Bài tập Điện tích – điện trường Điện tích – định luật culông

.......................................................................................................................................................... III. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN: 1. Hình ảnh các đường sức điện (SGK) 2. Định nghĩa: Đường sức điện là ......................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... Nói cách khác, đường sức điện là đường mà ................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... 3. Hình dạng đường sức của một số điện trường: _ Đối với những trường hợp đơn giản ta có thể vẽ đường sức một cách dễ dàng. _ Trong những trường hợp khác thì phải chụp ảnh hoặc vẽ theo ảnh chụp: 10 4. Các đặc điểm của đường sức điện: a) Qua mỗi điểm trong điện trường ........................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... b) Đường sức điện là những ....................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó c) Đường sức điện của trường tĩnh .......................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... Nó đi ra từ và đi vào ..................................................... Hoặc từ .......... ............................ ra vô cực, từ vào điện tích âm. d) Số đường sức quyết định độ mạnh yếu của ............................................................. qua 1 đơn vị diện tích đặt vuông góc với tại điểm mà ta đang xét. - Đường sức mau ở nơi ................................................................................................................................. - Đường sức thưa ở nơi có ............................................................................................................................. 5. Điện trường đều - Điện trường đều là....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... - Đường sức điện trường đều là ..................................................................................................................... Hình vẽ: 11 Bài tập Bài 1: Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong khơng khí cách điện tích điểm q = 2.10-8 C một khoảng 3cm. .. .. .. .. . Bài 2: Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E = 3. 104V/m tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm. Tính độ lớn điện tích Q? .. .. .. .. . Bài 3: Một điện tích điểm q = 10-7 C đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác dụng của một lực F = 3.10-3 N. Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại M có độ lớn là bao nhiêu? .. .. .. .. . Bài 4: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính động năng của electron khi nó đập vào bản dương? .. .. .. .. . .. .. Bài 5: Quả cầu nhỏ mang điện tích q=10-5C đặt trong không khí. a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách tâm quả cầu r = 10cm? b) Xác định lực điện trường do quả cầu tác dụng lên điện tích điểm q’= -10-7C đặt tại M? .. .. .. .. . .. .. .. 12 Bài 6: Cho hai điện tích q1= 4.10-10C; q2 = -4.10-10C đặt tại A, B trong không khí với AB = a = 2cm. Xác định vectơ cường độ điện trường tại C với: a) C là trung điểm của AB. b) CA=1cm ; CB=3cm. c) CA = CB = AB .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. . Bài 7: Cho hai điện tích q1 và q2 đặt trong không khí tại A và B (AB = 2cm). Biết điểm C với CA = 6cm, CB = 8cm có cường độ điện trường bằng 0 và q1 + q2 = 7.10-8 C. Tìm q1 ; q2 ? .. .. .. .. . .. .. .. .. . 13 F q > 0 F q < 0 CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN: 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều: _ Lực điện: là lực không đổi _ Đặc điểm : * Điểm đặt: ........................................................................................ * Phương: ......................................................................................... * Chiều: ............................................................................................. ............................................................................................ * Độ lớn: ............................................................................................ 2. Công của lực điện trong điện trường đều: a. Khái niệm Khi điện tích di chuyển trong điện trường từ điểm này sang điểm khác dưới tác dụng của lực điện trường ta nói lực điện trường đã thực hiện một công. b. Công thức: Công của lực điện trường làm di chuyển 1 điện tích q từ điểm này đến điểm khác trong điện trường đều ....... ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................. Công thức: ......................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................. d: khoảng cách AB theo phương điện trường (m) Chú ý: - Công của lực điện trường, trên một đường cong trong điện trường tĩnh là một trường thế. - Công của lực điện trường là một đại lượng vô hướng có thể âm, dương, hoặc bằng không. 3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kỳ: Tương tự ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG: 1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường: Tương tự như thế năng của một vật trong trọng trường, thế năng của một ............................................ ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Thế năng của điện tích q > 0 tại M trong điện trường đều: ............................................................................................................................................................................. F qE 14 ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Trường hợp q nằm tại M nằm trong một điện trường bất kỳ do nhiều điện tích điểm gây ra: ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................. 2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q: Thế năng của điện tích tại M ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Trong đó VM: ...................................................... 3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường Khi một điện tích di chuyển từ M đến N trong một điện trường thì .................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ĐIỆN THẾ – HIỆU ĐIỆN THẾ I. ĐIỆN THẾ. 1. Khái niệm điện thế. Trong công thức WM = AM∞ = VM.q thì VM ....................................................................................................... ............................................................................................................................................... gọi là điện thế. 2. Định nghĩa. Điện thế tại điểm M trong điện trường là ............................................................................................................ ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 3. Đơn vị điện thế. Trong (5.1) nếu .................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................. Đơn vị điện thế là .( ) 4. Đặc điểm của điện thế. - Điện thế là một đại lượng đại số. Trong (5.1) vì q > 0 nên: + Nếu .................................................................................................................................................................. + Nếu .................................................................................................................................................................. - Thường chọn mốc tính điện thế ........................................................................................................................ II. HIỆU ĐIỆN THẾ: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N .................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 1. Định nghĩa: Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường ................................................................................................... ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 15 - Chú ý: a. Hiệu điện thế có giá trị xác định b. Điện thế phụ thuộc vào cách chọn mốc Trong lý thuyết: V = 0 Trong thực nghiệm Vđất = 0 2. Đơn vị Hiệu điện thế q.U q A U   1V = 1J/1C Volt là HĐT giữa hai điểm mà khi di chuyển điện tích 1C từ điểm này đến điểm kia, công của lực điện là 1J. 3. Đo hiệu điện thế: Dùng tĩnh điện kế để đo hiệu điện thế 4. Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Đơn vị cường độ điện trường Có d U E   1 V/m = 1V/1m Vậy: Volt/met là cường độ của một điện trường mà hiệu điện thế dọc theo mỗi mét đường sức là 1 V. Bài tập Bài 1: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song với d1 = 5cm ; d2 = 8cm; các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều từ A đến B và từ C đến B với độ lớn E1 = 4.104V/m ; E2=5.10 4V/m. Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế VB và VC của hai bản B,C? .. .. .. . .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . 16 Bài 2: Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều 0E  . Cho  = 600 ; AB // E0; BC = 6cm; UBC = 120V. a) Tìm UAC; UBA và cường độ điện trường E0? b) Đặt thêm ở C điện tích điểm q = 9.10-10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A? .. .. .. . .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. Bài 3: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C. AC = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong một điện trường đều. Vectơ cường độ điện trường E  song song với AC, hướng từ A C và có độ lớn E=5000V/m. Tính: a. UAC, UCB, UAB. b. Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B? . .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. 17 Bài 4: Một điện tích điểm q = -4. 10-8C di chuyển dọc theo chu vi của một tam giác MNP, vuông tại P, trong điện trường đều, có cường độ 200 V/m. Cạnh MN = 10 cm, MN  E  . NP = 8 cm. Môi trường là không khí. Tính công của lực điện trong các dịch chuyển sau của q: a. từ M  N. b. Từ N  P. c. Từ P  M. d. Theo đường kín MNPM. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. 18 TỤ ĐIỆN I. TỤ ĐIỆN : 1.Định nghĩa : Tụ điện là ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Tụ điện phẳng: Là tụ điện có hai bản là hai tấm kim loại phẳng có kích thước lớn so với khoảng cách giữa chúng, đặt song song đối diện nhau, cách điện với nhau. Giữa hai bản có thể là chân không, không khí hoặc một điện môi nào đó. 2. Cách tích điện cho tụ: - Muốn tích điện cho tụ điện thì .......................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................. - Điện tích của hai bản trái dấu và bằng nhau về độ lớn. Điện tích của tụ là .................................................... ............................................................................................................................................................................. II. ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN : 1.Định nghĩa : ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. Trong đó: C: Q: U: 2. Đơn vị : Fara : Là điện dung của của một tụ điện có điện tích là một Coulomb khi hiệu điện thế giữa hai bản là 1 V. Các ước số của Fara: 1F = . 1nF = . 1pF = 3. Các loại tụ điện : a) Người ta thường lấy tên lớp điện môi để đặt tên cho tụ điện ....................................................................... ............................................................................................................................................................................. Tụ điện xoay có điện dung có thể thay đổi được. Cấu tạo .................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 4. Năng lượng của điện trường trong tụ điện. Khi tụ tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng gọi là năng lượng điện trường. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 19 TRẮC NGHIỆM Câu 1: Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. Câu 2: Chọn câu đúng? Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng: A. tăng lên gấp đôi. B. giảm đi một nửa. C. giảm đi bốn lần. D. không thay đổi. Câu 3: Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N. Ta thấy thanh nhựa hút cả hai vật M và N. Tình huống nào dưới đây chắc chắn không thể sảy ra? A. M và N nhiễm điện cùng dấu. B. M và N nhiễm điện trái dấu. C. M nhiễm điện còn N không nhiễm điện. D. Cả M và N đều không nhiễm điện. Câu 4: Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ: A. tăng lên 3 lần. B. giảm đi 3 lần. C. tăng lên 9 lần. D. giảm đi 9 lần. Câu 5: Hai điện tích điểm 1q , 2q khi đặt trong không khí chúng hút nhau với một lực là F, khi đưa chúng vào trong dầu có hằng số điện môi là ε = 2, vẫn giữ nguyên khoảng cách thì lực hút giữa chúng là: A. F’ = F. B. F’ = 2F. C. F’ = ½.F. D. F’ = ¼.F. Câu 6: Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng không đáng kể, nằm cân bằng với nhau. Tình huống nào dưới đây có thể sảy ra? A. Ba điện tích cùng dấu nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. B. Ba điện tích cùng dấu nằm trên một đường thẳng. C. Ba điện tích không cùng dấu nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. D. Ba điện tích không cùng dấu nằm trên một đường thẳng. Câu 7: Chọn phát biểu đúng? Cho hệ ba điện tích cô lập 1q , 2q , 3q nằm trên cùng một đường thẳng. Hai điện tích 1q , 3q là hai điện tích dương, cách nhau 60 cm và q1 = 4 3q . Lực điện tác dụng lên điện tích 2q bằng 0. Nếu vậy điện tích 2q : A. cách 1q 20 cm, cách 3q 80 cm. B. cách 1q 20 cm, cách 3q 40 cm. C. cách 1q 40 cm, cách 3q 20 cm. D. cách 1q 80 cm, cách 3q 20 cm. Câu 8: Phát biểu nào sau đây không đúng? A. Điện môi là môi trường cách điện. B. Hằng số điện môi của chân không bằng 1. C. Hằng số điện môi của một môi trường cho biết lực tương tác điện tích trong môi trường đó nhỏ hơn khi chúng đặt trong chân không bao nhiêu lần. D. Hằng số điện môi có thể nhỏ hơn 1. 20 Câu 9: Tại đỉnh A của một tam giác cân có điện tích 1q > 0. Hai điện tích 2q , 3q nằm ở hai đỉnh còn lại. Lực điện tác dụng lên 1q song song với đáy BC của tam giác. Tình huống nào sau đây không thể sảy ra? A. 2q = 3q . B. 2q > 0, 3q < 0. C. 2q 0. D. 2q < 0, 3q < 0. Câu 10: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không. Khi khoảng cách giữa chúng là r=2cm thì chúng đẩy nhau với một lực F = 1,6.10-4 N. Tìm độ lớn các điện tích đó. Khoảng cách giữa chúng phải là bao nhiêu để lực tác dụng là F’ = 2,5.10-4 N? A. 1q = 2q = 4. 10 -9C; r’ = 1 cm. B. 1q = 2q = 2,67. 10 -9C; r’ = 1,6cm. C. 1q = 2q = 2. 10 -9C; r’ = 2 cm. D. 1q = 2q = 4. 10 -9C; r’ = 2 cm. Câu 11: Cho hai điện tích điểm 1q , 2q cách nhau 30 cm trong không khí, lực tác dụng giữa chúng là F. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần. Vậy cần dịch chuyển chúng một khoảng bằng bao nhiêu đẻ lực này vẫn là F? A. 4 cm. B. 10 cm. C. 15 cm. D. 2 cm. Câu 12: Hai quả cầu nhỏ tích điện giống nhau đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1m, đẩy nhau một lực 1,8 N. Điện tích tổng cộng của chúng là 3.10-5C. Tìm điện tích mỗi quả cầu? A. 1q = 2.10 -5C; 2q = 3.10 -5C. B. 1q = 3.10 -5C; 2q = 2.10 -5C. C. 1q = 2.10 -5C; 2q = 1.10 -5C. D. 1q = 2.10 -5C; 2q = 2.10 -5C. Câu 13: Ba điện tích điểm 1q = 4.10 -8C; 2q = -4.10 -8C; 3q = 5.10 -8C đặt trong không khí tại ba đỉnh A, B, C của tam giác đều cạnh a = 2cm. Xác định các véc tơ lực tác dụng lên ba điện tích. A. 1F = 2F = 50.10 -3N; 3F = 78.10 -3N. B. 1F = 2F = 70,3.10 -3N; 3F = 78.10 -3N. C. 1F = 2F = 78.10 -3N; 3F = 70,3.10 -3N. D. 1F = 2F = 40,2.10 -3N; 3F = 78.10 -3N. Câu 14: Hai điện tích 1q = 4.10 -8C; 2q = -8.10 -8C đặt tại A, B trong nước có hằng số điện môi bằng 81. Xác định lực tác dụng lên 3q = 2.10 -8C đặt tại điểm C trong nước với CA vuông góc với AB, biết CA=3cm, AB=4cm. A. F = 7,97.10-5N. B. F = 6,47.10-3N. C. F = 3,23.10-3N. D. F = 2,32.10-3N. 21 Câu 15: Môi trường nào dưới đây không chứa điện tích tự do? A. Nước biển. B. Nước sông. C. Nước mưa. D. Nước cất. Câu 16: Đưa một quả cầu kim loại A nhiễm điện dương lại gần một quả cầu kim loại B nhiễm điện dương. Hiện tượng nào dưới đây sẽ sảy ra? A. Cả hai quả cầu đều bị nhiễm điện do hưởng ứng. B. Cả hai quả cầu đều không bị nhiễm điện do hưởng ứng. C. Chỉ có quả cầu B bị nhiễm điện do hưởng ứng. D. Chỉ có quả cầu A bị nhiễm điện do hưởng ứng. Câu 17: Một vật tích điện âm khi: A. nó thiếu hụt electron. B. nó bị thừa các electron. C. hạt nhân của các nguyên tử tích điện âm. D. các electron của nguyên tử tích điện âm. Câu 18: Trong trường hợp nào dưới đây sẽ không sảy ra hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng? Đặt một quả cầu mang điện ở gần đầu của một: A. thanh kim loại không mang điện. B. thanh kim loại mang điện dương. C. thanh kim loại mang điện âm. D. thanh nhựa mang điện âm. Câu 19: Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì: