giáo án chuyên đề Lý 11

giáo án chuyên đề Lý 11 tham khảo

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Ngày soạn

Ngày giảng:

BUỔI 1: ĐỊNH LUẬT CU-LƠNG.ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH

I.MỤC TIÊU :

- Kiến thức cơ bản về định luật cu lơng, định luật bảo tồn điện tích

- Bài tập vận dụng định luật cu lơng

- Vận dụng được các kiến thức về véc tơ để xác định lực tương tác Cu lơng

- Vận dụng giải được các dạng tốn cơ bản và nâng cao về định luật cu lơng, định luật bảotồn điện tích

II CHUẨN BỊ :

GV: Chuẩn bị hệ thống kiến thức, hệ thống dạng bài tập và phương pháp giải

HS: Ơn tập các kiến thức liên quan

III KIẾN THỨC CƠ BẢN :

Ca 1:

I Sự nhiễm điện của các vật Điện tích Tương tác điện

1 Sự nhiễm điện của các vật

Một vật có thể bị nhiễm điện do : cọ xát lên vật khác, tiếp xúc với một vật nhiễm điệnkhác, đưa lại gần một vật nhiễm điện khác

Có thể dựa vào hiện tượng hút các vật nhẹ để kiểm tra xem vật có bị nhiễm điện haykhông

2 Điện tích Điện tích điểm

Vật bị nhiễm điện còn gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích

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

3 Tương tác điện

Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau

Các điện tích khác dấu thì hút nhau

II Định luật Cu-lông Hằng số điện môi

1 Định luật Cu-lông

Lực hút hay đẩy giữa hai diện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng vớiđường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điệntích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

; k = 9.109 Nm2/C2 Đơn vị điện tích là culông (C)

2 Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính Hằng số điện môi

+ Điện môi là môi trường cách điện

+ Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu

đi ε lần so với khi đặt nó trong chân không ε gọi là hằng số điện môi của môi trường (ε ≥1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

+ Lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi : F = k 2

+ Hằng số điện môi đặc cho tính chất cách điện của chất cách điện

III Thuyết electron

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

a) Cấu tạo nguyên tử

Gồm: hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích âmchuyển động xung quanh

Hạt nhân cấu tạo bởi hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương.Electron có điện tích là -1,6.10-19C và khối lượng là 9,1.10-31kg

Prôtôn có điện tích là +1,6.10-19C và khối lượng là 1,67.10-27kg Khối lượng của nơtronxấp xĩ bằng khối lượng của prôtôn

Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên bình thường thìnguyên tử trung hoà về điện

b) Điện tích nguyên tố

Điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể cóđược Vì vậy ta gọi chúng là điện tích nguyên tố

+ Khối lượng electron rất nhỏ nên chúng có độ linh động rất cao Do đó electron dễdàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển trong vật hay di chuyển từ vật này sang vật khác làmcho các vật bị nhiễm điện

Vật nhiễm điện âm là vật thiếu electron; Vật nhiễm điện dương là vật thừa electron

3 Vận dụng

a Vật dẫn điện và vật cách điện

Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do

Vật cách điện là vật không chứa các electron tự do

Sự phân biệt vật dẫn điện và vật cách điện chỉ là tương đối

b Sự nhiễm điện do tiếp xúc

Nếu cho một vật tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vậtđó

c Sự nhiễm diện do hưởng ứng

Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của một thanh kim loại MN trunghoà về điện thì đầu M nhiễm điện âm còn đầu N nhiễm điện dương

III Định luật bảo toàn điện tích

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

IV VẬN DỤNG :

A Phương pháp chung:

2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Nắm được có hai loại điện tích và vận dụng áp dụng định luật Cu lông để xác định lực tácdụng lên các điện tích

1 Hai loại điện tích:

- Điện tích dương và điện tích âm

- Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau,trái dấu thì hút nhau

- Điện tích dương nhỏ nhất là của proton, điện tích âm nhỏ nhất là điện tích củaelectron

Giá trị tuyệt đối của chúng là e = 1,6.10-19C

2 Định luật Cu-lông :

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 và q2 đứng yên trong chân không có :

• phương trùng với đường thẳng nối vị trí 2 điện tích

• chiều : là chiều lực đẩy nếu 2 điện tích cùng dấu (tức là có q 1 q 2 > 0).

là chiều lực hút nếu 2 điện tích trái dấu (tức là có q 1 q 2 < 0).

• độ lớn : ⋅ tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích

⋅ tỉ lệ nghịch với bình phương khỏang cách giữa chúng

- Công thức tính độ lớn : 1 2 2

.

r

q q k

F = Với k= 9.109 N.m2 /C2

- Trường hợp hai điện tích điểm đặt trong điện môi có hằng số điện môi ε:

3 Định luật bảo toàn điện tích:

Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là một hằng số

CHÚ Ý: Khi cho 2 quả cầu có điện tích là q1 và q2 tiếp xúc với nhau thì sau khi tiếp xúc điệntích của mỗi quả cầu là bằng nhau và bằng:

12 2

q q

Ca 2:

B BÀI TẬP:

I BÀI TẬP VÍ DỤ:

Bài 1: Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng r =3cm trong chân không hút nhau bằng

một lực F = 6.10 -9 N Điện tích tổng cộng của hai điện tích điểm là Q=10 -9 C Tính điện đích của mỗi điện tích điểm:

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật Culong:

1 2 2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

9

q +q =10 C− (2)Giả hệ (1) và (2)

9 1

9 2

Bài 2: Hai quả cầu giống nhau mang điện, cùng đặt trong chân không, và cách nhau khoảng

r=1m thì chúng hút nhau một lực F 1 =7,2N Sau đó cho hai quả cầu đó tiếp xúc với nhau và đưa trở lại vị trí cũ thì chúng đảy nhau một lực F 2 =0,9N tính điện tích mỗi quả cầu trước

và sau khi tiếp xúc.

5 2

Bài 5: Hai điện tích q 1 , q 2 đặt cách nhau một khoảng r=10cm thì tương tác với nhau bằng lực F trong không khí và bằng F

4 nếu đặt trong dầu Để lực tương tác vẫn là F thì hai điện

tích phải đạt cách nhau bao nhiêu trong dầu?

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

ĐS: F = 9,216.10-8 (N).Bài 2: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r = 2 (cm).Lực đẩy giữa chúng là F = 1,6.10-4 (N) Tính độ lớn của hai điện tích

ĐS: q1 = q2 = 2,67.10-9 (C).Bài 3: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r1 = 2(cm) Lực đẩy giữa chúng là F1 = 1,6.10-4 (N) Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng

F2= 2,5.10-4 (N) Tính khoảng cách giữa hai điện tích khi đó ĐS: r2 = 1,6

(cm).Bài 4: Hai điện tích điểm q1 = +3 (µC) và q2 = -3 (µC),đặt trong dầu (ε = 2) cách nhau mộtkhoảng r = 3 (cm) Lực tương tác giữa hai điện tích đó là:

ĐS: lực hút với độ lớn F = 45 (N).Bài 5: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước (ε = 81) cách nhau 3 (cm).Lực đẩygiữa chúng bằng 0,2.10-5 (N) Hai điện tích đó

ĐS: cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-3 (µC).Bài 6: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N)trong chân không Khoảng cách giữa chúng là: ĐS: r = 6 (cm)

Bài 7: Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chânkhông và cách nhau một khoảng 6 (cm) Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt trên đương trungtrực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm) Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tácdụng lên điện tích q3 bao nhiêu ĐS: F = 17,28 (N)

III BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Hai chất điểm mang điện tích q1, q2 khi đặt gần nhau chúng đẩy nhau Kết luận nàosau đây không đúng?

A q1 và q2 đều là điện tích dương B q1 và q2 đều là điện tích âm

C q1 và q2 trái dấu nhau D q1 và q2 cùng dấu nhau

Câu 2 Có hai điện tích điểm q1 và q2, chúng hút nhau Khẳng định nào sau đây là đúng?

A q1> 0 và q2 > 0 B q1< 0 và q2 < 0 C q1.q2 > 0 D q1.q2 < 0

Câu 3 Khẳng định nào sau đây không đúng khi nói về lực tương tác giữa hai điện tích điểmtrong chân không?

A có phương là đường thẳng nối hai điện tích

B có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn hai điện tích

C có độ lớn tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích

D là lực hút khi hai điện tích trái dấu

Câu 4 Công thức của định luật Culông là

r

q q k

.r k

q q

F =Câu 5 Hai điện tích điểm đều bằng +q đặt cách xa nhau 5cm Nếu một điện tích được thaybằng –q, để lực tương tác giữa chúng có độ lớn không đổi thì khoảng cách giữa chúng bằng

Câu 6 Nếu độ lớn điện tích của một trong hai vật mang điện giảm đi một nửa, đồng thờikhoảng cách giữa chúng tăng lên gấp đôi thì lực tương tác điện giữa hai vật sẽ

A giảm 2 lần B giảm 4 lần C giảm 8 lần D không đổi

Câu 7 Hai điện tích bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 4cm thì lực hút giữa chúng là 10

-5N Để lực hút giữa chúng là 2,5.10-6 N thì chúng phải đặt cách nhau

Câu 8 Hai điện tích điểm q1= 2.10-9C; q2= 4.10-9C đặt cách nhau 3cm trong không khí, lựctương tác giữa chúng có độ lớn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 16 Hai điện tích q1, q2 đặt cách nhau 6cm trong không khí thì lực tương tác giữa chúng

là 2.10-5N Khi đặt chúng cách nhau 3cm trong dầu có hằng số điện môi ε = 2 thì lực tươngtác giữa chúng là

Câu 17 Hai điện tích điểm q1, q2 khi đặt cách nhau khoảng r trong không khí thì chúng hút nhaubằng lực F, khi đưa chúng vào trong dầu có hằng số điện môi là ε = 4 và đặt chúng cách nhaukhoảng r' = 0,5r thì lực hút giữa chúng là

Câu 18 Hai điện tích q1 và q2 khi đặt cách nhau khoảng r trong không khí thì lực tương tácgiữa chúng là F Để độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích vẫn là F khi đặt trong nướcnguyên chất (hằng số điện môi của nước nguyên chất bằng 81) thì khoảng cách giữa chúngphải

A tăng lên 9 lần B giảm đi 9 lần C.tăng lên 81 lần D.giảm đi 81 lần

Câu 19 Hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau 30cm trong không khí, lực tác dụng giữachúng là F0 Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác bị giảm đi 2,25 lần Để lực tương tácvẫn bằng F0 thì cần dịch chúng lại một khoảng

Câu 20 Hai điện tích điểm đặt trong không khí, cách nhau một khoảng 20cm lực tương táctĩnh điện giữa chúng có một giá trị nào đó Khi đặt trong dầu, ở cùng khoảng cách, lực tươngtác tĩnh điện giữa chúng giảm 4 lần Để lực tương tác giữa chúng bằng lực tương tác ban dầutrong không khí, phải đặt chúng trong dầu cách nhau

6

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 21 Hai điện tích q1= 4.10-8C và q2= - 4.10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau mộtkhoảng 4cm trong không khí Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-7C đặt tại trung điểm O của

AB là

Câu 22 Cho hai điện tích điểm q1,q2 có độ lớn bằng nhau và cùng dấu, đặt trong không khí

và cách nhau một khoảng r Đặt điện tích điểm q3 tại trung điểm đoạn thẳng nối hai điện tích

r

q q k

Câu 23 Hai điện tích q1 = 4.10-8C và q2 = - 4.10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4cmtrong không khí Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9C đặt tại điểm M cách A 4cm, cách B8cm là

Câu 25 Có hai điện tích q1= 2.10-6 C, q2 = - 2.10-6 C, đặt tại hai điểm A, B trong chân không

và cách nhau một khoảng 6cm Một điện tích q3= 2.10-6 C, đặt trên đường trung trực của AB,cách AB một khoảng 4 cm Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điệntích q3 là

ĐS: q1 = q2 = 2,67.10-9 (C).Bài 3: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r1 = 2(cm) Lực đẩy giữa chúng là F1 = 1,6.10-4 (N) Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng

F2= 2,5.10-4 (N) Tính khoảng cách giữa hai điện tích khi đó ĐS: r2 = 1,6

(cm).Bài 4: Hai điện tích điểm q1 = +3 (µC) và q2 = -3 (µC),đặt trong dầu (ε = 2) cách nhau mộtkhoảng r = 3 (cm) Lực tương tác giữa hai điện tích đó là:

ĐS: lực hút với độ lớn F = 45 (N).Bài 5: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước (ε = 81) cách nhau 3 (cm).Lực đẩygiữa chúng bằng 0,2.10-5 (N) Hai điện tích đó

ĐS: cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-3 (µC).Bài 6: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N)trong chân không Khoảng cách giữa chúng là: ĐS: r = 6 (cm)

Bài 7: Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chânkhông và cách nhau một khoảng 6 (cm) Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt trên đương trung

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

trực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm) Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tácdụng lên điện tích q3 bao nhiêu ĐS: F = 17,28 (N)

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Hai chất điểm mang điện tích q1, q2 khi đặt gần nhau chúng đẩy nhau Kết luận nàosau đây không đúng?

A q1 và q2 đều là điện tích dương B q1 và q2 đều là điện tích âm

C q1 và q2 trái dấu nhau D q1 và q2 cùng dấu nhau

Câu 2 Có hai điện tích điểm q1 và q2, chúng hút nhau Khẳng định nào sau đây là đúng?

A q1> 0 và q2 > 0 B q1< 0 và q2 < 0 C q1.q2 > 0 D q1.q2 < 0

Câu 3 Khẳng định nào sau đây không đúng khi nói về lực tương tác giữa hai điện tích điểmtrong chân không?

A có phương là đường thẳng nối hai điện tích

B có độ lớn tỉ lệ với tích độ lớn hai điện tích

C có độ lớn tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích

D là lực hút khi hai điện tích trái dấu

Câu 4 Công thức của định luật Culông là

r

q q k

.r k

q q

F =Câu 5 Hai điện tích điểm đều bằng +q đặt cách xa nhau 5cm Nếu một điện tích được thaybằng –q, để lực tương tác giữa chúng có độ lớn không đổi thì khoảng cách giữa chúng bằng

Câu 6 Nếu độ lớn điện tích của một trong hai vật mang điện giảm đi một nửa, đồng thờikhoảng cách giữa chúng tăng lên gấp đôi thì lực tương tác điện giữa hai vật sẽ

A giảm 2 lần B giảm 4 lần C giảm 8 lần D không đổi

Câu 7 Hai điện tích bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 4cm thì lực hút giữa chúng là 10

-5N Để lực hút giữa chúng là 2,5.10-6 N thì chúng phải đặt cách nhau

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 14 Hai điện tích điểm q1 = 10-8C, q2 = -2.10-8C đặt cách nhau 3cm trong dầu có hằng sốđiện môi bằng 2 Lực hút giữa chúng có độ lớn

Câu 15 Hai quả cầu nhỏ mang điện tích q1 = 10-9C và q2 = 4.10-9C đặt cách nhau 6cm trongđiện môi thì lực tương tác giữa chúng là 0,5.10-5N Hằng số điện môi bằng

Câu 16 Hai điện tích q1, q2 đặt cách nhau 6cm trong không khí thì lực tương tác giữa chúng

là 2.10-5N Khi đặt chúng cách nhau 3cm trong dầu có hằng số điện môi ε = 2 thì lực tươngtác giữa chúng là

Câu 17 Hai điện tích điểm q1, q2 khi đặt cách nhau khoảng r trong không khí thì chúng hút nhaubằng lực F, khi đưa chúng vào trong dầu có hằng số điện môi là ε = 4 và đặt chúng cách nhaukhoảng r' = 0,5r thì lực hút giữa chúng là

Câu 18 Hai điện tích q1 và q2 khi đặt cách nhau khoảng r trong không khí thì lực tương tácgiữa chúng là F Để độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích vẫn là F khi đặt trong nướcnguyên chất (hằng số điện môi của nước nguyên chất bằng 81) thì khoảng cách giữa chúngphải

A tăng lên 9 lần B giảm đi 9 lần C.tăng lên 81 lần D.giảm đi 81 lần

Câu 19 Hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau 30cm trong không khí, lực tác dụng giữachúng là F0 Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác bị giảm đi 2,25 lần Để lực tương tácvẫn bằng F0 thì cần dịch chúng lại một khoảng

Câu 20 Hai điện tích điểm đặt trong không khí, cách nhau một khoảng 20cm lực tương táctĩnh điện giữa chúng có một giá trị nào đó Khi đặt trong dầu, ở cùng khoảng cách, lực tươngtác tĩnh điện giữa chúng giảm 4 lần Để lực tương tác giữa chúng bằng lực tương tác ban dầutrong không khí, phải đặt chúng trong dầu cách nhau

Câu 22 Cho hai điện tích điểm q1,q2 có độ lớn bằng nhau và cùng dấu, đặt trong không khí

và cách nhau một khoảng r Đặt điện tích điểm q3 tại trung điểm đoạn thẳng nối hai điện tích

4

r

q q k

Câu 23 Hai điện tích q1 = 4.10-8C và q2 = - 4.10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4cmtrong không khí Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9C đặt tại điểm M cách A 4cm, cách B8cm là

Câu 25 Có hai điện tích q1= 2.10-6 C, q2 = - 2.10-6 C, đặt tại hai điểm A, B trong chân không

và cách nhau một khoảng 6cm Một điện tích q3= 2.10-6 C, đặt trên đường trung trực của AB,cách AB một khoảng 4 cm Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

- Bài tập xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích

- Khảo sát sự cân bằng của một điện tích

- Vận dụng giải được các dạng toán cơ bản và nâng cao về định luật cu lông, định luật bảo

toàn điện tích

II CHUẨN BỊ :

GV: Chuẩn bị hệ thống kiến thức, hệ thống dạng bài tập và phương pháp giải

HS: Ôn tập các kiến thức liên quan

III KIẾN THỨC CƠ BẢN :

Ca1 :

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

1 Khi điện tích chịu tác dụng của nhiều lực:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Ftan

2 Bài toán 1: Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích điểm:

Bước 1: Vẽ hình và xác định phương chiều của các lực thành phần

Bước 2: Viết biểu thức định luật Cu-lông đối với mỗi cặp điện tích

Bước 3: Viết biểu thức của nguyên lí chồng chất lực điện

Bước 4: So sánh về phương chiều của các lực thành phần và đưa ra biểu thức xác định độlớn của lực tổng hợp

B BÀI TẬP:

I BÀI TẬP VÍ DỤ:

Bài 1: Cho hai điện tích điểm q 1 =16 Cµ và q 2 = -64 Cµ lần lượt đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau AB = 100cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q 0 =4 Cµ đặt tại:

hợp với NB một góc α:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Bài 3: Hai quả cầu kim loại nhỏ hoàn toàn giống nhau mang điện tích q 1 = 1,3.10 -9 C và

q 2 =6.5.10 -9 C, đặt trong không khí cách nhau một kh oảng r thì đẩy nhau với lực F Chi hai quả cầu tiếp xúc nhau, rồi đặt chung trong một lớp điện môi lỏng, cũng cách nhau một khoảng r thì lực đẩy giữa chúng cũng bằn F

a Xác đinh hằng số điện môi ε

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

10 C15

Bài 5: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng m = 0,2kg, được treo tại cùng một

điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài l = 0,5m Khi mỗi quả cầu tích điện q như nhau, chúng tách nhau ra một khoảng a = 5cm Xác đinh q.

Quả cầu chịu tác dụng của ba lực như hình

vẽ Điều kiện cân bằng:

α = =

−

⇔

2 2

2 2

Bài 6: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau khoảng r = 4cm Lực

đẩy tĩnh điện giữa chúng là F = -10 -5 N

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

q 1 =q 2 =q 3 =6.10 -7 C Hỏi phải đặt điện tích thứ

tư q 0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng.

2

7 0

ĐS: F = 4.10-6 (N)

14

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Bài 3: Một quả cầu khối lượng 10 g, treo vào một sợi chỉ cách điện Quả cầu mang điện tích

q1= 0,1 µC Đưa quả cầu thứ 2 mang điện tích q2 lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí

lúc đầu,dây treo hợp với đường thẳng đứng một góc α =300 Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùngmột mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3 cm.Tìm độ lớn của q2 và lực căng của dây treo?g=10m/s2

ĐS: q2=0,058 Cµ ; T=0,115 NBài 4: Hai điện tích điểm q1=-9.10-5C và q2=4.10-5C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau

20 cm trong chân không

a Tính cường độ điện trường tai điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách A 20cm

b Tìm vị trí tại đó cường độ điện trường bằng không Hỏi phải đặt một điện tích q0 ởđâuđểnó nằm cân bằng?

ĐS: Cách q2 40 cmBài5:Hai bụi trong không khí cách nhau một đoạn 3cm mỗi hạt mang điện tích

q= - 9,6.10-13C

a Tính lực tĩnh điện giữa hai điện tích

b Tính số electron dư trong mỗi hạt bụi, biết điện tích của electron là e = -16.10-19C

ĐS: a 9,216.1012N b 6.106

Bài 6:Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử Hiđro theo quỹ đạo tròn bán kính R=5.1011m

a Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electron

b Tín vận tốc và tần số chuyển động của electron

ĐS: a F = 9.10-8N

b v = 2,2.106m/s, f = 0,7.1016HzBài 7: Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau một đoạn R = 1m, đẩynhau bằng lực F = 1,8N Điện tích tổng cộng của hai vật là Q = 3.10-5C Tính điện tích mỗivật

ĐS: q1 = 2.10-5C, q2 = 10-5C hặc ngược lạiIII BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Hai quả cầu kim loại A, B tích điện tích q1, q2 trong đó q1 là điện tích dương, q2 làđiện tích âm, và q1<q2 Cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau sau đó tách chúng ra và đưa quả cầu Blại gần quả cầu C tích điện âm thì chúng

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không hút cũng không đẩy nhau

Câu 2 Hai của cầu kim loại mang các điện tích lần lượt là q1 và q2, cho tiếp xúc nhau Sau

đó tách chúng ra thì mỗi quả cầu mang điện tích q với

Câu 3 Hai quả cầu kim loại giống nhau mang điện tích q1 và q2 với q1 = q2 , đưa chúng lại

gần thì chúng hút nhau Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi sau đó tách ra thì mỗi quả cầu sẽmang điện tích

Câu 4 Hai quả cầu kim loại giống nhau mang điện tích lần lượt là q1 và q2 với q1 = q2 , khi

đưa lại gần thì chúng đẩy nhau Nếu cho chúng tíêp xúc nhau rồi sau đó tách chúng ra thìmỗi quả cầu mang điện tích

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 5 Có ba quả cầu kim loại kích thước giống nhau Quả A mang điện tích 27µC, quả cầu

B mang điện tích -3µC, quả cầu C không mang điện tích Cho quả cầu A và B chạm vàonhau rồi lại tách chúng ra Sau đó cho hai quả cầu B và C chạm vào nhau Điện tích trên mỗiquả cầu là

A qA = 6µC,qB = qC = 12µC B qA = 12µC,qB = qC = 6µC

C qA = qB = 6µC, qC = 12µC D qA = qB = 12µC ,qC = 6µC

Câu 6 Hai điện tích dương q1= q2 = 49µC đặt cách nhau một khoảng d trong không khí Gọi

M là vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 bằng 0 Điểm M cách q1 một khoảng

là hai điện tích dương, cách nhau 60cm và q1= 4q3 Lực điện tác dụng lên q2 bằng 0 Nếuvậy, điện tích q2

A.cách q1 20cm , cách q3 80cm B cách q1 20cm , cách q3 40cm

C cách q1 40cm , cách q3 20cm D cách q1 80cm , cách q3 20cm

Câu 8 Hai điện tích điểm q1, q2 được giữ cố định tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng atrong một điện môi Điện tích q3 đặt tại điểm C trên đoạn AB cách A một khoảng a/3 Đểđiện tích q3 đứng yên ta phải có

A q 2 = 2q 1 B q 2 = -2q 1 C q 2 = 4q 3 D q 2 = 4q 1

Câu 9 Hai điện tích điểm q1= - 9q2 đặt cách nhau một khoảng d trong không khí Gọi M là

vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 bằng 0 Điểm M cách q1 một khoảng

A Bằng nhau

B Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích lớn hơn thì có góc lệch lớn hơn

C Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích lớn hơn thì có góc lệch nhỏ hơn

D Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích nhỏ hơn thì có góc lệch nhỏ hơn

Câu 11 Hai quả cầu nhỏ giống nhau, có cùng khối lượng 2,5g, điện tích 5.10-7C được treotại cùng một điểm bằng hai dây mảnh Do lực đẩy tĩnh điện hai quả cầu tách ra xa nhau mộtđoạn 60cm, lấy g=10m/s2 Góc lệch của dây so với phương thẳng là

Câu 11Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chânkhông và cách nhau một khoảng 6 (cm) Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt trên đương trungtrực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm) Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tácdụng lên điện tích q3 là:

A F = 14,40 (N) B F = 17,28 (N) C F = 20,36 (N) D F = 28,80 (N)

Câu 12 Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10-9 (cm), coi rằng prôton vàêlectron là các điện tích điểm Lực tương tác giữa chúng là:

A lực hút với F = 9,216.10-12 (N) B lực đẩy với F = 9,216.10-12 (N)

C lực hút với F = 9,216.10-8 (N) D lực đẩy với F = 9,216.10-8 (N)

Câu 13 Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r = 2(cm) Lực đẩy giữa chúng là F = 1,6.10-4 (N) Độ lớn của hai điện tích đó là:

A q1 = q2 = 2,67.10-9 (C) B q1 = q2 = 2,67.10-7 (C)

16

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

A lực hút với độ lớn F = 45 (N) B lực đẩy với độ lớn F = 45 (N)

C lực hút với độ lớn F = 90 (N) D lực đẩy với độ lớn F = 90 (N)

Câu 16 Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước (ε = 81) cách nhau 3 (cm) Lựcđẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 (N) Hai điện tích đó

A trái dấu, độ lớn là 4,472.10-2 (C) B cùng dấu, độ lớn là 4,472.10-10 (C)

C trái dấu, độ lớn là 4,025.10-9 (C) D cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-9 (C)

Câu 17 Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1(N) trong chân không Khoảng cách giữa chúng là:

A r = 0,6 (cm) B r = 0,6 (m) C r = 6 (m) D r = 6 (cm)

Câu 18 Người ta đặt 3 điện tích q1= 8.10-9C, q2=q3= - 8.10-9C tại 3 đỉnh của tam giác đềuABC cạnh a=6cm trong không khí Lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9C đặt ở tâm O củatam giác là

A 72.10-5N B 72.10-6N C 60.10-6N D 5,5.10-6N

Câu 09 Tại đỉnh A của một tam giác cân có điện tích q1>0 Hai điện tích q2 và q3 nằm ở haiđỉnh còn lại Lực tác dụng lên q1 song song với đáy BC của tam giác Tình huống nào sauđây không thể xảy ra?

A q2 = q3. B q2>0, q3<0 C q2<0, q3>0 D q2<0, q3<0.

Câu 20 Có hai quả cầu giống nhau cùng mang điện tích có độ lớn như nhau ( q1 = q2 ), khi

đưa chúng lại gần thì chúng đẩy nhau Cho chúng tiếp xúc nhau, sau đó tách chúng ra mộtkhoảng nhỏ thì chúng

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không tương tác nhau

Câu 21 Có hai quả cầu giống nhau mang điện tích q1 và q2 có độ lớn như nhau (q1 = q2 ), khi

đưa chúng lại gần nhau thì chúng hút nhau Cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách chúng ra mộtkhoảng thì chúng

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không tương tác nhau

Câu 22 Hai quả cầu kim loại A và B tích điện tích lần lượt là q1 và q2 trong đó q1 là điện tíchdương, q2 là điện tích âm q1 > q2 Cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau, sau đó tách chúng ra và đưaquả cầu B lại gần quả cầu C đang tích điện âm thì chúng

A hút nhau B đẩy nhau.C không hút cũng không đẩy nhau D có thể húthoặc đẩy nhau

BÀI TẬP 02Câu 1 Hai quả cầu kim loại A, B tích điện tích q1, q2 trong đó q1 là điện tích dương, q2 làđiện tích âm, và q1<q2 Cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau sau đó tách chúng ra và đưa quả cầu Blại gần quả cầu C tích điện âm thì chúng

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không hút cũng không đẩy nhau

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 2 Hai của cầu kim loại mang các điện tích lần lượt là q1 và q2, cho tiếp xúc nhau Sau

đó tách chúng ra thì mỗi quả cầu mang điện tích q với

Câu 3 Hai quả cầu kim loại giống nhau mang điện tích q1 và q2 với q1 = q2 , đưa chúng lại

gần thì chúng hút nhau Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi sau đó tách ra thì mỗi quả cầu sẽmang điện tích

Câu 4 Hai quả cầu kim loại giống nhau mang điện tích lần lượt là q1 và q2 với q1 = q2 , khi

đưa lại gần thì chúng đẩy nhau Nếu cho chúng tíêp xúc nhau rồi sau đó tách chúng ra thìmỗi quả cầu mang điện tích

Câu 5 Có ba quả cầu kim loại kích thước giống nhau Quả A mang điện tích 27µC, quả cầu

B mang điện tích -3µC, quả cầu C không mang điện tích Cho quả cầu A và B chạm vàonhau rồi lại tách chúng ra Sau đó cho hai quả cầu B và C chạm vào nhau Điện tích trên mỗiquả cầu là

A qA = 6µC,qB = qC = 12µC B qA = 12µC,qB = qC = 6µC

C qA = qB = 6µC, qC = 12µC D qA = qB = 12µC ,qC = 6µC

Câu 6 Hai điện tích dương q1= q2 = 49µC đặt cách nhau một khoảng d trong không khí Gọi

M là vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 bằng 0 Điểm M cách q1 một khoảng

là hai điện tích dương, cách nhau 60cm và q1= 4q3 Lực điện tác dụng lên q2 bằng 0 Nếuvậy, điện tích q2

A.cách q1 20cm , cách q3 80cm B cách q1 20cm , cách q3 40cm

C cách q1 40cm , cách q3 20cm D cách q1 80cm , cách q3 20cm

Câu 8 Hai điện tích điểm q1, q2 được giữ cố định tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng atrong một điện môi Điện tích q3 đặt tại điểm C trên đoạn AB cách A một khoảng a/3 Đểđiện tích q3 đứng yên ta phải có

A q 2 = 2q 1 B q 2 = -2q 1 C q 2 = 4q 3 D q 2 = 4q 1

Câu 9 Hai điện tích điểm q1= - 9q2 đặt cách nhau một khoảng d trong không khí Gọi M là

vị trí tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 bằng 0 Điểm M cách q1 một khoảng

A Bằng nhau

B Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích lớn hơn thì có góc lệch lớn hơn

C Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích lớn hơn thì có góc lệch nhỏ hơn

D Quả cầu nào tích điện có độ lớn điện tích nhỏ hơn thì có góc lệch nhỏ hơn

Câu 11 Hai quả cầu nhỏ giống nhau, có cùng khối lượng 2,5g, điện tích 5.10-7C được treotại cùng một điểm bằng hai dây mảnh Do lực đẩy tĩnh điện hai quả cầu tách ra xa nhau mộtđoạn 60cm, lấy g=10m/s2 Góc lệch của dây so với phương thẳng là

18

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 11Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chânkhông và cách nhau một khoảng 6 (cm) Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt trên đương trungtrực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm) Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tácdụng lên điện tích q3 là:

A F = 14,40 (N) B F = 17,28 (N) C F = 20,36 (N) D F = 28,80 (N)

Câu 12 Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10-9 (cm), coi rằng prôton vàêlectron là các điện tích điểm Lực tương tác giữa chúng là:

A lực hút với F = 9,216.10-12 (N) B lực đẩy với F = 9,216.10-12 (N)

C lực hút với F = 9,216.10-8 (N) D lực đẩy với F = 9,216.10-8 (N)

Câu 13 Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r = 2(cm) Lực đẩy giữa chúng là F = 1,6.10-4 (N) Độ lớn của hai điện tích đó là:

A lực hút với độ lớn F = 45 (N) B lực đẩy với độ lớn F = 45 (N)

C lực hút với độ lớn F = 90 (N) D lực đẩy với độ lớn F = 90 (N)

Câu 16 Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước (ε = 81) cách nhau 3 (cm) Lựcđẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 (N) Hai điện tích đó

A trái dấu, độ lớn là 4,472.10-2 (C) B cùng dấu, độ lớn là 4,472.10-10 (C)

C trái dấu, độ lớn là 4,025.10-9 (C) D cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-9 (C)

Câu 17 Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1(N) trong chân không Khoảng cách giữa chúng là:

A r = 0,6 (cm) B r = 0,6 (m) C r = 6 (m) D r = 6 (cm)

Câu 18 Người ta đặt 3 điện tích q1= 8.10-9C, q2=q3= - 8.10-9C tại 3 đỉnh của tam giác đềuABC cạnh a=6cm trong không khí Lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9C đặt ở tâm O củatam giác là

A 72.10-5N B 72.10-6N C 60.10-6N D 5,5.10-6N

Câu 09 Tại đỉnh A của một tam giác cân có điện tích q1>0 Hai điện tích q2 và q3 nằm ở haiđỉnh còn lại Lực tác dụng lên q1 song song với đáy BC của tam giác Tình huống nào sauđây không thể xảy ra?

A q2 = q3. B q2>0, q3<0 C q2<0, q3>0 D q2<0, q3<0.

Câu 20 Có hai quả cầu giống nhau cùng mang điện tích có độ lớn như nhau ( q1 = q2 ), khi

đưa chúng lại gần thì chúng đẩy nhau Cho chúng tiếp xúc nhau, sau đó tách chúng ra mộtkhoảng nhỏ thì chúng

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không tương tác nhau

Câu 21 Có hai quả cầu giống nhau mang điện tích q1 và q2 có độ lớn như nhau (q1 = q2 ), khi

đưa chúng lại gần nhau thì chúng hút nhau Cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách chúng ra mộtkhoảng thì chúng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

C có thể hút hoặc đẩy nhau D không tương tác nhau

Câu 22 Hai quả cầu kim loại A và B tích điện tích lần lượt là q1 và q2 trong đó q1 là điện tíchdương, q2 là điện tích âm q1 >q2 Cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau, sau đó tách chúng ra và đưaquả cầu B lại gần quả cầu C đang tích điện âm thì chúng

A hút nhau B đẩy nhau.C không hút cũng không đẩy nhau D có thể húthoặc đẩy nhau

Ngày soạn

Ngày giảng:

BUỔI 3: ĐIỆN TRƯỜNG CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

I.MỤC TIÊU :

- Kiến thức cơ bản về điện trường

- Xác định cường độ điện trường gây bới một điện tích điểm

- Nắm vững nguyên lí chồng chất điện trường

- Vận dụng giải được các dạng toán cơ bản và nâng cao về điện trường

- Vẽ hình biểu diễn véc tơ cường độ điện trường

II CHUẨN BỊ :

GV: Chuẩn bị hệ thống kiến thức, hệ thống dạng bài tập và phương pháp giải

HS: Ôn tập các kiến thức liên quan

20

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

III KIẾN THỨC CƠ BẢN :

Ca 1:

I Điện trường:

1 Môi trường truyền tương tác điện:

Môi trường tuyền tương tác giữa các điện tích gọi là điện trường

2 Điện trường:

Điện trường là một dạng vật chất bao quanh các điện tích và gắn liền với các điện tích.Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó

II Cường độ điện trường :

1 Khái niệm cường dộ điện trường:

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trườngtại điểm đó

2 Định nghĩa:

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điệntrường của điện trường tại điểm đó Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện Ftác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q

E = F q

3 Véc tơ cường độ điện trường:

q

F E

→

→

= Véc tơ cường độ điện trường →E gây bởi một điện tích điểm có :

- Điểm đặt tại điểm ta xét

- Phương trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét

- Chiều hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điệntích âm

- Độ lớn : E = F q

4.Đơn vị đo cường độ điện trường :

Từ (3.1) ta có đơn vị cường độ điện trường là N/C tuy nhiên người ta dùng đơn vị đocường độ điện trường là V/m

5 Cường độ điện trường của 1 điện tích điểm :

Từ (1.1) và (3.1)Ta có công thức tính cường độ điện trường của 1 điện tích điểm Q trongchân không :

2

.

r

Q k q

=> Độ lớn của cường độ điện trường E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q

6 Nguyên lý chồng chất điện trường:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Các điện trường E1 và E2đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập vớinhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp E

3 Hình dạng đường sức của 1 số điện trường : (SGK)

4.Các đặc điểm của đường sức điện:

+ Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi

+ Đường sức điện là những đường có hướng Hướng của đường sức điện tại một điểm làhướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó

+ Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín

+ Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đườngsức điện tại điểm mà ta xét tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó

5.Điện trường đều :

Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều cócùng phương chiều và độ lớn ; đường sức điện là những đường song song khép kín

F E

1 1

.r

q k E

 Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm:

+ Xác định phương, chiều, độ lớn của từng vectơ cường độ điện trường do từng điện tíchgây ra

+ Vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp

+ Xác định độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ

22

1

E 

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt: ↑↑, ↑↓,⊥, tamgiac vuông, tam giác đều, … Nếu không xảy ra các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dàicủa vectơ bằng định lý hàm cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA

IV.BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1.1: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện

tích điểm q > 0 gây ra Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.

a Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.

b Nếu đặt tại M một điện tích điểm q 0 = -10 -2 C thì độ lớn lực điện tác dụng lên q 0 là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực.

M A

Bài 1.2: Hai điện tích +q và –q (q>0) đặt tại hai điểm A và B với AB = 2a M là một điểm

nằm trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn x.

a Xác định vectơ cường độ điện trường tại M

b Xác định x để cường độ điện trường tại M cực đại, tính giá trị đó

Hướng dẫn giải:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

E

T

F

P R

Bài 1.3: Một quả cầu nhỏ khối lượng

m=0,1g mang điện tích q = 10 -8 C được treo bằng sợi dây không giãn và đặt vào điện trường đều Eur có đường sức nằm ngang Khi quả cầu cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α =450 Lấy g = 10m/s 2 Tính:

a Độ lớn của cường độ điện trường.

- Kiến thức cơ bản về điện trường

- Xác định cường độ điện trường gây bới một điện tích điểm

- Nắm vững nguyên lí chồng chất điện trường

24

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

- Sự chồng chất điện trường , cường độ điện trường tổng hợp

- Điện tích cân bằng trong điện trường

- Vận dụng giải được các dạng tốn cơ bản và nâng cao về điện trường

II CHUẨN BỊ :

GV: Chuẩn bị hệ thống kiến thức, hệ thống dạng bài tập và phương pháp giải

HS: Ơn tập các kiến thức liên quan

III KIẾN THỨC CƠ BẢN :

Ca 1:

Dạng 2: Xác định cường độ điện trường gây bởi nhiều điện tích điểm , nguyên lý chồng chất

 Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q:

.r

Q k q

F E

ε

=

q1⊕ - E 1 q1(Cường độ điện trường E1 do q1 gây ra tại vị trí cách q1 một khoảng r1 :

 -2 1

1 1

.r

q k E

Q k q

F E

 Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm:

+ Xác định phương, chiều, độ lớn của từng vectơ cường độ điện trường do từng điện tíchgây ra

+ Vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp

+ Xác định độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ

Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt:

↑↑, ↑↓,⊥, tam giac vuơng, tam giác đều, …

Nếu khơng xảy ra các trường hợp đặt biệt thì cĩ thể tính độ dài của vectơ bằng định lý hàmcosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA

IV.BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 2.1: Một điện tích điểm q 1 = 8.10 -8 C đặt tại điểm O Trong chân khơng.

a Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách O một đoạn 30cm.

b Nếu đặt điện tích q 2 = - q 1 tại M thì nĩ chịu lực tác dụng như thế nào?

1

E 

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

ĐS a EM k q2 8000V

r

b F q E 0,64.10 N= 2 = −3 Vì q2 <0 nên Fr ngược chiều với Eur

Bài 2.2: Hai điện tích điểm q 1 = q 2 = 10 -5 C đặt ở hai điểm A và B trong chất điện môi có ε=4,

AB=9cm Xác định véc tơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn d = 9 3

Bài 2 Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E

= 3 104 V/m tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm Tính độ lớn điện tích Q ?

Đ s: 3 10-7 C

Bài 3 Một điện tích điểm q = 10-7 C đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tíchđiểm Q, chịu tác dụng của một lực F = 3.10-3 N Cường độ điện trường do điện tích điểm Qgây ra tại M có độ lớn là bao nhiêu ?

Đ s: 3 104 V/m

Bài 4 Cho hai điện tích q1 = 4 10-10 C, q2 = -4 10-10 C, đặt tại A và B trong không khí biết

AB = 2 cm Xác định vectơ cường độ điện trường E tại:

a H, là trung điểm của AB

b M, MA = 1 cm, MB = 3 cm

c N, biết rằng NAB là một tam giác đều

Đ s: 72 103 V/m 32 103 V/m 9 103 V/m

26

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Bài 5 Giải lại bài toán số 4 trên với q1 = q2 = 4 10-10 C

Đ s: 0 V/m 40 103 V/m 15,6 103 V/m

Bài 6 Hai điện tích q1 = 8 10-8 C, q2 = -8 10-8 C đặt tại A và B trong không khí biết AB = 4

cm Tìm vectơ cường độ điện trường tại C trên đường trung trực của AB và cách AB 2 cm,suy ra lực tác dụng lên điện tích q = 2 10-9 C đặt tại C

Đ s: ≈ 12,7 105 V/m F = 25,4 10-4 N

Bài 7 Hai điện tích q1 = -10-8 C, q2 = 10-8 C đặt tại A và B trong không khí, AB = 6 cm Xácđịnh vectơ cường độ điện trường tại M nằm trên đường trung trực của AB cách AB 4 cm

Đ s: ≈ 0,432 105 V/mBài 8 Tại ba đỉnh của một tam giác vuông tại A cạnh a= 50 cm, b= 40 cm, c= 30 cm.Ta đặtlần lượt các điện tích q1 = q2 = q3 = 10-9 C Xác định vectơ cường độ điện trường tại H, H làchân đường cao kẻ từ A

Đ s: 246 V/m

Bài 9 Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q1 = 16.10-8 C,

q2 = -9.10-8 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tạiđiểm C nằm cách A một khoảng 4 cm, cách B một khoảng 3 cm

Đs: 12,7 105 V/m

Bài 10 Hai điện tích điểm q1 = 2 10-2 µC, q2 = -2 10-2 µC đặt tại hai điểm A và B cách nhaumột đoạn a = 30 cm trong không khí Tính cường độ điện trường tại M cách đều A và B mộtkhoảng là a

Đ s: 2000 V/m

Bài 11 Trong chân không, một điện tích điểm q = 2 10-8C đặt tại một điểm M trong điệntrường của một điện tích điểm Q = 2 10-6C chịu tác dụng của một lực điện F = 9.10-3N Tínhcường độ điện trường tại M và khoảng cách giữa hai điện tích?

Đs: 45.104V/m, R = 0,2 m

Bài 12 Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 3 10-8C và q2= 4.10-8C đặt theo thứ tựtại hai đỉnh B và C của tam giác ABC vuông cân tại A với AB=AC= 0,1 m Tính cường độđiện trường tại A

Đ s: 45 103 V/m

Bài 13 Trong chân không có hai điện tích điểm q1 = 2 10-8C và q2= -32.10-8C đặt tại haiđiểm A và B cách nhau một khoảng 30 cm Xác định vị trí điểm M tại đó cường độ điệntrường bằng không

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

A 105V/m B.104V/m C 5.103V/m D 3.104V/m

Câu 3 Một điện tích điểm q đặt trong một môi trường đồng tính, vô hạn có hằng số điện môibằng 2,5 Tại điểm M cách q một đoạn 0,4m vectơ cường độ điện trường có độ lớn bằng9.105V/m và hướng về phía điện tích q Khẳng định nào sau đây đúng khi nói về dấu và độlớn của điện tích q?

Câu 6 Hai điện tích q1 = q2 = 5.10-9 C, đặt tại hai điểm cách nhau 10 cm trong chân không

Độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích và cách đềuhai điện tích bằng

A 18000 V/m B 36000 V/m C 1,800 V/m D 0 V/m

Câu7 Hai điện tích q1 = q2 = 5.10-16C, đặt tại hai đỉnh B và C của một tam giác đều ABCcạnh bằng 8cm trong không khí Cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác ABC có độlớn bằng

Câu 8 Tại hai điểm A, B trong không khí lần lượt đặt hai điện tích điểm qA= qB = 3.10-7C,AB=12cm M là một điểm nằm trên đường trung trực của AB, cách đoạn AB 8cm Cường

độ điện trường tổng hợp do qA và qB gây ra có độ lớn

A bằng 1,35.105V/m và hướng vuông góc với AB

B bằng 1,35.105V/m và hướng song song với AB

C bằng 1,35 3.105V/m và hướng vuông góc với AB

D bằng 1,35 3.105V/m và hướng song song với AB

Câu 9 Ba điện tích dương q1 = q2= q3= q= 5.10-9C đặt tại 3 đỉnh liên tiếp của hình vuôngcạnh a = 30cm trong không khí Cường độ điện trường ở đỉnh thứ tư có độ lớn

Câu 10 Tại ba đỉnh của tam giác vuông cân ABC, AB=AC=a, đặt ba điện tích dương qA=

qB= q; qC= 2q trong chân không Cường độ điện trường E tại H là chân đường cao hạ từ đỉnhgóc vuông A xuống cạnh huyền BC có biểu thức

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 11 Ba điện tích Q giống hệt nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều cócạnh a Độ lớn cường độ điện trường tại tâm của tam giác đó là

A M nằm trong đoạn thẳng AB với AM = 2,5cm

B M nằm trong đoạn thẳng AB với AM= 5cm

C M nằm ngoài đoạn thẳng AB với AM = 2,5cm

D M nằm ngoài đoạn thẳng AB với AM= 5cm

Câu 14 Một điện tích điểm Q đặt trong không khí Gọi EA, EB là cường độ điện trường do Qgây ra tại A và B, r là khoảng cách từ A đến Q Cường độ điện trường do Q gây ra tại A và Blần lượt là EA và EB Để EA có phương vuông góc EB và EA = EB thì khoảng cách giữa A và

B là

Câu15 Cường độ điện trường do một điện tích điểm sinh ra tại A và B lần lượt là 25V/m và49V/m Cường độ điện trường EM do điện tích nói trên sinh ra tại điểm M (M là trung điểmcủa đoạn AB) được xác định bằng biểu thức nào sau đây?

Câu 16 Một điện tích điểm Q đặt trong không khí Gọi EA, EB là cường độ điện trường do

Q gây ra tại A va B; r là khoảng cách từ A đến Q Để EA cùng phương , ngược chiều EB và

A nằm trên đoạn thẳng AB với MA=a/4

B nằm trên đoạn thẳng AB với MA= a/2

C nằm ngoài đoạn thẳng AB với MA=a/4

D nằm ngoài đoạn thẳng AB với MA= a/2

Câu 19 Tại hai đỉnh MP của một hình vuông MNPQ cạnh a đặt hai điện tích điểm qM= qP = 3.10-6 C Phải đặt tại đỉnh Q một điện tích q bằng bao nhiêu để điện trường gây bởi hệ bađiện tích này tại N triệt tiêu?

-A

q = 6 2.10-6 C B q = - 6 2.10-6 C

C q = - 3 2.10-6 C D q=3 2.10-6 C

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Câu 20 Một hạt bụi tích điện cĩ khối lượng m=10-8g nằm cân bằng trong điện trường đều cĩhướng thẳng đứng xuống dưới và cĩ cường độ E= 1000V/m, lấy g=10m/s2 Điện tích của hạtbụi là

- Kiến thức cơ bản về cơng của lực điện trường, hiệu điện thế

- Tính cơng của lực tác dụng lên điện tích di chuyển

- Tính điện thế , hiệu điện thế

- Tính các đại lượng dựa vào mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

- Vận dụng giải được các dạng tốn cơ bản và nâng cao về cơng của lực điện trường, hiệuđiện thế

II CHUẨN BỊ :

GV: hệ thống kiến thức , dạng bài tập phương pháp giải

HS: Ơn lại các kiến thức liên quan , chuẩn bị các kiến thức mới

III KIẾN THỨC CƠ BẢN :

Ca1:

I Công của lực điện

1 Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều

→

F = q→

E

Lực →

F là lực không đổi

2 Công của lực điện trong điện trường đều

AMN = qEd

Với d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện

30

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ Mđến N là AMN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào

vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi

3 Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì

Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì không phụthuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối củađường đi

Lực tĩnh điện là lực thế, trường tĩnh điện là trường thế

II Thế năng của một điện tích trong điện trường

1 Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinhcông của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó

2 Sự phụ thuộc của thế năng W M vào điện tích q

Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường :

WM = AM ∞ = qVM

AM ∞là cơng của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến vơ cực.(mốc để tính thế năng.)

Thế năng này tỉ lệ thuận với q

3 Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường

AMN = WM - WN

Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công màlực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích

q trong điện trường

III Điện thế

1 Khái niệm điện thế

Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường vềphương diện tạo ra thế năng của điện tích

Đơn vị điện thế là vôn (V)

3 Đặc điểm của điện thế

Điện thế là đại lượng đại số Thường chọn điện thế của đát hoặc một điểm ở vô cựclàm mốc (bằng 0)

4 Hiệu điện thế UMN giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh cơngcủa điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N

q

A q

W

A

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

- Đơn vị đo điện thế, hiệu điện thế là Vôn (V)

Ngày soạn

Ngày dạy:

BUỔI 6 : CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ

I.MỤC TIÊU :

- Kiến thức cơ bản về công của lực điện trường, hiệu điện thế

- Tính công của lực tác dụng lên điện tích di chuyển

- Tính điện thế , hiệu điện thế

- Tính các đại lượng dựa vào mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

- Vận dụng giải được các dạng toán cơ bản và nâng cao về công của lực điện trường, hiệuđiện thế

II CHUẨN BỊ :

GV: hệ thống kiến thức , dạng bài tập phương pháp giải

HS: Ôn lại các kiến thức liên quan , chuẩn bị các kiến thức mới

III BÀI TẬP VẬN DỤNG :

Ca1:

Dạng 2: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN HIỆU ĐIỆN THẾ

PP Chung - 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 Do đó, với một đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công của lực điện trong trường hợp này bằng không

- Công của lực điện: A = qEd = q.U

- Công thực hiện trên đường cong kín bằng 0

- Công của lực ngoài ( ngoại lực ) A’ = - A

- Độ biến thiên động năng khi vật di chuyển trong điện trường giữa hai điểm có hiệu điện thế

- Công mà ta đề cập ở đây là công của lực điện hay công của điện trường Công này có thể

có giá trị dương hay âm

- Có thể áp dụng định lý động năng cho chuyển động của điện tích.Nếu ngoài lực điệncòn có các lực khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng của tất cả các lực tác dụng lênđiện tích bằng độ tăng động năng của vật mang điện tích

- Nếu vật mang điện chuyển động đều thì công tổng cộng bằng không Công của lựcđiện và công của các lực khác sẽ có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu

- Nếu chỉ có lực điện tác dụng lên điện tích thì công của lực điện bằng độ tăng độngnăng của vật mang điện tích

32

2

2

.

MN

v m v

m U

q

M N

2

1

=

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Với m là khối lượng của vật mang điện tích q

- Trong công thức A= q.E.d chỉ áp dụng được cho trường hợp điện tích di chuyểntrong điện trường đều

Bài 2.1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D trong điện trường là U CD = 200V Tính:

a Công của điện trường di chuyển proton từ C đến D

b Công của lực điện trường di chuyển electron từ C đến D.

Bài 2.2: Ba điểm A, B, C là ba đỉnh của một tam giác vuông trong điện trường đều, cường

độ E=5000V/m Đường sức điện trường song song với AC Biết AC = 4cm, CB = 3cm Góc ACB=90 0

a Tính hiệu điện thế giữa các điểm A và B, B và C, C và A

b Tích công di chuyển một electro từ A đến B

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

Bài 1 : Khi bay qua hai điểm M và N trong điện trường , electron tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J) Tính UMN ?

Bài 2 : Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều Er 0

a Tính hiệu điện thế giữa các điểm A và B, B và C,

b Tích công di chuyển một electro từ A đến B

a UAB =200V; UBC =0 b 17

A =e.U = −3,2.10 J−Bài 5: Một electron bay với vận tốc v = 1,12.107m/s từ một điểm có điện thế V1 = 600V,theo hướng của các đường sức Hãy xác định điện thế V2 ở điểm mà ở đó electron dừng lại

ĐS: V2 =V1− =U 190V

V Bài tập trắc nghiệm

Câu 1 Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về

A khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường

B khả năng sinh công tại một điểm

C khả năng tác dụng lực tại một điểm

D khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường

Câu 2 Khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại

điểm đó

A không đổi B tăng gấp đôi C giảm một nửa D tăng gấp 4

Câu 3 Đơn vị của điện thế là vôn (V) 1V bằng

Câu 4 Trong các nhận định dưới đây về hiệu điện thế, nhận định không đúng là:

A Hiệu điện thế đặc trưng cho khả năng sinh công khi dịch chuyển điện tích giữa

hai điểm trong điện trường

B Đơn vị của hiệu điện thế là V/C

C Hiệu điện thế giữa hai điểm không phụ thuộc điện tích dịch chuyển giữa hai điểm

đó

D Hiệu điện thế giữa hai điểm phụ thuộc vị trí của hai điểm đó

Câu 5 Quan hệ giữa cường độ điện trường E và hiệu điện thế U giữa hai điểm mà

hình chiếu đường nối hai điểm đó lên đường sức là d thì cho bởi biểu thức

Câu 6 Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 2m Độ

34

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

lớn cường độ điện trường là 1000 V/m 2 Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là

1

D UMN =

NM U

1

Câu 98 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 không đúng?

A UMN = VM – VN B UMN = E.d C AMN = q.UMN D E = UMN.d

Câu 99 Một điện tích q=10-8C thu được năng lượng bằng 4.10-4J khi đi từ A đến B

Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là

Câu 100 Khi một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ

một điểm A có thế năng tĩnh điện 2,5J đến một điểm B thì lực

điện sinh công 2,5 J Thế năng tĩnh điện của q tại B sẽ là

A 0 B - 5 J C + 5 J D -2,5 J

Câu 101 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 đều, có chiều như hình vẽ, với độ lớn: E1=4.104

V/m, E2 = 5.104 V/m Chọn gốc điện thế tại bản A Điện thế VB,

- Kiến thức cơ bản về công của lực điện trường, hiệu điện thế

- Chuyển động của hạt mang điện trong điện trường đều

- Tính các đại lượng dựa vào mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

- Vận dụng giải được các dạng toán cơ bản và nâng cao về công của lực điện trường, hiệuđiện thế

d2

d1

O x

y b

GV: hệ thống kiến thức , dạng bài tập phương pháp giải

HS: Ôn lại các kiến thức liên quan , chuẩn bị các kiến thức mới

III KIẾN THỨC CƠ BẢN

tạo với phương của đườngsức điện một góc α Lập phương trình chuyển động của điện tích q, Viết phương trình quĩ đạo của điện tích q rồi xét các trường hợp của góc α

Cho biết: Điện trường đều có véctơ cường độ điện trường là Eur, M cách bản âm một khoảng b(m), bản kim loại dài l(m), Hai bản cách nhau d(m), gia tốc trọng trường là g

0y: theo phương thẳng đứng từ trên xuống dưới

(Cùng phương, chiều với đường sức)

Gọi α là góc mà vectơ vận tốc ban đầu của điện

Tích hợp với phương thẳng đứng

* Lực tác dụng: Trọng lực P m.gur= r

Lực điện : F q.Er= ur

Hai lực này có phương, chiều cùng phương chiều

với.Đường sức điện(Cùng phương chiều với trục 0y)

.Phân tích chuyển động của q thành hai chuyển động

thành phần theo hai trục 0x và 0y

1 Xét chuyển động của q trên phương 0x.

Trên phương này q không chịu bất kì một lực nào nên q

Sẽ chuyển động thẳng đều trên trục 0x với vận tốc không

=>Phương trình chuyển động của q trên trục 0x: x= Vx.t= V0 sinα.t (2)

2 Xét chuyển động của q theo phương 0y:

- Theo phương 0y: q chịu tác dụng của các lực không đổi(Hợp lực cũng không đổi) q thu được gia tốc ay= a = F+P

ur

(3)

- Vận tốc ban đầu theo phương 0y:V0y= = V0.cosα (4)

*Vận tốc của q trên trục 0y ở thời điểm t là: Vy= V0y+ a.t = V0.cosα + ( q.E g

ur).t (5)

36

O x

y b

d

l

0

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

=> Phương trình chuyển động của q trên trục 0y: y = V0.cosα.t + 1

2(

q.Eg

ur).t2 (6)

TÓM LẠI: Đặc điểm chuyển động của q trên các trục là:

αα

2 m

c c

αα

** Phương trình quĩ đạo chuyển động của điện tích q là(

khử t ở phương trình tọa độ theo trục 0y bằng cách rút t =

(8)Vậy quĩ đạo của q có dạng là một Parabol(Trừ α nhận giá trị góc 00, 1800 sẽ nêu ở dưới)Chú ý:Bài toán chuyển động của e thường bỏ qua trọng lực

B.CÁC DẠNG BÀI TẬP(XÉT CHO Q>0)

DẠNG: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH CÙNG HƯỚNG ĐƯỜNG SỨC

a Góc α=0 (Ban đầu q chuyển động vào điện trường theo hướng của đường sức)

Trường hợp này Vur0

cùng hướng với Eur.Dựa vào (I), (II) Ta có:

αα

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

1 Thời gian mà q đến bản âm: khi đó y= b => b=V t+ (0 1 q.E g).t2

2 m + -> t (9)

2 Vận tốc khi q đập vào bản âm là V xác định theo 2 cách:

C1: Thay t ở (9) vào vào công thức vận tốc của IV=> V

C2: Áp dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi trong chuyển động thẳng

nhanh dần đều:

2.a.S = V2 - V02 tức là 2.a.b = V2 - V02 (10)

v 0 hướng cùng chiều dương, xét tổng hợp lực theo 0y, nếu nó hướng ngược chiều dương thì vật chuyển động chậm dần đều đến khi v=0 thì chuyển động nhanh dần đều theo hướng nguợc lại

II.BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 3.1: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường của một tụ

điện phẳng, hai bản cách nhau một khoảng d = 2cm và giữa chúng có một hiệu điện thế U = 120V Electron sẽ có vận tốc là bai nhiêu sau khi dịch chuyển được một quãng đường 3cm.

Bài 3.2: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tị điện phẳng Điện trường

trong khoảng hai bản tụ có cường độ E=6.10 4 V/m Khoảng cách giưa hai bản tụ d =5cm.

a Tính gia tốc của electron.

b tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0.

c Tính vận tốc tức thời của electron khi chạm bản dương.

c Vận tốc của electron khi chạm bản dương: v = at = 3,2.107m/v

Bài 3.3:Giữa 2 bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau d=40 cm có một điện trường đều

E=60V/m Một hạt bụi có khối lượng m=3g và điện tích q=8.10-5C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích điện dương về phía tấm tích điện âm Bỏ qua ảnh hưởng của trọngtrường Xác định vận tốc của hạt tại điểm chính giữa của tụ điện

ĐS:v=0,8m/s

Bài 3.4: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường

sức với vận tốc 2000km/s Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế ở cuối đoạn đường đó là 15V

38

O x

y b

Bài 3.5: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường của một tụ

điện phẳng, hai bản cách nhau một khoảng d = 2cm và giữa chúng có một hiệu điện thế U = 120V Electron sẽ có vận tốc là bai nhiêu sau khi dịch chuyển được một quãng đường 1cm

Bài 3.6: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song

cùng hướng với các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 8.106m/s Hiệu điện thế tụphải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện

Bài 3.7: Hại bụi có m=10-12 g nằm cân bằng giữa điện trường đều giữa hai bản tụ.Biết

U=125V và d=5cm

a.Tính điện tích hạt bụi?

b.Nếu hạt bụi mất đi 5e thì muốn hạt bụi cân bằng , U=?

DẠNG: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH NGƯỢC HƯỚNG ĐƯỜNG SỨC

αα

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC - TRƯỜNG THPT VĨNH YÊN – GIÁO ÁN CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ 11

- V0 (q.E g).t1

m

Vq.Eg

m + (11)Quãng đường MN=S được xác định: 2.a.S = V2- V02 = - V02 (12) (V0 trong trường hợp nàylấy giá trị âm vìVur0

ngược hướng 0y)

* Nếu S > d - b thì q chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều dương trục 0y và đậpvào bản dương gây ra va chạm

Ở đây a chỉ xét S < d- b (Điểm N vẫn nằm trong khoảng không gian giữa hai bản)

+

Quá trình 2: Tại N điện tích q bắt đầu lại chuyển động thẳng nhanh dần đều theo trục 0y.Với vận tốc tại N bằng không, gia tốc a = ay q.E g

m

= + và bài toán như trường hợp α=0

Nếu tổng hợp lực điện và trọng lực trên phương Oy mà ngược hướng cùng Oy thì vật chuyển động nhanh dần đều theo hướng ngược Oy.

II.BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 3.9: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường sức với vận tốc 2000km/s Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế ở cuối đoạn đường đó là 15V

Bài 3.10: Một electron bay trong điện trường giữa hai bản của một tụ điện đã tích điện

và đặt cách nhau 2cm với vận tốc 3.10 7 m/s theo ngsong song với các bản của tụ điện Hiệu điện thế giữa hai bản phải là bao nhiêu để electron lệch đi 2,5mm khi đi được đoạn đường 5cm trong điện trường.

Bài 3.13: Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364

V/m e xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2 106 m/s,Hỏi:

40