U là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện. + Mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới hạn. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ vượt quá hiệu điện thế giới hạn thì lớp điện[r]
Trang 1ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 1
A TÓM TẮT KIẾN THỨC
1.1 Hai loại điện tích
+ Có hai loại điện tích: điện tích dương (+) và điện tích âm (-)
+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau
+ Đơn vị điện tích là Culông (C)
+ Điện tích nhỏ nhất trong tự nhiên gọi là điện tích nguyên tố Độ lớn của điện tích nguyên tố là e
= 1,6.10-19C Điện tích của một vật tích điện bao giờ cũng bằng một số nguyên lần điện tích nguyên
tố
+ Điện tích của electron là qe = - e = - 1,6.10-19C
1.2 Sự nhiễm điện của các vật
+ Nhiễm điện do cọ xát: hai vật không nhiễm điện khi cọ xát với nhau thì có thể nhiễm điện trái dấu nhau
+ Nhiễm điện do tiếp xúc: cho vật không nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó có thể nhiễm điện cùng dấu với vật kia Khi đưa vật bị nhiễm điện do tiếp xúc ra xa vật làm cho nó bị nhiễn điện thì nó vẫn nhiễm điện
+ Nhiễm điện do hưởng ứng: cho vật không nhiễm điện lại gần một vật nhiễm điện thì đầu gần vật nhiễm điện sẽ nhiễm điện trái dấu, đầu xa sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật kia Khi đưa vật bị nhiễm điện do hưỡng ứng ra xa vật làm nó bị nhiễm điện thì nó sẽ trở lại trung hoà về điện
9.10 | |
q q r
+ Lực tương tác giữa hai điện tích điểm
Điểm đặt lên mỗi điện tích
Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích
Chiều: đẩy nhau nếu cùng dấu, hút nhau nếu trái dấu
Độ lớn: F =
9
1 2 2
9.10 | |
q q r
+ Lực tương tác giữa nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm
+ Vật dẫn điện là vật chứa nhiều điện tích tự do Vật cách điện (điện môi) chứa ít điện tích tự do
1.5 Định luật bảo toàn điện tích
+ Một hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các vật khác thì tổng đại số các điện tích trong hệ là một hằng số
+ Khi cho hai vật tích điện q1 và q2 tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhau và bằng 1 2
Trang 2ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 2
+Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên các điện tích đặt trong nó
+ Điện trường tĩnh là điện trường do các điện tích đứng yên gây ra
1.6.3 Véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm gây ra tại một điểm:
+ Điểm đặt: tại điểm ta xét
+ Phương trùng với đường thẳng nối điện tích với điểm ta xét
+ Chiều: hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm
+ Độ lớn: E =
9 2
9.10 | |
q r
1.6.4 Đơn vị cường độ điện trường là V/m
1.6.5 Nguyên lý chồng chất điện trường: E E1 E2 E n
= + + + 1.6.7 Lực tác dụng của điện trường lên điện tích: F q
→
1.6.8 Đường sức điện
+ Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó
+ Tính chất của đường sức:
- Tại mỗi điểm trong điện trường, ta có thể vẽ được một đường sức điện đi qua và chỉ một mà thôi
- Các đường sức của điện trường tĩnh là những đường cong không kín Nó xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm
- Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau
- Nơi nào cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức điện trường ở đó được vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì các đường sức điện trường ở đó được vẽ thưa hơn 1.6.9 Điện trường đều
+ Một điện trường mà véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là điện trường đều
+ Các đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau
1.7 Công của lực điện – Điện thế – Hiệu điện thế
1.7.1 Công của lực điện
+ Công của lực điện khi làm dịch chuyển điện tích trong điện trường là
AMN = q.E.MN.cos
+ Đặc điểm công của lực điện trường khi làm dịch chuyển điện tích trong điện trường không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường
Điện trường tĩnh là một trường thế
1.7.2 Điện thế
+ Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q
VM = A M
q
+ Vec tơ cường độ điện trường có chiều hướng từ nơi có điện thế cao đến noi có điện thế thấp
+ Điện thế do điện tích Q gây tại M cách quả cầu một đoạn R:
Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q
UMN = VM – VN = A MN
q
+ Đơn vị hiệu điện thế là vôn (V)
Trang 3ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 3
1.7.4 Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: E = U
d
+ Chỉ có hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường mới có giá trị xác định còn điện thế tại mỗi điểm trong điện trường thì phụ thuộc vào cách chọn mốc của điện thế
+ Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, chỉ chịu tác dụng của lực điện thì nó sẽ có xu hướng
di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng chiều điện trường) Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tích âm di chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường)
1.8 Vật dẫn và điện môi trong điện trường
1.8.1 Vật dẫn trong điện trường
Vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện : Sự phân bố điện tích trên vật dẫn không còn thay đổi theo thời gian, không có dòng điện tích chạy từ nơi này đến nơi khác
1.8.2 Đặc điểm của vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện :
+ Điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài vật dẫn, điện tích tập trung nhiều ở những chỗ lồi, rất ít ở những chỗ lõm
+ Không có điện trường ở bên trong vật dẫn
+ Véc tơ cường độ điện trường ở mặt vật dẫn luôn vuông góc với mặt đó
+ Tất cả các điểm trên vật dẫn đều có cùng điện thế (đẵng thế)
1.7.3 Điện môi trong điện trường
Khi điện môi đặt trong điện trường thì trong điện môi có sự phân cực điện
Sự phân cực điện môi làm xuất hiện một điện trường phụ ngược chiều với điện trường ngoài làm giảm điện trường ngoài
1.9 Tụ điện – Năng lượng điện trường
1.9.1 Định nghĩa: Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện
+ Tụ điện dùng để chứa điện tích
+ Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi đã tích điện gọi là điện tích của tụ điện
1.9.2 Điện dung
Điện dung của tụ điện C = Q
U là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện Đơn vị điện
dung là fara (F)
+ Điện dung của tụ điện phẵng C = 9
9.10 4
S d
Trong đó S là phần diện tích đối diện giữa hai bản, d là khoảng cách giữa hai bản và là hằng số điện môi của chất điện môi chiếm đầy giữa hai bản
+ Mỗi tụ điện có một hiệu điện thế giới hạn Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ vượt quá hiệu điện thế giới hạn thì lớp điện môi giữa hai bản tụ bị đánh thủng, tụ điện bị hỏng
1.9.4 Năng lượng tụ điện
+ Năng lượng tụ điện: W = 1
2QU =
12
+ Năng lượng điện trường trong tụ điện phẵng: W =
2 9
9.10 8
E
V Trong đó V = Sd là thể tích khoảng không gian gữa hai bản tụ điện phẵng
Trang 4ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 4
+ Mật độ năng lượng điện trường: w =
2 9
Dạng 1: Xác định lực culông dựa vào định luật Culông
-Ta có biểu thức định luật Cu lông: 1 2
2
| |
+ q1, q2: độ lớn điện tích (C)
+ r: khoảng cách giữa hai điện tích (m)
+ : hằng số điện môi của môi trường đặt điện tích
Lực là đại lượng véc tơ có:
+ Điểm đặt: trên điện tích ta xét
+ phương: nằm trên đường thẳng nối hai điện tích
+ Chiều: hướng ra xa hai điện tích khi hai điện tích cùng dấu, hướng lại gần hai điện tích khi hai điện tích trái dấu
2
| |
- khi hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau
- Phân tích các lực tác dụng lên điện tích
- Áp dụng điều kiện cân bằng cho điện tích
- Khi hai quả cầu mang điện tích tiếp xúc nhau ta áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho hai quả cầu
Chú ý: - 1 C = 10-6 C, 1 nC = 10-9 C, 1 pC = 10-12 C
Bài toán mẫu
Bài 1: Hai quả cầu mang điện tích q1, q2 cánh nhau một đoạn r đặt trong môi trường có hằng số điện môi Tính lực tác dụng lên hai quả cầu khi:
0,1.(9.10 )9.10
−
= 9.10-14
Trang 5ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 5
vì hai quả cầu đẩy nhau nên q1, q2 cùng dấu nên q1.q2 = 9.10-14 (1)
Vìa hai quả cầu đẩy nhau nên hai quả cầu mang điện tích cùng dấu
Mà q1 + q2 = 650.10-9 (2)
Từ (1) và (2)
9 1
9 2
9 1
9 2
450.10 450200.10 200200.10 200450.10 450
a) Xác định loại điện tích của q1 và q2
b) Vẽ các véc tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia
c) Tính q1 và q2
Hướng dẫn giải:
a) Ta có hai điện tích đẩy nhau nên hai điện tích cùng dấu như vậy q1 và q2 cùng dấu
Mà q1 + q2 = - 6.10-6 C (1) và q1 và q2 cùng dấu nên q1 và q2 là hai điện tích âm
b) vì hai điện tích đẩy nhau nên ta có hình vẽ
c) Hai điện tích cùng dấu nên chúng đẩy nhau bởi 1 lực: 1 2
2
| | q q
1,8.0, 2
8.109.10
a) Tính độ lớn điện tích mỗi quả cầu?
b) Để lực đẩy là 2,5.10-4 N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Khi đặt hai quả cầu trong không khí chúng đẩy nhau bởi lực: 1 2
2
| | q q
.q
F k r
k
= = 0,02
4 9
1, 6.109.10
Trang 6ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 6
Hướng dẫn giải:
Khi đặt hai quả cầu trong không khí chúng đẩy nhau bởi lực: 1 2
2
| | q q
k r
4, 5.10
− = 0,14 m = 14 cm
Bài 6: Một quả cầu kim loại có khối lượng riêng = 9800 kg/m3, bán kính 1 cm mang điện tích q
=-10-6C được treo vào đầu một sợi dây mảnh dài 10 cm, tạo điểm treo có đặt một điện tích q0 = q Tất
cả đặt trong dầu có khối lượng riêng D = 800kg/m3, hằng số điện môi của dầu là 3 Tính lực căng dây treo quả cầu?
Hướng dẫn giải:
Xét quả cầu khi nhúng trong dầu, quả cầu chịu tác dụng của:
+ Trọng lực P: P = m.g =V. g = 4 3
3R g + Lực đẩy Cu lông: 0
2
| | q q
q
k r
+ Lực căng dây treo: T
+ Lực đẩy Acsimet F A: FA = V.D.g =4 3
3 D.g RKhi quả cầu cân bằng ta có P+ +F F A+T = 0 (1)
Chiếu lên phương thẳng đứng ta được: T+ FA - P - F =0
3 −
.10(9800-800)+9.109
6 2 2
(10 )3(0,1)
−
= 0,68N
Bài 7: Hai quả cầu giống nhau được tích điện q = 500 nC có khối lượng 2,5g, hai quả cầu được treo
bằng hau sợi chỉ cùng điểm treo và chiều dài Do lực đẩy tĩnh điện nên hai quả cầu tách xa nhau 60
cm, hai quả cầu có bán kính 1mm Xác định góc lệch giữa hai dây treo hai quả cầu khi:
a) Hai quả cầu đặt trong không khí?
b) Hai quả cầu đặt trong dầu có hằng số điện môi 4, khối lượng riêng của dầu là
800kg/m3
Hướng dẫn giải:
a) Khi dặt trong không khí
Xét một quả cầu ta có: quả cầu chịu tác dụng của:
+ Trọng lực P: P = m.g
P
T F
A F
H×nh 1.7a
Trang 7ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 7
+ Lực đẩy Culông: 1 2
2
| | q q
r
= =k.q2
r
+ lực căng dây treo: T
Khi quả cầu cân bằng ta có P+ +F T = 0
2 2
.tan
q k
(500.10 )9.10
0, 6 (2, 5.10 ).10
−
− = 0,25
=140
Vậy hai dây treo hợp với nhau 1 góc 280
b) Khia hai quả cầu nhúng vào dầu mỗi quả cầu chịu tác dụng
+ Trọng lực P: P = m.g
+ Lực đẩy Culông: 1 2
2
| | q q
q
k r
+ Lực căng dây treo: T
q k r
(500.10 )9.10
44.0, 6 10.(2, 5.10 800.(10 ) )
Vậy hai treo hợp nhau một góc 7,160
Dạng 2: Tương tác giữa nhiều điện tích điểm
- Xét các điện tích chịu tác dụng của lực điện 1 2
2
| | q q
- Áp dụng quy tắc tổng hợp lực cho một điện tích: F =F1+F2+ + F n
Khi một điện tích chịu tác dụng của hai lực:F =F1+F2
+ khi hai lực cùng hướng: F = F1+ F2 (H.1)
+Khi hai lực ngược chiều nhau: F = |F1- F2| (H.2), chiều của F cùng chiều với
chiều của lực các độ lớn lớn hơn lực kia
+ khi hai lực vuông góc nhau: 2 2 2
H×nh 1.7b
Trang 8ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 8
Bài 1: Cho hai điện tích q1=16 C q2 = - 64 C đặt chúng tại hai điểm AB trong không khí cách nhau 1m Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 4 C đặt tại:
a) Điểm M cách A 60 cm và cách B 40 cm
b) Điểm N cách A 60 cm và cách B 80 cm
c) Điểm O cách đều A và B một đoạn 100 cm
d) Điểm P cách đều A và B một đoạn 60 cm
Mà F1vuông góc với F2 nênF = F12+F22 = 1, 62+3, 62 =3,9N
Phương của Fhợp với F2 một góc với 1
2
1, 6tan
3, 6
F F
= = =23,960 c) vì OA = OB = AB nên AOB đều
B N
B P
Trang 9ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 9
F2=1,62+6,42+2.1,6.6,4 7
18 F = 7,2N Phương của Fhợp với F2 một góc theo định lí hàm sin ta có
Bài 2: Hai điện tích q và -q đặt tại hai điểm AB trong không khí AB = 2d, người ta đặt thêm điện
tích q0 = q tại M nằm trên trung trực của AB cách AB một đoạn MH = x
a) Xác định lực tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại M?
Lực lớn nhất lúc đó Fmax = 2.F1 = 2k
2 2
q d
Vì F1 = F2 nên phương của Fsong song với AB
Bài 3: Hai điện tích q và q đặt tại hai điểm AB trong không khí AB = 2d, người ta đặt thêm điện tích
q0=q tại M nằm trên trung trực của AB cách AB một đoạn MH = x
a) Xác định lực tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại M? Áp dụng khi q = 4 , d = 6 cm, x = 8 C
B M
Trang 10ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 10
Điện tích tại B là q cùng dấu với q0 = q nên lực đẩy giữa qvà q0 là F2: 2 2 2 2
2 2 3
d d khi
4 3
x =
2 2 3
12
d x
2 1(3 )
Dạng 3: Xác định cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra tại một điểm M
3.1 Véctơ cường độ điện trường gây ra bởi điện tích điểm Q tại điểm M cách nó một khoảng r
là E M có:
+ Điểm đặt: tại M
+ Phương: nằm trên đường thẳng nối điện tích và điểm ta xét
+ Chiều: hướng ra xa Q nếu Q > 0 (Hình 3.1) , hướng lại gần Q nếu Q < 0 (Hình 3.2)
3.2 Nguyên lý chồng chất điện trường E=E1+E2+ + E n
Khi có hai điện trường E1và E2 thì E=E1+E2
+ Khi E1cùng chiều vớiE2thì E = E1 + E2 (H.3.3)
+ Khi E1ngược chiều vớiE2thì E = |E1 - E2|(H.3.4.)
+ Khi E1vuông góc vớiE2thì E= E12+E22 (H.3.5)
H×nh 2.3
E O
M
H×nh 3.1
E O
M
H×nh 3.2
Trang 11ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 11
3.3 Lực điện trường tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường:
F =q E
+ nếu q > 0 thì Fcùng chiều với E
+ nếu q > 0 thì Fngược chiều với E
Độ lớn F = |q|.E
Bài toán mẫu
Bài 1: Điện tích điểm Q = 1,6 nC đặt tại O trong không khí
a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách O một khoảng r = 30 cm?
b) Nếu đặt điện tích q =-1,6.10-9C vào M thì nó chịu lực tác dụng có độ lớn là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
a) Cường độ điện trường do Q gây ra tại M là E M có
+ Điểm đặt tại M
+ Phương: nằm trên đường thẳng OM
+ Chiều: hướng ra xa Q như hình vẽ 3.7
2
1, 6.109.10 1.0, 3
−
=160 V/m
b) Khi đặt điện tích q tại thì lực điện trường tác dụng lên q là F : F =q.EM có
+ Điểm đặt: trên điện tích q
+ Phương: nằm trên đường thẳng OM
+ Chiều: ngược chiều vớiE M từ M đến O như hình vẽ 3.8
Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại M là E= E1+E2(1)
a) vì MA+MB=AB nên M ở trong đoạn AB nên ta có hình 3.2a
ta có
6 9
24.109.10
+ Chiều của Ecùng chiều với E2
+ Độ lớn: Vì E1ngược chiều E2 nên E = E2 - E1= 6,75.107-3.107=3,75.107 V/m
b) vì MA+AB=MB nên M ở ngoài đoạn AB gần A hơn
M
Q H×nh 3.8
Trang 12ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 12
ta có
6 9
24.109.10
+ Chiều của Ecùng chiều với E2
+ Độ lớn: Vì E1ngược chiều E2 nên E = E1 + E1= 6,75.107- 0,55.107 = 7,3.107 V/m
c) vì MA2+MB2=AB2 nên AMB vuông tại M nên ta có hình 3.2c
ta có
6 9
24.109.10
+ Chiều của Enhư hình vẽ
+ Độ lớn: Vì E1vuông góc với E2 nên
7 2
3.10tan
1, 6875.10
E E
9 =60,640 d) vì MA = MB nên AMB cân tại M nên ta có hình 3.2d
ta có
6 9
24.109.10
+ phương: vuông góc với AB (nằm trên trung trực của AB)
+ Chiều của Enhư hình vẽ 3.2d
+ Độ lớn: chiếu (1) lên Eta có: E = 2E1.cos
mà
6 5 11cos
ta có
6 9
24.109.10
+ phương: vuông góc với AB (nằm trên trung trực của AB)
+ Chiều của Enhư hình vẽ
1
E
2
E E
M
1
q H×nh3.2e q2
Trang 13ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 13
Véc tơ cường độ điện trường dó q1, q2, q0 gây ra tại D là E1, E2và E3
Khi đó cường độ điện trường tổng hợp tại D là E =E1+E2+E3= 0
Ta có E1 E2 k q2 k q2
2( 2)
a a
a) Xác định cường độ điện trường tại đỉnh tam giác?
b) Xác định lực tác dụng lên mỗi điện tích đặt tại đỉnh của tam giác ABC?
c) Xác định độ lớn cường độ điện trường tại trọng tâm của tam giác đó?
d) Để ba điện tích đó đều nằm cân bằng thì ta phải đặt thêm điện tích q0 có độ lớn và dấu thế nào
đặt ở đâu?
Hướng dẫn giải:
a) Xét tại đỉnh A của tam giác ABC như hình vẽ 3.4a
cường độ điện trường do điện tích đặt tại B và C gây ra là là
+ phương: vuông góc với BC (nằm trên trung trực của BC)
+ Chiều của E Anhư hình vẽ
+ Điểm đặt: trên điện tích q đặt tại A
+ Phương: nằm trên trung trực của BC
+ Chiều: vì q > 0 nên F A cùng chiều với E A như hình vẽ 3.4b
+ Độ lớn: FA = q.EA = q k q2
a 3 =
2 2
q k
a 3 (N)
Tương tự lực điện tác dụng lên các điện tích đặt tại B và C là
FB =FC = FA =
2 2
q k
E
'' 2
E
C
E
' 1
E
' 2
Trang 14ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 14
Khi đó cường độ điện trường tổng hợp tại G là E =E1+E2+E3(1)
Chiếu (1) lên E1 ta được: E = E1 - 2.E2.cos60 = E1 - E2 = 0
d) vì EM = 0 nên để 3 điện tích trên đều nằm cân bằng ta phải đặt q0 < 0 ở trọng tâm
G của tam giác ABC như hình vẽ 3.4d
a) Véc tơ cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại trung điểm M của hai điện tích là E1hướng xa
điện tích dương và E2hướng lại gần điện tích âm
Có
6 9
12.109.10
Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại M là E= E1+E2(1)
Vì AC = AB + BC nên A, B, C thẳng hàng và C nằm ngoài AB gần B như hình 3.5a
E = E1 + E2 =10,8.106 + 2,7.106 = 13,5.106 V/m
E có chiều hướng lại gần điện tích dương đặt tại B
b) Gọi M là điểm tại đó véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do 2 điện tích này gây ra bằng 0
Ta có EM= E1+E2= 0 E1= -E2 vì |q1| > |q2| nên M phải trong đoạn thẳng AB và M gần B hơn A
3 315
2
q
Trang 15ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 15
Dạng 4: Tính công của lực tác dụng khi điện tích di chuyển trong điện trường -
Điện thế - Hiệu điện thế
a) Điện thế của điện tích điểm Q gây ra tại M cách nó một đoạn R:
Điện thế của một điểm trong điện trường: WM M
M
A V
+ WM: thế năng tại điểm M trong điện trường
+ A M: Công khi di chuyển điện tích q từ M ra vô cực
+ Điện thế là đại lượng vô hướng có thể dương hoặc âm
+ Đơn vị điện thế là vôn
b) Điện áp giữa hai điểm M và N trong điện trường: UMN = VM - VN
+ Khi UMN > 0 thì VM > VN: Điện thế điểm M cao hơn điểm N
+ Khi UMN < 0 thì VM < VN: Điện thế điểm M thấp hơn điểm N
c) Công của lực điện trường khi di chuyển điện tích điểm q trong điện trường từ M đến N:
+ AMN = q.UMN = q.(VM - VN)
+ Công của ngoại lực: A’= - A
- Khi q > 0 mà dịch chuyển q cùng chiều điện trường thì A > 0
- Khi q > 0 mà dịch chuyển q ngược chiều điện trường thì A <0
d) Liên hệ giữa cường độ điện trường và điện áp: E U
d
=+ E: điện trường đều V/m
+ U: điện áp giữa hai điểm trong điện trường cách nhau một đoạn d trên cùng một đường sức điện trường
Chú ý: + Điện thế của điểm ở vô cực bằng không
+ Điện trường có chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp
+ Vật dẫn là vật đẳng thế
+ Điện tích phân bố ở bề mặt vật dẫn(tập trung nhiều ở chỗ lồi)
+ Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo chuyển động của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối
+ Khi điện tích chuyển động vuông góc với đường sức thì A = 0
Bài toán mẫu
Bài 1: Một quả cầu kim loại có bán kính 4 cm tích điện dương đặt trong không khí Khi di chuyển
điện tích q = 1 nC từ vô cự đến M cách bề mặt quả cầu 20 cm cần thực hiện một công 500 nJ
a) Tính điện thế của quả cầu tại M?
b) Tính điện tích của quả cầu?
c) Tính điện thế của 1 điểm gây ra trên bề mặt quả cầu?
d) Xác định cường độ điện trường do quả cầu gây ra tại M?
Hướng dẫn giải:
a) Vì quả cầu có mang điện nên sinh ra xung quanh nó một điện trường nên khi di chuyển điện tích q
từ vô cự đến M thì q chịu tác dụng của lực cản điện trường
Ta có công của ngoại lực A’ = -AM= -500 nJ = -500.10-9 J
500.101.10
−
− = 500 V
b) Ta có điện thế tại M cách quả cầu một đoạn R:
Trang 16ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 16
9 9
40.1039.10 1.0, 04
2
40.1039.10 1.0, 24
−
= 6250
3 V/m
Bài 2: Điện áp giữa điểm C và D trong điện trường đều là 200V, biết điện thế tại D là 400V Tính
a) Tính điện thế tại điểm C?
b) Công của lực điện trường khi dịch chuyển prôtôn từ C đến D
c) Công khi dịch chuyển electron từ C đến D
a) Xác định điện thế tại điểm B electron có vận tốc 2.106m/s?
b) Xác định điện thế tại điểm C khi electron dừng lại và công của electron khi đó?
31
7 2 19
1 9,1.10 (1, 2.10 )
c) Tính công của lực điện trường khi di chuyển điện tích q0=-1 nC tà O đến M theo quỹ đạo là nữa
đường tròn đường kính OM?
Trang 17ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 17
a) Diện thế tại O do q1 vàq2 gây ra tạ O là V1 và V2
q k OB
q k BM
ta có AOM = q0(VO -VM) = -1.10-9(0 - 375) = 375.10-9J
Bài 5: Hai quả cầu đặt xa nhau, quả cầu 1 có bán kính 5 cm và mang điện tích 600 nC, quả cầu 2 có
bán kính 15 cm mang điện tích -200 nC Khi nối hai quả cầu bằng dây dây dẫn mảnh Tính điện tích của mỗi quả cầu sau khi nối dây và điện lượng chạy qua dây nối?
Hướng dẫn giải:
Ta có điện thế trên bề mặt mỗi quả cầu là: 1
1 1
R =
' 2 2
q k
R 2' 2
'
1535
Điện lượng chạy qua dây nối: q=|q1-q1’| = |600 - 100| = 500 nC
Bài 6: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông (vuông ở A); AC= 4 cm; AB=3 cm nằm trong
một điện trường đều có E song song với cạnh CA, chiều từ C đến A Điểm D là trung điểm của AC 1) Biết UCD=100 V Tính E, UAB; UBC
2) Tính công của lực điện khi một e di chuyển:
Trang 18ThS Lờ Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 18
+ Cụng của lực điện khi một electron di chuyển từ A đến D
AAD = qe.UAD
Ta cú UAD = - UDA = - UCD = -100 V
AAD = - 1,6.10-19.(-100) = 1,6.10-17J
Dạng 5: Chuyển động của electron trong điện trường đều
5.1 Khi electron chuyển động dọc theo đường sức điện điện vE
Khi electron chuyển động trong điện trường đều E electron chịu tỏc dụng của trọng lực Pvà lực
điện trường F=eE F( ngược chiều E) vỡ Prất nhỏ so với Fnờn bỏ qua P
Vỡ Fngược chiều với E nờn quang electron chuyển động chậm dần đều
Cỏch 1: Theo định luật II Newton: F =m a
Gia tốc của quang electron: a e E.
m
= −
Ta cú v t2 −v o2 =2 a S khi quang elctron dừng lại vt = 0 và Smax
Quóng đường lớn nhất của quang electron đi trong điện trường là:
2
2 0
5.2 Khi electron chuyển theo phương vuụng gúc với đường sức điện điện v0 ⊥E
Khi đú electron chuyển động nộm ngang như hỡnh 5.2
Chọn hệ trục OXY như hỡnh vẽ 5.2
theo OX electron chuyển động đều, theo OY electron chuyển động biến đổi
đều với gia tốc . .
e E eU a
2
a x v
5.3 Khi electron chuyển động cú phương bất kỳ trong điện trường đều thỡ electron chuyển
Trang 19ThS Lờ Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 19
từ (1) và (2) ta cú phương trỡnh quỹ đạo của electron: y = tan x + 2
0
2 os
a x
v c b) Phương trỡnh vận tốc:
Theo OX: vx = v0 cos
Theo OY: vy = v0sin + a.t
Vận tốc của electron: v = +v x v y 2 2
x y
Bài toỏn mẫu
Bài 1: Giữa 2 bản kim loại đặt song song nhau tớch điện trỏi dấu đặt nằm ngang bản dương ở trờn
bản õm ở dưới cỏch nhau d =40 cm cú một điện trường đều E = 600 V/m Một hạt bụi cú khối lượng 3g và điện tớch q = 8.10-5C bắt đầu chuyển động từ trạng thỏi nghỉ từ bản tớch điện dương về phớa tấm tớch điện õm
Xỏc định vận tốc của hạt tại điểm chớnh giữa của hai bản kim loại và khi đến bản õm?
Hướng dẫn giải:
Khi hạt bụi ở trong điện trường hạt bụi chịu tỏc dụng của:
+ Trọng lực: P
+ Lực điện trường F =q E F ( cùng chiều E )
Theo định luật II Newtơn: P+ =F m a
Hạt bụi chuyển động nhanh dần đều về bản õm của tụ với gia tốc
0, 003
−
Bài 2: Cho 2 bản kim loại phẳng cú độ dài l =5 cm đặt nằm ngang song song với nhau, cỏch nhau d
= 2 cm Điện ỏp giữa 2 bản là 910V Một electron bay theo phương ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu 5.107 m/s Biết electron ra khỏi được điện trường Bỏ qua tỏc dụng của trọng trường
a) Viết phương trỡnh quỹ đạo của electron trong điện trường
b) Tớnh thời gian electron đi trong điện trường?
c) Vận tốc của nú tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?
d) Tớnh độ lệch của electron khỏi phương ban đầu khi ra khỏi điện trường?
Hướng dẫn giải:
a) Điện trường đều giữa hai bản phẳng kim loại E U
d
=Khi electron chuyển động ở trong điện trường đều electron chịu tỏc dụng của:
+ Trọng lực: P= mg
+ Lực điện trường F =eE F( ngược chiều E) vỡ Prất nhỏ so với
Fnờn bỏ qua P
Khi electron chuyển động theo phương ngang vuụng gúc với đường sức
điện trường thỡ electron chuyển động nộm ngang
Chọn hệ trục OXY như hỡnh vẽ theo OX electron chuyển động thẳng
đều, theo OY electron chuyển động biến đổi đều với gia tốc
P
+ ++
-Hình 5.1a
Trang 20ThS Lờ Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 20
ta cú phương trỡnh chuyển động theo cỏc trục tọa độ:
2
a x
v =
2 2 0
2
e U x
l t v
2
−
Bài 3: Cho 2 bản kim loại phẳng cú độ dài l = 4 cm đặt nằm ngang song song với nhau, cỏch nhau d
= 2 cm Điện ỏp giữa 2 bản là 910 V Người ta bắn một electron bay theo phương hợp với phương ngang 1 gúc 600 vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu 5.107 m/s từ bản õm của tấm kim loại
a) Viết phương trỡnh quĩ đạo của electron trong điện trường
b) Tớnh thời gian electron đi trong điện trường?
c) Vận tốc của nú tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?
Hướng dẫn giải:
a) Điện trường đều giữa hai bản phẳng kim loại E U
d
=Khi electron chuyển động ở trong điện trường đều electron chịu tỏc dụng của:
+ Trọng lực: P= mg
+ Lực điện trường F =eE F( ngược chiều E) vỡ Prất nhỏ so với
Fnờn bỏ qua P
Khi bắn một electron bay theo phương hợp với phương ngang 1 gúc 600
vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu 5.107 m/s từ bản õm của tấm kim loại
thỡ electon chuyển động nộm xiờn với vận tốc đầu v0 = 5.107 m/s
Chọn hệ trục OXY như hỡnh vẽ
theo trục OX electron chuyển động đều, theo oy electron chuyển động
chậm dần đều với gia tốc . .
Trang 21ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 21
−
2 (m)
Vậy phương trình quỹ đạo của electron trong điện trường là y = 3.x - 6,4.x2 (m)
b) khi electron vừa ra khỏi điện trường thì x = l = 4 cm v c0 os.t = l
+ Theo OX: vx = v0x = v0.cos
+ Theo OY: Vy = v0y + a.t = v0.sin - .
9,1.10 0, 02os
Dạng 6: Tính điện dung - điện tích - điện áp của tụ điện
- Điện dung của tụ điện phẳng
4
S C
d k
với + S: diện tích phần đối diện của hai bản tụ điện(m2)
+ d: khoảng cách giữa hai bản tụ (m)
+ : hằng số điện môi của môi trường làm tụ
- Khi nối tụ với nguồn điện có điện áp U tụ tích điện tích Q = C.U
- Khi ngắt tụ khỏi nguồn điện thì điện tích của tụ không đổi
Chú ý: + Diện tích hình tròn bán kính R: S = R2
Bài toán mẫu
Bài 1: Một tụ điện phẳng gồm hao bản tụ hình vuông cạnh 20 cm đặt cách nhau 1 cm, chất điện môi
giữa hai bản tụ tụ là không khí Điện áp giữa hai bản tụ là 50V
a) Tính điện dung của tụ?
b) Tính điện tích của tụ lúc ấy?
c) Người ta ngắt khỏi nguồn rồi nhúng tụ vào dầu có điện môi 9 Tính điện dung và điện áp của tụ lúc ấy?
d) Vẫn nối tụ với nguồn điện trên ta đem tụ nhúng vào chất lỏng có điện môi 2 Tính điện dung và điện tích của tụ lúc ấy?
Hướng dẫn giải:
a) Ta có điện dung của tụ điện phẳng:
4
S C
0, 21
4 .0, 01.9.10 = 35,4.10-12F = 35,4 pF
b) Điện tích của tụ khi nối với nguồn: Q = C.U = 35,4.10-12.50 = 1770.10-12 C = 1,77.10-9C =1,77 nC c) Khi ngắt tụ khỏi nguồn điện thì điện tích của tụ không đổi: Q = 1,77 nC
Khi đặt tụ vào trong dầu ta có điện dung của tụ lúc này
2 1
'
4
a C
d k
= = 1.C = 9.35,4 =318,6 pF Điện tích của tụ khi ở trong dầu Q’= Q = 1,77 nC
Trang 22ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 22
Điện áp của tụ khi ở trong dầu là:
d) Khi vẫn nối tụ với nguồn điện trên thì điện áp hai đầu tụ không thay đổi U’ = U =50V
ta có điện dung của tụ lúc này:
2 2
''
4
a C
d k
= = 2.C = 2.35,4 = 70,8pF
Điện tích của tụ lúc này: Q’’ = C’’.U = 70,8.50 = 3540pC = 3,54 nC
Bài 2: Một tụ điện phẳng gồm hai bản có dạng hình tròn bán kính 5 cm, đặt cách nhau 2 cm trong
không khí Điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.105 V/m
a) Tính điện dung của tụ điện?
b) Tính điện áp lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện và điện tích cực đại mà tụ tích được?
R d
= = 50.10-12F = 50 pF
b) Ta có E U
d
= U = E.d Umax = Emax.d = 3.105.0,02 = 6000V
Điện tích cực đại mà tụ tích được là Qmax = C.Umax = 50.10-12.6000 = 0,3.10-6 C
3) Ghép tụ sau khi đã tích điện
+ Áp dụng công thức điện áp khi ghép
Điện áp U = U1 + U2 +….+ Un U = U1 = U2 =….= Un
+ Áp dụng Định luật bảo toàn điện tích cho hệ cô lập về điện
Q1 + Q2 + …+ Qn = Hằng số
Điện lượng chuyển qua dây dẫn =Q |Q2−Q1|
+ Q2: tổng điện tích nối 1 đầu dây nối (bản tụ) lúc sau
+ Q1: tổng điện tích nối 1 đầu dây nối (bản tụ) lúc đầu
Số electron chạy qua dây dẫn: N Q
Trang 23ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 23
Bài 1: Hai tụ điện có điện dung C1 = 10 F, C2 = 30 F được ghép với nhau thành bộ, bộ này được nối với một nguồn điện áp U = 120V Tính điện dung của bộ điện tích và điện áp giữa hai bản tụ của mỗi tụ điện trong hai trường hợp
a) Ghép nối tiếp
b) Ghép song song
Hướng dẫn giải:
a) Khi hai tụ ghép nối tiếp nhau ta có
Điện dung của bộ 1 2
C C C
=+ =
10.30
10 40+ = 7,5 F
Điện tích của mỗi tụ Q1 = Q2 = Q = C.U = 7,5.120 = 900 C
Điện áp hai đầu mỗi tụ 1
1 1
90010
Q U C
2 2 2
90030
Q U C
b) Khi hai tụ ghép song song ta có C = C1 + C2 = 10 + 30 = 40 F
ta có điện áp hai đầu mỗi tụ U1 = U2 = U = 120V
Điện tích hai đầu mỗi tụ Q1 = C1.U1 = 10 120 = 1200 C
Q2 = C2.U2 = 40 120 = 4800 C
Bài toán mẫu
Bài 2: Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ 7.2 Biết C1 = C2 = C4 = 6F; C3
= 3F; C5 = 9F; UAB = 12V Tính:
a) Điện dung tương đương của bộ tụ
b) Điện tích và điện áp trên từng tụ điện
=+ =
276
Q U C
Trang 24ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 24
Bài 3: Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ 7.3 Trong đó C1 = 1F; C2 = 4F; C3 = 2F; C4 = 3F; C5 =
6F UAB = 12V Tính:
a) Điện dung của bộ tụ
b) Điện áp và điện tích trên từng tụ
Q U
a) Điện dung của bộ tụ
b) Điện áp và điện tích trên từng tụ
Trang 25ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 25
Q U
U − =
4
9
102000.1040
a) Tính điện tích và điện áp của mỗi tụ sau khi nối hai bản cùng dấu với nhau?
b) Tính điện tích và điện áp của mỗi tụ sau khi nối hai bản trái dấu với nhau?
Hướng dẫn giải:
Điện tích của mỗi tụ khi nạp: Q1 = C1 U1 = 1000 20 = 20000 nC
Q2 = C2 U2 = 2000 50 = 100000 nC
a) Khi nối hai bản tích điện cùng dấu với nhau ta có ghép hai tụ song song với nhau:
+ Điện tích của bộ sau khi nối hai bản tụ cùng dấu với nhau: Qb = Q1 + Q2 = 100000 + 20000 =
120000 nC
+ Khi ghép hai tụ với các bản cùng dấu với nhau ta được bộ C1//C2
+ Điện dung của bộ Cb = C1 + C2 = 1000 + 2000 = 3000 nF
+ Điện áp hai đầu bộ tụ U'
b) Khi nối hai bản tích điện trái dấu với nhau ta có ghép hai tụ nối tiếp nhau:
+ Điện tích của bộ sau khi nối hai bản tụ trái dấu với nhau:
Trang 26ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 26
2 2
Dạng 8: Tính điện áp của hai điểm trong mạch chứa tụ - mạch cầu chứa tụ.
1) Tính điện áp của hai điểm trong mạch (Hình 8a)
UMN = UMA + UAN =UAN - UAM
2) Mạch cầu chứa tụ điện (Hình 8b)
a) Khi mạch cầu đối xứng: 1 3
C C
b) khi mạch cầu cân bằng: UMN = 0 Q5 = 0 1 3
C C
C C
C =C
c) Khi mạch cầu không cân bằng hoặc không đối xứng:
ta áp dụng định luật bảo toàn điện tích tại M và N sau đó quy về điện thế ta
Bài toán mẫu
Bài 1: Cho 4 tụ có điện dung C1 = C2 = 100 nF, C3 =200 nF, C4 =
600 nF mắc như hình vẽ 8.1, điện áp hai đầu mạch UAB= 10V
a) Khi khóa K mở tính điện dung của bộ tụ điện tích của mỗi tụ và
điện áp giữa hai điểm MN?
b) Khi K đóng Tính điện lượng chuyển qua khóa K lúc đóng?
c) Thay C4 bởi C4’ khi K đóng tính giá trị C4’ để điện lượng chuyển
qua khóa K khi K đóng bằng 0
+ + -
- +
N
Trang 27ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 27
Q
+ Q2’ = C2.U2’ = 100.3 = 300 nC
+ Q4’ = C4.U4’ = 600.3 = 1800 nC
Ta có điện tích tại M khi K mở Q = Q M 1 - Q2 = 500 - 500 =0
Ta có điện tích tại M khi K đóng Q M '= |Q1’- Q2’| = 700 - 300 = 400 nC
Điện lượng chuyển qua khóa K khi K đóng: '
400.10
2, 5.10
1, 6.10
Q N e
Ban đầu các tụ chưa tích điện, khóa K ở vị trí (1)
Tính số êlectron qua khoá K khi chuyển K từ vị trí (1) sang vị trí (2)
Khi K chuyển sang (2)
Gọi U3’; U2’ là điện áp hai đầu C3 và C2 ta có U3’ + U2’ = 120(1)
Trang 28ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 28
Q3’ = C3.U3’ = 3.66 = 198C
Điện lượng chuyển qua khóa K: Q = Q3’ - Q3 = 198 - 90 = 108 C
Số electron chuyển qua khóa K:
6 19
108.10
1, 6.10
Q N e
−
−
= = = 6,75.1014 hạt
Bài 3: Trong các hình vẽ 8.2a và 8.2b: C1 = C4 = C5 = 200 nF, C2 = 100 nF, C3 = 400 nF Đặt vào hai
đầu mạch một điện áp 12V Hình 8.2a Hình 8.2b
a) Tính điện dung của bộ tụ?
b) Tính điện tích và điện áp hai đầu mỗi tụ?
C
12
Q
* Xét hình 8.2b ta có hình vẽ 8.2b1:
Giải tương tự hình 8.1a
Bài 4 : Cho mạch điện như hình vẽ 8.3 :
C1 = C2 = 6 F, C3 = 2 F, C4 = C5 = 4 F Đặt vào hai đầu mạch một
+ + -
- +
N
Trang 29ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 29
Theo định luật bảo toàn điện tích tại M và N ta có: 2 5 1
Dạng 9: Năng lượng điện trường
- Năng lượng điện trường của tụ điện:
2 2
- Năng lượng của bộ: W = W1+ W2+… + Wn
- Năng lượng điện trường của tụ điện phẳng: W =
2
8
E
S d k
Bài toán mẫu
Bài 1: Một tụ điện phẳng hai bản hình tròn bán kính 15 cm đặt cách nhau 5mm, điện môi giữa hai
bản tụ có hằng số điện môi là 4 Đặt vào hai bản tụ một điện áp 100V
a) Tính điện dung của tụ?
b) Tính điện tích của tụ và điện trường đều trong lòng tụ?
c) Tính năng lượng điện trường của tụ?
d) Tính mật độ năng lượng trong lòng tụ?
0,154
4.0, 005.9.10 = 5.10
-10F = 500 pF
b) Điện tích của tụ khi nối với nguồn: Q = C.U = 500.100 = 50000 pC = 50 nC
Điện trường đều trong lòng tụ 100
0, 005
U E d
E k
= = 7,07.10-3 J/m2 = 7,07mJ/m2
Trang 30ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 30
Bài 2: Một tụ điện có điện dung C = 5 μF được tích điện, điện tích của tụ điện bằng 10-3 C Nối tụ điện đó vào bộ acquy suất điện động E = 80 V, bản điện tích dương nối với cực dương, bản điện tích
âm nối với cực âm của bộ acquy Tính năng lượng của bộ Acquy sau khi nối tụ với Acquy, nhận xét năng lượng của acquy lúc đó?
Hướng dẫn giải:
- Điện áp giữa hai bản cực của tụ điện là U =
3 6
105.10
Q C
Như vậy sau khi ghép với với acquy thì năng lượng của bộ acquy tăng lên một lượng 84 mJ
Bài 3: Một bộ tụ điện gồm 10 tụ điện giống nhau (C = 8 μF) ghép nối tiếp với nhau Bộ tụ điện được
nối với điện áp không đổi U = 150 V Tính độ biến thiên năng lượng của bộ tụ điện sau khi có một tụ điện bị đánh thủng?
2 10
C
U =
6 2
2 10 1
C U
− =
6 2
a) Tính năng lượng của mỗi tụ lúc nạp điện?
b) Tính điện áp của bộ tụ sau khi ghép hai tụ với nhau?
c) Tính nhiệt lượng tỏa ra ở bộ tụ khi nối hai tụ với nhau?
−
= 0,04 J
Trang 31ThS Lê Thanh Sơn – 0905930406 – tson0512@gmail.com TKvietcombank: 0161001618973 Trang 31
b) Điện tích của các tụ khi tích điện: q1 = C1U1 = 3.10-6.300 = 9.10-4C
q2 = C2U2 = 2.10-6.200 = 4.10-4C + Khi nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau thì điện tích của bộ tụ điện bằng tổng điện tích của hai tụ điện: qb = q1 + q2 = 9.10-4 + 4.10-4 = 13.10-4 C
+ Khi ghép hai bản tụ cùng dấu thì ta có hai tụ ghép song song nhau nên điện dung của bộ tụ điện là
Cb = C1 + C2 = 5 μF = 5.10-6 C
Mà ta có qb = Cb.Ub Ub =
4 b
6 b
q 13.105.10
A Cọ chiếc vỏ bút lên tóc;
B Đặt một nhanh nhựa gần một vật đã nhiễm điện;
C Đặt một vật gần nguồn điện;
D Cho một vật tiếp xúc với viên pin
Câu 2: Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào không liên quan đến nhiễm điện?
A Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu;
B Chim thường xù lông về mùa rét;
C Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích sắt kéo lê trên mặt đường;
D Sét giữa các đám mây
Câu 3: Điện tích điểm là
A vật có kích thước rất nhỏ B điện tích coi như tập trung tại một điểm
C vật chứa rất ít điện tích D điểm phát ra điện tích
Câu 4: Chọn câu đúng
A Có thể cọ xát 2 vật cùng loại với nhau để được hai vật tích điện trái dấu
B Nguyên nhân của sự nhiễm điện do cọ xát là các vật bị nóng lên do cọ xát
C Cọ thước nhựa vào mảnh dạ thì mảnh dạ cũng tích điện
D Vật tích điện chỉ hút được chỉ hút được các vật cách điện như giấy, không hút kim loại
Câu 5: Điều kiện để một vật dẫn điện là
A vật phải ở nhiệt độ phòng B có chứa các điện tích tự do
C vật nhất thiết phải làm bằng kim loại D vật phải mang điện tích
Câu 6: Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì khi cọ xát
A eletron chuyển từ vật này sang vật khác B vật bị nóng lên
C các điện tích tự do được tạo ra trong vật D các điện tích bị mất đi
Câu 7: Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng là hiện tượng
A Đầu thanh kim loại bị nhiễm điện khi đặt gần một quả cầu mang điện
B Thanh thước nhựa sau khi mài lên tóc hút được các vụn giấy
C Mùa hanh khô, khi mặc quần vải tổng hợp thường thấy vải bị dính sát vào người
D Quả cầu kim loại bị nhiễm điện do nó chạm vào thanh nhựa vừa cọ xát vào len dạ
Câu 8: Về sự tương tác điện, trong các nhận định dưới đây, nhận định sai là
A Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau
B Các điện tích khác loại thì hút nhau
C Hai thanh nhựa giống nhau, sau khi cọ xát với len dạ, nếu đưa lại gần thì chúng sẽ hút nhau
D Hai thanh thủy tinh sau khi cọ xát vào lụa, nếu đưa lại gần nhau thì chúng sẽ đẩy nhau