Tính độ lớn cường độ điện trường EM tại điểm M cách tâm O của qủa cầu một đoạn R=10cm.. Xác định lực điện trường F do quả cầu tích điện tác dụng lên điện tích đỉêm q’=-10 -7C đặt ở M.[r]
Trang 1MỤC LỤC
Chuyên đề 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN 2
Chuyên đề 2: ĐIỆN TRƯỜNG 8
Chuyên đề 3: ĐIỆN THẾ VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ 13
Chuyên đề 4: BÀI TOÁN VỀ TỤ ĐIỆN 17
Chuyên đề 5: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI………22
Chuyên đề 6: CÔNG &CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN 31
ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH 31
Chuyên đề 7: ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC LOẠI ĐOẠN MẠCH 41
Chuyên đề 8: LỰC ĐIỆN TỪ 52
Chuyên đề 9: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 57
Chuyên đề 10: CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC 64
Chuyên đề 11: GƯƠNG CẦU 67
Chuyên đề 12: THẤU KÍNH 69
Chuyên đề 13: HỆ QUANG HỌC ĐỒNG TRỤC 71
Chuyên đề 14: CÁC TẬT CỦA MẮT VÀ CÁCH SỬA 77
Chuyên đề 15: CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC BỔ TRỢ CHO MẮT 80
Trang 2HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ
Chuyên đề 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN
Bài 1: Hai hạt bụi không khí ở cách nhau một đoạn R=3cm, mỗi hạt mang điện
tích q=-9,6.10-13C
a Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt bụi
b Tính số electron dư trong mỗi hạt bụi, biết điện tích mỗi electron là e=-1,6.10-19C
(ĐS: a F=9,216.10 -12 N; b N=6.10 6 )
Bài 2: Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau, mang các điện tích q1,q2 đặt trong không khí cách nhau một khoảng R=20cm Chúng hút nhau bằng một lực F=3,6.10-4N Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về khoảng cách cũ, chúng đẩy nhau một lực bằng F’=2,025.10-4N Tính q1 và q2
(ĐS: Có 4 cặp giá trị của q 1 , q 2 thoả mãn)
Bài 3: Hai điện tích điểm giống nhau, đặt cách nhau đoạn a = 2cm trong không khí
đẩy nhau một lực 10N
a) Tính độ lớn mỗi điện tích
b) Nếu đem hai điện tích trên đặt trong rượu êtylic có hằng số điện môi ε = 2,5 cũng với khoảng cách như trên thì lực tĩnh điện là bao nhiêu?
Bài 4: Hai điện tích điểm q1,q2 đặt trong chân không, cách nhau đoạn a
a) Phải thay đổi khoảng cách giữa hai điện tích đó như thế nào để lực tương tác giữa chúng không đổi khi nhúng chúng vào trong glyxêrin có hằng số điện môi ε = 56,2
b) Trong chân không, nếu giảm khoảng cách giữa hai điện tích đi một đoạn d
= 5cm thì lực tương tác giữa chúng tăng lên 4 lần Tính a
(ĐS: a CA=8cm; CB=16cm; b q 3 = -8.10 -8 C)
Bài 5: Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau tích điện q1, q2 đặt trong không khí, cách nhau đoạn R = 1m, đẩy nhau lực F1 = 1,8N Điện tích tổng cộng của chúng là
Q = 3.10-5C Tính q1,q2
Bài 6: Hai điện tích điểm đặt trong không khí, cách nhau khoảng R=20cm Lực
tương tác tĩnh điện giữa chúng có một giá trị nào đó Khi đặt trong dầu, ở cùng một khoảng cách , lực tương tác tĩnh điện giữa chúng giảm 4 lần Hỏi khi đặt trong dầu,
Trang 3khoảng cách giữa các điện tích phải là bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng bằng
lực tương tác ban đầu trong không khí.( ĐS: 10cm)
Bài 7: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau đoạn
R=4cm Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F=10-5N
a Tìm độ lớn mỗi điện tích (ĐS: q =1,3.10-9 C)
b Tìm khoảng cách R1 để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F1=2,5.10-6N.( ĐS:
8cm)
Bài 8:Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô theo quỹ đạo tròn với bán
kính R=5.10-11m
a Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên mỗi elcctron (ĐS: F=9.10 -8 N)
b Tính vận tốc và tần số chuyển động của electron Coi electron và hạt nhân
nguyên tử Hiđrô tương tác theo định luật tĩnh điện (ĐS: v=2,2.10 6 m/s; n=0,7.10 16 s -1 )
Bài 9: Ba điện tích điểm q1=-10-7C, q2=5.10-8C, q3=4.10-8C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí Biết AB=5cm, AC=4cm, BC=1cm Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích
(ĐS: F 1 =1,05.10 -2 N; F 2 =16,2.10 -2 N; F 3 =20,25.10 -2 N)
Bài 10: Người ta đặt 3 điện tích q1=8.10-9C, q2=q3=-8.10-9C tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a=6cm trong không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích
qo=6.10-9C đặt tại tâm O của tam giác (ĐS: F nằm theo chiều từ A tới O và có
độ lớn F=72.10 -5 N)
Bài 11: Hai điện tích q1 = 8.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt tại A,B trong không khí (AB
= 6cm) Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8C đặt tại C nếu:
a) CA = 4cm, CB = 2cm
b) CA = 4cm, CB = 10cm
c) CA = CB = 5cm
Bài 12: Hai điện tích q1 = 4.10-8C, q2 = -12,5.10-8C đặt tại A,B trong không khí,
AB = 4cm Xác định lực tác dụng lên q3 = 2.10-9C đặt tại C với CA vuông góc với
Trang 4Bài 13 Hai điện tích điểm q1 = 4.10-9C và q2 = -4.10-9C đặt cố định tại hai điểm
A và B trong chân không, cách nhau đoạn R = 4cm Xác định lực tác dụng lên điện tích q3 = 8.10-9C đặt tại C nếu:
a) CA = CB = 2cm
b) CA = 6cm, CB = 2cm
c) CA = CB = 4cm
Bài 14: Đặt lần lượt 3 điện tích q1 = 4µC; q2 = -q3 = 3µC tại 3 đỉnh A, B, C của tam giác vuông tại A có AB = AC = 6cm Xác định lực điện tác dụng lên điện tích
q1
Bài15: Hai điện tích điểm q1 = 16µC và q2 = -64µC lần lượt đặt tại hai điểm A,B trong không khí cách nhau1m.Xác định lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 = 4µC khi q0 đặt tại M với:
a) AM = 60cm; BM = 40cm
b) AM = 60cm; BM = 80cm
c) AM = BM = 60cm
Bài 16: Ba quả cầu nhỏ mang điện tích q1 = -6µC, q2 = 2µC, q3 = 0,1µCđặt theo thứ tự trên một đường thẳng nhúng trong nước nguyên chất có hằng số điện môi ε
= 81 Khoảng cách giữa các quả cầu là r12 = 40cm, r23 = 60cm.Tính lực tổng hợp tác dụng lên mỗi quả cầu?
Bài 17: Ba điện tích điểm q1=27.10-8 C, q2=64.10-8C, q3=-10-7C đặt trong không khí tại 3 đỉnh tam giác ABC vuông góc tại C Cho AC=30cm, BC=40cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3
(ĐS: F3 đặt tại C hướng về trung điểm AB có độ lớn F 3 =45.10 -4 N)
Bài 18: Có 6 điện tích q bằng nhau đặt trong không khí tại 6 đỉnh lục giác đều cạnh
a Tìm lực tác dụng lên mỗi điện tích.( ĐS: Fhướng ra xa tâm lục giác và
2 12
)
3
4
15
(
a
q k
)
Bài 19: Cho hai điện tích dương q1 = q và q2 = 4q đặt cố định trong không khí cách nhau một khoảng a = 30cm Phải chọn một điện tích thứ 3 q0 như thế nào và đặt ở đâu để nó cân bằng?
Bài 20: Hai điện tích q1= 2.10-8C, q2 = 8.10-8C đặt tại A, B trong không khí, AB=8cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
Trang 5a C ở đâu để q3 nằm cân bằng?
b Dấu và độ lớn của q3 để cả hệ điện tích đứng cân bằng
Bài 21: Hai điện tích q1=10-8C, q2 = 2.10-8C đặt tại A, B trong không khí, AB=12cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
a C ở đâu để q3 nằm cân bằng?
b Dấu và độ lớn của q3 để cả hệ điện tích đứng cân bằng
Bài 22: Hai điện tích q1=4.10-8C, q2 = -10-8C đặt tại A, B trong không khí, AB=27cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
a C ở đâu để q3 nằm cân bằng?
b Dấu và độ lớn của q3 để cả hệ điện tích đứng cân bằng
Bài 23: Hai điện tích q1 = 2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt tại A, B trong không khí, AB=8cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
a C ở đâu để q3 nằm cân bằng?
b Dấu và độ lớn của q3 để cả hệ điện tích đứng cân bằng
Bài 24: Hai điện tích q1 = -2.10-8C và q2 = 1,8.10-7C đặt trong không khí tại A và
B, AB = 8cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
a) C ở đâu để q3 cân bằng
b) Dấu và độ lớn của q3 để q1,q2 cũng cân bằng
Bài 25: Hai điện tích q1 = -2.10-8C và q2 = 0,2.10-7C đặt trong không khí tại A và
B, AB = 10cm Một điện tích q3 đặt tại C Hỏi:
a) C ở đâu để q3 cân bằng
b) Dấu và độ lớn của q3 để q1,q2 cũng cân bằng
Bài 26: Người ta đặt ở tâm hình vuông một điện tích q1= 2,5.10-7C và đặt ở 4 đỉnh của nó 4 điện tích q, hệ ở trạng thái cân bằng Xác định q
Bài 27: Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mỗi quả có điện tích q khối lượng
m=10g, treo bởi hai dây cùng chiều dài l=30cm và vào cùng một điểm Giữ quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu II sẽ lệch góc =60o so với phương thẳng đứng Cho g=10m/s2 Tìm q?
(ĐS: q= l.
k
mg
=10 -6 C)
Trang 6Bài 28: Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m=0,6g được treo trong không khí bằng
hai sợi dây nhẹ cùng chiều dài l=50cm vào cùng một điểm Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy nhau và cách nhau một khoảng R=6cm
a Tính điện tích mỗi quả cầu Lấy g=10m/s2
b Nhúng hệ thống vào rượu Etylic (=27), tính khoảng cách R’ giữa hai quả cầu, bỏ qua lực đẩy Acsimet
(ĐS: a q =12.10-9 C; b R’=2cm)
Bài 29: Ở mỗi đỉnh hình vuông cạnh a có đặt điện tích Q=10-8C Xác định dấu, độ
lớn điện tích q đặt ở tâm hình vuông để cả hệ điện tích cân bằng {ĐS:
q=-4
Q
(2 2+1) }
Bài 30: Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau treo vào một điểm bởi hai dây chiều
dài l=20cm Truyền cho hai quả cầu điện tích tổng cộng q=8.10-7C chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc 2 =90o Cho g=10m/s2
a Tính khối lượng mỗi quả cầu
b Truyền thêm cho một quả cầu điện tích q’, hai quả cầu vẫn đẩy nhau nhưng góc giữa hai dây treo giảm còn 60o Tính q’
(ĐS: a m=1,8g; b q’=-2,85.10 -7 C)
Bài 31: Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống nhau treo trên hai dây dài vào cùng
một điểm, được tích điện bằng nhau và cách nhau đoạn a = 5cm Chạm nhẹ tay vào
một quả cầu Tính khoảng cách giữa chúng khi đó
Bài 32: Có 3 quả cầu cùng khối lượng m=10g treo bằng 3 sợi dây mảnh cùng chiều
dài l = 5cm vào cùng một điểm O Khi tích cho mỗi quả cầu điện tích q, chúng đẩy nhau, cách nhau đoạn a = 3 3cm Tìm q? Cho g=10m/s2 (ĐS: q= 1,14.10 -7 C)
Bài 33: Một vòng dây bán kính R=5cm tích điện Q phân bố đều trên vòng, vòng
đặt trong mặt phẳng thẳng đứng Quả cầu nhỏ m=1g tích điện q=Q được treo bằng một dây mảnh cách điện vào điểm cao nhất của vòng dây Khi cân bằng, quả cầu nằm trên trục của vòng dây Chiều dài của dây treo quả cầu là l=7,2cm Tính Q?
(ĐS: Q=9.10 -8 C)
Trang 7R
l
q
Bài 34: Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m, được tích điện giống nhau q Chúng
được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ cách điện, chiều dài tự nhiên của lò xo là lo,
độ cứng k’ Một sợi dây chỉ, cách điện , mảnh, nhẹ, không dãn, có chiều dài 2L, mỗi đầu dây chỉ được gắn với một quả cầu Cho điểm O của sợi dây chỉ chuyển
động thẳng đứng hướng lên với gia tốc a có độ lớn bằng g/2 Lò xo có chiều dài l
(lo<l<2L) Xác định giá trị của q?
q
k’
m q
4
3 ( 2
1
(
2
2 k l l o l
L mgl
Trang 8HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 11 THEO CHUYÊN ĐỀ
Chuyên đề 2: ĐIỆN TRƯỜNG
Bài 1: Quả cầu nhỏ mang điện tích q=10-5C đặt trong không khí
a Tính độ lớn cường độ điện trường EM tại điểm M cách tâm O của qủa cầu một đoạn R=10cm
b Xác định lực điện trường F do quả cầu tích điện tác dụng lên điện tích đỉêm q’=-10-7C đặt ở M Suy ra lực điện trường tác dụng lên quả cầu mang điện tích q
(ĐS: a E=9.10 6 V/m; b F=0,9N)
Bài 2: Tại hai điểm A,B cách nhau 5cm trong không khí đặt hai điện tích q1 = 10
-7
C và q2 = -10-7C.Xác định cường độ điện trường tại C với:
a) AC = BC 2,5cm
b) AC = 3cm, BC = 4cm
c) AC = BC = 5cm
Bài 3: Cho tam giác vuông cân ABC: AC = BC = 3cm Hai điện tích điểm giống
nhau đặt tại A và B Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại C có phương vuông góc với AB, chiều hướng ra xa trọng tâm tam giác và có độ lớn 4000 2V/m Xác định dấu và độ lớn các điện tích
Bài 4: Cho hai điện tích q1 = 4.10-10C, q2 = -4.10-10C đặt ở A,B trong không khí,
AB = a = 2cm Xác định véc tơ cường độ điện trường tại:
a) H là trung điểm của AB
b) M cách A 1cm, cách B 3cm
c) N hợp với A,B thành tam giác đều
Bài 5: Hai điện tích q1=8.10-8C, q2= -8.10-8 C đặt tại A, B trong không khí AB=4cm Tìm véctơ cường độ điện trường tại C với:
a) CA = CB = 2cm
b) CA = 8cm; CB = 4cm
c) C trên trung trực AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên q=2.10-9C đặt tại C
(ĐS:Esong song với AB, hướng từ A tới B có độ lớn E=12,7.10 5 V/m; F=25,4.10 -4 N)
Trang 9Bài 6: Tại 3 đỉnh tam giác ABC vuông tại A cạnh a=50cm, b=40cm, c=30cm
Người ta đặt các điện tích q1=q2=q3=10-9C Xác định E tại H, H là chân đường cao
kẻ từ A.( ĐS: 246 V/m)
Bài 7: Cho tam giác vuông ABC trong không khí: AB = 3cm, AC = 4cm Các
điện tích q1, q2 được đặt ở A và B Biết q1 = -3,6.10-9C, véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại C có phương song song với AB Xác định q2 và cường độ điện trường tổng hợp tại C
Bài 8: Hai điện tích q1=q2=q>0 đặt tại A, B trong không khí Cho biết AB=2a
a Xác định cường độ điện trường E M tại điểm M trên trung trực của AB và cách
AB một đoạn h
b Xác định h để EM cực đại Tính giá trị cực đại này
(ĐS: a E M = 2 2 3/2
) (
2
h a
kqh
Bài 9: Cho hai điện tích q1 và q2 đặt ở A, B trong không khí, AB=100cm Tìm điểm C tại đó cường độ điện trường bằng không với:
a q1=36.10-6C; q2=4.10-6C
b q1=-36.10-6C; q2=4.10-6C
(ĐS: a CA=75cm; CB=25cm; b CA=150cm; CB=50cm)
Bài 10: Cho hai điện tích q1, q2 đặt tại A và B, AB = 2cm Biết q1 + q2 = 7.10-8C
và điểm C cách q1 6cm, cách q2 8cm có cường độ điện trường E = 0 Tìm q1,q2
Bài 11: Điện trường giữa hai bản của một tụ điện phẳng đặt nằm ngang có cường
độ E = 4900V/m Xác định khối lượng của hạt bụi đặt trong điện trường này nếu
nó mang điện tích q = 4.10-10C và ở trạng thái cân bằng (ĐS: m = 0,2mg)
Bài 12: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1=q3=q Hỏi phải đặt
ở B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không (ĐS: q 2
=-2 2q)
Bài 13: Quả cầu nhỏ khối lượng m = 0,25g mang điện tích q = 2,5.10-9C, treo trên sợi dây mảnh trong điện trường đều E = 106V/m có phương nằm ngang Biết m = 10m/s2
a) Tính lực tác dụng của điện trường vào điện tích q
b) Tính góc lệch của sợi dây so với phương thẳng đứng
Trang 10Bài 14: Cho hai điện tích q1 và q2 đặt ở A, B trong không khí, AB=9cm Tìm điểm
C tại đó cường độ điện trường bằng không với:
a) q1=9.10-6C; q2=2.10-6C
b) q1=-9.10-6C; q2=2.10-6C
Bài 15: Tại hai đỉnh A,B của tam giác đều ABC cạnh a đặt hai điện tích điểm
q1=q2=4.10-9C trong không khí Hỏi phải đặt điện tích q3 có giá trị bao nhiêu tại C
để cường độ điện trường gây bởi hệ 3 điện tích tại trọng tâm G của tam giác bằng
0
Bài 16: Tại ba đỉnh A,B,C của tam giác đều ABC cạnh a = 3cm trong chân không,
đặt 3 điện tích điểm q1=q2 = 4.10-6C và q3 Xác định giá trị điện tích q3 đặt tại C để cường độ điện trường gây bởi 3 điện tích tại trọng tâm G của tam giác có phương vuông góc với AB, chiều hướng về Ab và có độ lớn E = 18.107V/m
Bài 17: Tại ba đỉnh A,B,C của hình vuông ABCD cạnh a = 6cm trong chân
không, đặt ba điện tích điểm q1=q3= 2.10-7C và q2 = -4.10-7C Xác định điện tích q4
đặt tại D để cường độ điện trường tổng hợp gây bởi hệ điện tích tại tâm O của hình vuông bằng 0
Bài 18: Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu Bi có thể tích
V=10mm3, khối lượng m=9.10-5kg Dầu có khối lượng riêng D=800kg/m3 Tất cả được đặt trong một điện trường đều, E hướng thẳng đứng từ trên xuống, E=4,1.105V/m Tìm điện tích của bi để nó cân bằng lơ lửng trong dầu Cho g=10m/s2
( ĐS: q=-2.10 -9 C)
Bài 19: Prôtôn được đặt vào điện trường đều E=1,7.106 V/m
a Tính gia tốc của proton, biết mp=1,7.10-27 kg
b Tính vận tốc proton sau khi đi được đoạn đường 20cm Cho biết vận tốc ban đầu bằng 0
(ĐS: a a=1,6.10 14 m/s 2 ; b v=8.10 6 m/s)
Bài 20: Electron đang chuyển động với vận tốc vo=4.106 m/s thì đi vào một điện trường đều, cường độ điện trường E=910V/m, v o cùng chiều đường sức điện trường Tính gia tốc và quãng đường mà electron chuyển động chậm dần đều cùng