Tính công của lực điện trường thực hiện lên một điện tích q khi nó dịch chuyển từ A đến B ngược chiều đường sức với q = ±10-6 C.. Tính công lực điện trường khi điện tích q chuyển động tr
Trang 1CHƯƠNG I : ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG DẠNG 3 : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG HIỆU ĐIỆN THẾ
1/ Công của lực điện trường: A = qEd (J); công A có thể dương, âm
AMN = – ANM với d là hình chiếu của đường đi lên phương của 1 đường sức bất kì
2/ Hiệu điện thế: UMN = VM – VN = – (VN – VM) = – UNM; U(V):
+ Lưu ý: điện thế giảm theo chiều của đường sức điện
+ Điểm được chọn làm mốc điện thế: V = 0, thường chọn mặt đất hoặc xa vô cực
3/ Hiệu điện thế và công của lực điện trường: AMN = q.UMN và E = U
d (V/m)
Bài 1: Một điện trường đều có cường độ E = 2500 V/m Hai điểm A và B cách nhau 10 cm khi
tính dọc theo đường sức Tính công của lực điện trường thực hiện lên một điện tích q khi nó dịch
chuyển từ A đến B ngược chiều đường sức với q = ±10-6 C
Bài 2: Một điện tích điểm q = +10.10-6 C chuyển động từ đỉnh B đến đỉnh C của một tam giác
đều ABC Tam giác đều ABC nằm trong điện trường đều có cường độ điện trường E = 5000
V/m Đường sức điện từ này song song với cạnh BC và có chiều từ C→ B, cạnh tam giác bằng
a = 10 cm Tính công lực điện trường khi điện tích q chuyển động trong hai trường hợp sau:
a/ q chuyển động theo đoạn thẳng BC
b/ q chuyển động theo đoạn gấp khúc BAC Tính công trên các đoạn BA, AC
ĐS: a.ABC = - 5.10-3J , b ABA = - 2,5.10-3J , AAC = -2,5.10-3J
Bài 3: Một điện tích q = 10-8 C dịch chuyển theo các cạnh của một tam giác đều ABC có cạnh
a = 20 cm đặt trong điện trường đều có cường độ E = 3000 V/m Tính công thực hiện để dịch
chuyển điện tích q theo các cạnh AB, BC, CA và ABCA
Biết rằng chiều của điện trường E r
có hướng song song với BC
Bài 4: Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều
sao choE r
có hướng song song với CA
Biết AB ⊥AC và AB = 6 cm, AC = 8 cm
a/ Tính cường độ điện trường E,UAB và UBC.Biết UCD = 100V (Biết DA=AC )
b/ Tính công của điện trường khi electron di chuyển từ B đến C, từ B đến D
Bài 5: Cho một điện trường đều có cường độ E = 4.103 V/m, vectơ Er
song song với cạnh huyền
BC của tam giác vuông ABC có chiều từ B→C
a/ Tính hiệu điện thế UBC,UAC, UAC Biết AB = 6 cm; AC = 8 cm
b/ Gọi H là chân đứng cao hạ từ đỉnh A xuống cạnh huyền Tính UAH.
Bài 6:Một electron bay dọc theo đường sức của điện trường đều ur
Evới vận tốc v0 = 106 m/s và đi được quãng đường d = 20 cm thì dừng lại Tìm độ lớn của cường độ điện trường E (me = 9,1.10
-31 kg , qe = -1,6.10-19C.)
Bài 7: Một prôtôn bay theo phương của một đường sức, prôtôn ở điểm A thì vận tốc của nó bằng
2,5.104 m/s, khi bay đến B thì thì vận tốc nó bằng không, điện thế tại A bằng 500 V Hỏi điện thế
tại B? biết mp = 1.67.10-27g, qp = 1,6.10-19C
ĐS : VB = 503,3V
Bài 8: Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có điện tích được đặt
song song Cho d1 = 5 cm, d2 = 8 cm Coi điện trường giữa các
bản là điện trường đều và có chiều như hình vẽ Cường độ điện
trường E1 = 40000 V/m, E2 = 50000 V/m Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế
là điện thế của bản A
ĐS: VB = - 2000V , VC = 2000V
Bài 9: Một hạt bụi nhỏ có m = 0,1mg nằm lơ lửng trong điện trường của một tụ điện phẳng , các
đường sức điện có phương thẳng đứng và có chiều hướng từ dưới lên trên, hiệu điện thế giữa hai bản là 120V, khoảng cách giữa hai bản là 1cm Tính điện tích hạt bụi, lấy g=10m/s2
TRẮC NGHIỆM :
Câu 1: Đặt một điện tích âm, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ Điện tích sẽ
chuyển động:
A dọc theo chiều của đường sức điện trường B ngược chiều đường sức điện trường
C vuông góc với đường sức điện trường D theo một quỹ đạo bất kỳ
Câu 2: Công của lực điện không phụ thuộc vào
A vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi B cường độ của điện trường
C hình dạng của đường đi D độ lớn điện tích bị dịch chuyển
Câu 3: Mối liên hệ giưa hiệu điện thế UMN và hiệu điện thế UNM là:
A UMN = UNM B UMN = - UNM C UMN =
NM U
1 D UMN =
NM U
1
Câu 4: Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ E,
hiệu điện thế giữa M và N là UMN, khoảng cách MN = d Công thức nào sau đây là không đúng?
A UMN = VM – VN B UMN = E.d C AMN = q.UMN D E = UMN.d
Câu 5: Một điện tích q chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín Gọi
công của lực điện trong chuyển động đó là A thì
A A > 0 nếu q > 0 B A > 0 nếu q < 0 D A = 0 trong mọi trường hợp
C A ≠ 0 còn dấu của A chưa xác định vì chưa biết chiều chuyển động của q
Câu 6: Công của lực điện trường khác 0 trong khi điện tích
A dịch chuyển giữa 2 điểm khác nhau cắt các đường sức
B dịch chuyển vuông góc với các đường sức trong điện trường đều
C dịch chuyển hết quỹ đạo là đường cong kín trong điện trường
D dịch chuyển hết một quỹ đạo tròn trong điện trường
Câu 7: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 2μC ngược chiều một đường sức
trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là
Câu 8: Một êlectron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều Cường độ điện
trường E = 100 (V/m) Vận tốc ban đầu của êlectron bằng 300 (km/s) Khối lượng của êlectron là
m = 9,1.10-31 (kg) Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của êlectron bằng không thì êlectron chuyển động được quãng đường là:
A S = 5,12 (mm) B S = 2,56 (mm) C S = 5,12.10-3 (mm) D S = 2,56.10-3 (mm)
Câu 9: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN = 1 (V) Công của điện trường làm dịch chuyển điện tích q = - 1 (C) từ M đến N là:
A A = - 1 (J) B A = + 1 (J) C A = - 10 (J) D A = + 1 (J)
Trang 2DẠNG 4 : TỤ ĐIỆN & NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG
1/ Điện dung của tụ điện: Q
C =
U(F) 2/ Điện dung của tụ điện phẳng: C = 9.S
9.10 4 d
ε π
S: diện tích đối diện giữa 2 bản tụ (m2) và d : khoảng cách giữa hai bản (m)
3/ Năng lượng điện trường của tụ điện: W =
2 2
4/ Hiệu điện thế giới hạn: Ugh = Egh.d
Cb = C1 + C2 + C3 + ………+ Cn
C = C + C + C + + C
Qb = Q1 + Q2 + Q3 + ………+ Qn Qb = Q1 = Q2 = Q3 = ……… = Qn
Ub = U1 = U2 = U3 = ………= Un Ub = U1 + U2 + U3 + ……… + Un
Bài 1: Tụ điện phẳng có các bản hình tròn, bán kính 10 cm, hiệu điện thế giữa hai bản U
= 108 V và khoảng cách giữa hai bản d = 1 cm Biết giữa hai bản là không khí Tính
điện tích của tụ điện ( Đs: 3.10 -9 C )
ĐS:
Bài 5: Tính điện dung tương đương, điện tích và hiệu điện thế trong mỗi tụ trong các
trường hợp sau:
a/ C1 = 2µ F, C2 = 4µ F C3 = 6µ F, UAB = 100 V với (C1// C2 // C3)
b/ C1 = 1µ F, C2 = 1,5µ F C3 = 3µ F, UAB = 120 V với (C1 nt C2 nt C3)
c/ C1 = 0,25µ F, C2 = 1µ F C3 = 3µ F, UAB = 12 V với[ (C ntC ) // C2 3 1]
d/ C1 = C2 = 2µ F C3 = 1µ F, UAB = 10 V với[ (C // C )ntC2 3 1]
Bài 4: Cho bộ tụ mắc như hình vẽ: C1 = C3 = 3µ F, C2 = 12 µ F
a/ Tính điện dung tương đương của bộ tụ
b/ Nối hai đầu A và B vào hai cực của nguồn điện có hiệu
điện thế U = 4 V Tính điện tích và hiệu điện thế trên mỗi tụ
Bài 6: Bộ tu điện ghép như hình vẽ: C1= 5 µ F, C2 = 3µ F
C3 = 1,5µ F,C4 = 12µ F, UAB = 6V
a/ Tính điện dung tương đương
b/ Tính Qb, U2 , Q3 và UAN
c/ Nếu tụ C2 bị đánh thủng.Tính U4
Bài 8: Bộ tụ điện ghép như hình vẽ: C1 = 6 µF, C2 = 3 µF
C3 = 4 µF, C4 = 12 µF, UAB = 6 V
a/ Tính điện dung tương đương của bộ tụ
b/ Tính Q1, U4 và tính hiệu điện thế UMN
c/ Nếu tụ điện C2 bị đánh thủng Tính điện dung tương đương của bộ tụ điện
*TRẮC NGHIỆM : Câu 1: Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng 20.10-9 C Điện dung của tụ là : A 2 μF B 2 mF C 2 F D 2 nF
Câu 1: Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 4 V thì tụ tích được một điện lượng 2 μC Nếu
đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng
Câu 1: Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 2V Để tụ đó
tích được điện lượng 2,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế
Câu 1: Để tích điện cho tụ điện, ta phải
A mắc vào hai bản tụ một hiệu điện thế B cọ xát các bản tụ với nhau
C đặt tụ gần vật nhiễm điện D đặt tụ gần nguồn điện
Câu 1: Trong các nhận xét về tụ điện dưới đây, nhân xét không đúng là
A Điện dung đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ
B Điện dung của tụ càng lớn thì tích được điện lượng càng lớn
C Điện dung của tụ có đơn vị là Fara (F)
D Hiệu điện thế càng lớn thì điện dung của tụ càng lớn
Câu 1: Nếu hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng 2 lần thì điện dung của tụ
A tăng 2 lần B giảm 2 lần C tăng 4 lần D không đổi
Câu 1: Một tụ có điện dung 2 μF Khi đặt một hiệu điện thế 4 V vào 2 bản của tụ điện thì tụ
tích được một điện lượng là
A 2.10-6 C B 16.10-6 C C 4.10-6 C D 8.10-6 C
Câu 1: Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng 20.10-9 C Điện dung của tụ là: A 2 μF B 2 mF C 2 F D 2 nF
Câu 1: Bốn tụ điện giống nhau có điện dung C được ghép nối tiếp với nhau thành một bộ tụ
điện Điện dung của bộ tụ điện đó là:
A Cb = 4C B Cb = C/4 C Cb = 2C D Cb = C/2
Câu 1: Ba tụ điện giống nhau có điện dung C được ghép song song với nhau thành một bộ tụ
điện Điện dung của bộ tụ điện đó là:
A Cb = 3C B Cb = C/3 C Cb = 1,5C D Cb = 2C/3
Câu 1: Một tụ điện có điện dung 500 (pF) được mắc vào hiệu điện thế 100 (V) Điện tích của tụ
điện là:
A q = 5.104 (μC) B q = 5.104 (nC) C q = 5.10-2 (μC) D q = 5.10-4 (C)
Câu 1: Cho một tụ điện phẳng không khí tích điện tích Q Sau đó ngắt nó ra khỏi nguồn và lấp
đầy khoảng không gian giữa hai bản tụ bằng chất điện môi có ε = 5 thì
A điện tích của tụ tăng 5 lần B hiệu điện thế của tụ tăng 5 lần.
C điện tích của tụ giảm 5 lần D hiệu điện thế của tụ giảm 5 lần.
Câu 1: Hai tụ điện có điện dung C1 = 0,4 (μF), C2 = 0,6 (μF) ghép song song với nhau Mắc bộ
tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10-5 (C) Hiệu điện thế của nguồn điện là:
A U = 75 (V) B U = 50 (V) C U = 7,5.10-5 (V) D U = 5.10-4 (V)