60cm Mặt phẳng 2 kính ghép sát nhau như hình vẽ :

TK L2 có đường kính gấp đôi L1 Một điểm sáng S nẳm

trên trục chính của hệ, trước L1

a Chứng tỏ rằng có 2 ảnh của S được tạo bởi hệ

b Tìm điều kiện về vị trí của S để 2 ảnh đều thật và đều ảo

Bài 6 : Cho 2 tkht L1, L2 có tiêu cự lần lượt là 20 (cm) và 25 (cm), đặt đồng trục và cách nhau 1 khoảng a = 80(cm) Vật sáng AB đặt trước L1 một đoạn 30 (cm), vuông góc với trục chính của 2 TK, hãy xác định tính chất và vị trí của ảnh cuối cùng tạo bởi hệ

Bài 7 : Cho TK O1 có độ tụ D1 = 4 dp đặt đồng trục với TK O2 có độ tụ D2 = -5dp, khoảng cách O1O2 = 70cm Điểm sáng

S nằm trên trục chính của hệ, trước O1 và cách O1 một khoảng 50cm Hãy xác định ảnh S’’ tạo bởi quang hệ có tính chất như thế nào ?

Bài 8 : Hai TK L1, L2 được ghép đồng trục, cách nhau 40cm, tiêu cự của L1 là 20cm, còn độ tụ của L2 là – 4dp Đặt trước

L1 1 vật sáng AB có chiều cao 4cm, cách L1 1 khoảng 25cm

a Xác định tính chất, vị trí và độ cao của ảnh cuối cùng tạo bởi hệ TK trên ?

b Muốn ảnh cuối cùng là ảnh thật và cách L2 1 đoạn là 5cm thì vật sáng AB phải được đặt cách L1 bao nhiêu cm ?

Bài 9 : Hệ gồm 2 TK hội tụ có cùng tiêu cự f = 10 cm ghép đồng trục, sát nhau Đặt vật sáng AB cao 2cm trước TK L1, cách TK L1 20cm

a Hãy xác định tiêu cự tương đương của hệ 2 TK nói trên ?

b Xác định tính chất,vị trí và độ cao của ảnh cuối cùng tạo bởi hệ trên ?

Bài 10 : Liền sau TK hội tụ L1 ( có D1 = 5dp) người ta đặt TK phân kỳ L2 có tiêu cự f2 = -10 cm

a Tính độ tụ tương đương của hệ 2 TK ghép sát nói trên ?

b Trước L1 người ta đặt 1 vật sáng AB có chiều cao 4cm, cách L1 1 khoảng là d1, hãy xác định d1 để ảnh cuối cùng tạo bởi hệ là ảnh ảo và có chiều cao bằng 2 lần vật ?

Mắt và các tật của mắt.



Bài 1: Một người bị cận thị phải đeo kính cận có độ tụ là - 0,5 dp Nếu muốn xem tv mà người đó không muốn đeo kính

thì người đó có thể ngồi cách màn hình xa nhất 1 khoảng bằng bao nhiêu ?

Bài 2: Một người bị cận thị, về già khi đọc sách cách mắt gần nhất 25cm thì cần phải đeo kính 2 độ Khoảng thấy rõ của

người đó có giá trị là bao nhiêu ?

Bài 3: Một người có điểm cực viễn Cv cách mắt 50cm

a Mắt người này bị tật gì ?

39

b Người đó muốn quan sát vật ở vô cùng mà không phải điều tiết mắt thì người ấy phải dùng kính có độ tụ bằng bao nhiêu ? (Coi kính đeo sát mắt).

c Điểm Cc của người này cách mắt 10cm, khi đeo kính thì sẽ quan sát được vật cách mắt gần nhất là bao nhiêu ?

Bài 4: Một người cận thị dùng 1 tkpk có độ tụ D1 = -2dp mới có thể thấy những vật ở rất xa mà mắt không phải điều tiết

a Hỏi khi không đeo kính thì người đó sẽ thấy vật nằm cách xa mắt mình nhất là bao nhiêu ?

b Nếu người ấy chỉ đeo kính có độ tụ D = -1,5dp thì người ấy sẽ quan sát được vật xa nhất cách mắt 1 khoảng bao nhiêu ?

Bài 5: Mắt một người cận thị có khoảng nhìn thấy rõ ngắn nhất là 12,5cm và giới hạn nhìn rõ là 37,5cm.

Hãy xác định tiêu cự của tk cần phải đeo để người này có thể nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết ? (Coi kính đeo sát mắt)

Bài 6: Một người có điểm cực viễn và cực cận cách mắt lần lượt là 0,5m và 0,15m.

a Người này bị tật gì về mắt ?

b Phải ghép sát mắt một tk có độ tụ bằng bao nhiêu để nhìn thấy vật đặt cách mắt 20 cm không điều tiết ?

Bài 7 : Một người đứng tuổi nhìn rõ được các vật ở xa, nhưng muốn nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 27cm thì phải đeo kính

có độ tụ +2,5 dp cách mắt 2cm

a Xác định điểm CC và CV của mắt

b Nếu người này đeo kính sát mắt thì có thể nhìn rõ các vật ở trong khoảng nào ?

Bài 8: Một mắt có võng mạc cách thủy tinh thể 15mm Hãy tìm tiêu cự và độ tụ của thủy tinh thể khi quan sát vật AB

trong 2 trường hợp

a Vật AB ở vô cực ?

b Vật AB cách mắt 80cm ?

Bài 9: Một mắt cận thị về già có các điểm cực cận và cực viễn cách mắt lần lượt là 40 cm và 100 cm.

Hãy tính độ tụ của tk phải ghép sát vào mắt để có thể nhìn thấy vật ở vô cùng mà không điều tiết ?

Bài 10: Một người có tật ở mắt, phải đeo kính có độ tụ +2dp, khi đeo kính người này nhìn rõ các vật ở xa vô cùng không

cần điều tiết và đọc được sách đặt cách xa ít nhất là 25cm

a Mắt người này bị tật gì ?

b Nếu không đeo kính thì người này cần đặt sách cách mắt bao nhiêu ?

Bài 11: Một người cận thị phải đeo kính cận 4 độ mới thấy rõ các vật ở xa vô cùng, khi đeo kính sát mắt người đó chỉ đọc

được những trang sách cách mắt ít nhất là 25cm Xác định giới hạn nhìn rõ của người này khi không đeo kính ?

Ôn tập học kì 2.



Bài 1: Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = 3.10-2 T Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A Hãy xác đinh độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây:

a Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ ?

b Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ ?

c Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450

Bài 2: Một đoạn dây thẳng MN dài 6cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T Lực từ tác

dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ?

Bài 3: Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm

ứng từ có B = 5mT Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên ?

Bài 4: Một dây dẫn dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10A Hãy xác định cảm ứng từ do dòng điện

trên gây ra tại:

a Điểm M nằm cách dây dẫn 5cm

b Điểm N nằm cách dây dẫn 8 cm

c Ở điểm D có cảm ứng từ là 4.10-5 T, điểm D nằm cách dây dẫn 1 đoạn bằng bao nhiêu ?

Bài 5: Hãy xác định từ trường do dòng điện có cường độ I = 50A chạy trong dây dẫn trong các trường hợp

a Dây dẫn dài vô hạn, tìm từ trường tại điểm nằm cách dây 2 cm ?

b Dây dẫn được uốn thành hình tròn có đường kính 10 cm ?

Bài 6: Một ống dây có chiều dài 20cm, gồm 500 vòng dây, cho cường độ I = 5A chạy trong ống dây, hãy xác định cảm

ứng từ bên trong ống dây ?

Bài 7: Một ống dây dài 50cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2A Cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn

B = 25.10-4 Hãy xác định số vòng dây của ống dây ?

Bài 8: Một ống dây hình trụ có chiều dài 1,5m gồm 4500 vòng dây.

a Xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây khi cho dòng điện I = 5A chạy trong ống dây ?

40