dien---quang__on-tap-dien-quang - [cuuduongthancong.com]

BỔ SUNG LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ĐIỆN - QUANG A PHẦN LÝ THUYẾT Một electron chuyển động theo phương nằm ngang vào khu vực điện trường đồng có hướng vng góc với phương chuyển động electron Hình Hãy mơ tả quỹ đạo chuyển động electron Cho biết quỹ đạo chuyển động thay điện tử proton? 2.Viết biểu thức xác định (U) hệ gồm cặp điện tích (q1, q2) đặt cách khoảng r12 Giải thích ý nghĩa vật lí cặp điện tích dấu hệ dương cặp điện tích trái dấu hệ âm? Một điện tích âm chuyển động theo hướng điện trường đồng Hỏi: hệ (điện tích – điện trường) tăng hay giảm? Điện tích chuyển động phía điện cao hay thấp? Trình bày (phát biểu biểu thức) định lý O-G nêu ứng dụng Cho ba cầu kim loại giống hệt A, B, C Hai cầu A B tích điện nhau, đặt cách khoảng lớn nhiều so với kích thước chúng Lực tác dụng hai cầu F Quả cầu C khơng tích điện Người ta cho cầu C tiếp xúc với cầu A, sau cho tiếp xúc với cầu B, cuối đưa C xa A B Bây xác định lực tĩnh điện A B 6.Điện trường khí có hướng thẳng đứng xuống (ở độ cao hợp lí) Cường độ 60 V/m độ cao 300m 100 V/m độ cao 200m Tính lượng điện tích chứa khối khơng khí hình lập phương có cạnh 100 m, nằm hai độ cao Tính số ion (hóa trị 1) trung bình chứa m3 khơng khí Nêu nhận xét kết thu Khoảng cách hai tụ điện phẳng khơng khí hai hiệu điện cm Người ta đặt vào V Hỏi tụ điện có bị “đánh thủng” khơng? Cho biết khơng khí trở thành dẫn điện cường độ điện trường lớn giá trị V/m ( thường gọi điện trường đánh thủng) Nếu sau đó, người ta đặt vào hai tụ thủy tinh dày 3mm, với số điện mơi tụ điện có bị hỏng không? Biết điện trường đánh thủng thủy tinh V/m Định nghĩa nêu ý nghĩa vật lý điện thế, hiệu điện Công thức liên hệ véc tơ cường độ điện trường điện 9.Cho cầu điện môi bán kính điện tích khoảng r Q R tích điện tồn thể tích với tổng Diễn giải biểu thức tính điện trường cầu gây điểm cách tâm cầu (chia hai trường hợp r R r R ) 10.Diễn giải q trình đưa cơng thức điện dung tụ điện phẳng, tụ điện trụ tụ điện cầu 11 Hai dịng điện thẳng vơ hạn song song ngược chiều, đặt cạnh hút hay đẩy nhau? Giải thích, vẽ hình minh họa 12 Phát biểu định lý dịng tồn phần (Định lý Ampere) 13 Phát biểu định luật Biot-Savart-Laplace 14 Mô tả chuyển động hạt mang điện tích dương  v từ trường  B , với góc tạo  v  B q , chuyển động với vận tốc ban đầu 90  15  Khi vật dẫn chuyển động sang bên phải với vận tốc v   từ trường B hình vẽ, điện trường E thiết lập hai đầu Hãy giải thích điện trường có chiều vậy? 16 Trong thí nghiệm mơ tả hình vẽ, đóng khóa S, vịng kim loại nhảy bật lên Hãy giải thích tượng này? 17 Trên hình vẽ, dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt cạnh (nhưng không chạm) vào khung dây dẫn hình chữ nhật với chiều rộng L , chiều dài tương ứng L , 1, L , L Các dây đặt xa để không ảnh hưởng đến Các khung dây đặt đối xứng so với dây dẫn thẳng Hãy xếp thứ tự khung dây theo độ lớn dòng điện cảm ứng xuất chúng dòng điện i : a) Là số b) Tăng dần 18 Trên hình vẽ, mạch điện gồm nguồn , điện trở R giống cuộn cảm lý tưởng (có điện trở khơng đáng kể), có độ tự cảm L So sánh cường độ dòng điện chạy qua hai điện trở trường hợp sau: a) Ngay sau đóng khóa S b) Sau đóng khóa S thời gian dài c) Ngay sau mở khóa S lại sau thời gian dài d) Một thời gian dài sau mở khóa lại 19 Phát biểu luận điểm Maxwell (phương trình Maxwell-Faraday phương trình Maxwell-Ampere) 20.Viết phươngtrình sóng điện từ phẳng thành phần điện trường độ truyền sóng, nghiệm đơn giản, mà hệ thức số sóng k , tần số góc E từ trường B , tốc bước sóng 21 Giả sử thí nghiệm giao thoa với hai khe Young thực nước, vân giao thoa thay đổi so với thí nghiệm thực khơng khí? Hãy giải thích? 22.Tại vũng nước có dầu loang, ta thấy tương tự màu sắc cầu vồng? 23 Trình bày Nguyên lý Huygens – Fresnel 24 Giải thích tượng nhìn thấy màu sắc cầu vồng quan sát ánh sáng phản xạ đĩa CD, DVD 25 Trình bày tượng nhiễu xạ tia X mạng tinh thể, diễn giải công thức Bragg nêu ứng dụng thực tiễn công thức 26 Để kiểm tra chất lượng bề mặt gương phẳng cách ứng dụng tượng giao thoa ánh sáng người ta làm nào? 27 Trong thí nghiệm khe đơi Young, sử dụng ánh sáng đơn sắc Nếu sử dụng ánh sáng trắng, hình ảnh giao thoa thay đổi 28 Phát biểu định luật xạ nhiệt: Ðịnh luật Stéfan–Boltzmann, Ðịnh luật Wien 29 Trong thí nghiệm nhiễu xạ qua khe hẹp đơn, độ rộng cực đại trung tâm thay đổi độ rộng khe hẹp giảm? 30 Một kim loại chiếu ánh sáng với tần số biết Điều xác định việc điện tử có bị bắn hay khơng? Giải thích sao? a) b) c) d) e) Cường độ ánh sáng Thời gian chiếu ánh sáng Độ dẫn nhiệt kim loại Diện tích kim loại Vật liệu tạo thành kim loại B PHẦN BÀI TẬP 1.Hai điện tích điểm Q1 nC Q2 nC nằm cách khoảng r = 35 cm a) Tính tương tác tĩnh điện điện tích điểm Ý nghĩa dấu kết quả? b) Tính điện điểm nằm điện tích điểm HD: Thế tương tác tĩnh điện hai điện tích: Q 1Q U 10 r Điện điểm nằm hai điện tích: V 2.Hai hạt nhỏ mang điện tích 3q q V1 Q1 V2 Q2 r r gắn chặt vào cách điện cách khoảng d Một hạt mang điện thứ trượt tự dọc theo Xác định vị trí cân hạt thứ Cân có bền không? HD: Gọi khoảng cách từ hạt thứ (mang điện tích lực tác dụng từ hạt mang điện tích 3q q ) đến hạt mang điện tích 3q x Ở vị trí cân bằng, ngược hướng với hạt mang điện tích 3qq d x x qq 2 d x Từ đó: x … Kết luận: cân bền d x 1 q : Bốn mặt kín từ S1 đến S4 điện tích 2Q , , Q Q cho hình vẽ Hãy tìm điện thơng qua mặt kín HD: Điện thơng qua mặt Điện thơng qua mặt Điện thông qua mặt S1 S2 S3 : S4 2Q Q Q S1 Q S1 : Q S2 : 2Q Điện thông qua mặt Q Q S3 2Q S : , điện tích bên mặt S4 4.Một cầu đặc bán kính R cm mang điện tích Q µC phân bố tồn thể tích Tính giá trị điện trường điểm cách tâm cầu (a) cm, (b) 10 cm, (c) 40 cm, (d) 60 cm HD: Chọn mặt Gauss mặt cầu bán kính r Với r R , điện tích nằm bên mặt cầu là: q r r 3 R 3 Q Áp dụng định lý O-G:  E r R  d S Er R r q Er Với r R , điện tích nằm bên mặt cầu Q Q R R r Áp dụng định lý O-G: Er R r Q Er Q R r Thay liệu đề 5.Trong phân hạch hạt nhân, hạt nhân nguyên tử Uranium-238 gồm 92 proton phân rã thành hạt nhân nhỏ (hình cầu) gồm 46 proton có bán kính R 5.9 10 – m Tính lực đẩy tĩnh điện hai hạt nhân nhỏ HD: Giả sử trạng thái ban đầu, hai hạt nhân nhỏ hình cầu nằm sát nhau, khoảng cách tâm chúng R Lực đẩy tĩnh điện chúng là: Z e Fd 2 , với Z 46 2R Thay liệu a) Tính vận tốc proton gia tốc từ trạng thái nghỉ hiệu điện U b) Tính vận tốc electron gia tốc từ trạng thái nghỉ hiệu điện U Cho khối lượng proton Điện tích proton qp mp × 1 × 19 27 kg, khối lượng electron C, điện tích electron qe × 19 V V 120 me × 31 kg C HD: a) Động proton thu sau gia tốc: W d,p 2 m pv p q pU vp q pU m 5 8 Động proton thu sau (m/s) p gia tốc: W d ,e m eve qe U ve qe U me 9 Hai vỏ cầu vật dẫn đồng tâm có bán kính a m b m, nối với dây dẫn Nếu đặt lên hệ điện tích Q µC điện tích phân bố vỏ cầu bao nhiêu? HD: Gọi điện tích vỏ cầu q q Do hai vỏ cầu nối với dây dẫn nên điện vỏ cầu nhau: q1 V q2 a q1 b q2 a Q b a b Vậy điện tích cầu là: q1 a Q a 40 b µC q2 b Q a 50 b µC Hai kim loại giống nối với hai lò xo kim loại có độ cứng k nối với nguồn V 0 V Khi khóa S mở, hai khơng tích điện, khoảng cách hai d mm tạo thành tụ điện có điện dung C µF Khi đóng khóa S, khoảng cách hai giảm nửa a) Tính điện tích kim loại b) Độ cứng lò xo bao nhiêu? HD: Gọi A diện tích kim loại Hai kim loại tạo thành tụ điện phẳng với điện dung: C A d Khi đóng khóa S, khoảng cách hai C 2C d , lị xo giãn đoạn Điện tích tụ là: q C V 400 µC d , điện dung tụ Điện trường hai tụ V E , với 2E điện trường kim loại gây ra: E d V E d Lực hút hai kim loại là: C Fd V 2C V qE d d Ở trạng thái cân bằng: Fd Fdh k d 8C Từ đó: V k 2500 d Một tụ điện phẳng sử dụng chất điện môi với số điện môi , Coi l  d a) Xây dựng công thức điện dung tụ theo diện tích tụ A , khoảng cách tụ d , số điện môi , b) Tính kết với , A 1 cm2, d mm, , HD: Giả sử đặt kim loại mỏng có độ dày không đáng kể vào hai chất điện mơi Khi kim loại đóng vai trị điện cực trung gian tạo thành tụ điện mắc nối tiếp với điện dung tương ứng là: C2 A d 2 A d C A d A d Điện dung tương đương là: C 23 Tụ điện tương đương C 23 C2 C3 d tiếp tục mắc song song với tụ điện hai cực tụ điện Điện dung tụ C1 1 C1 : C1 d A A có điện mơi tiếp xúc với Vậy điện dung tụ điện là: C C1 A C 23 1 d 2 Thay liệu 10 Tính công suất nhiệt tỏa điện trở mạch hình vẽ Đáp án: Hai điện trở Ω mắc song song nên tương đương điện trở Ω Gọi dòng điện chạy qua nguồn 50 V điện trở R2 2 Ω I3 I2 R1 I1 , chạy qua nguồn 20 V điện trở (quy ước chạy từ cực dương nguồn), dòng điện chạy qua điện trở tương đương (quy ước chạy từ xuống dưới) Chiều dương ô mạng theo chiều kim đồng hồ Các phương trình định luật Kirchhoff: I1 I2 I3 I1 I3 50 2I2 I3 20 Giải hệ phương trình thu được: I1 20 A I2 15 A I3 A P1 R1 I1 Công suất tỏa nhiệt điện trở: P2 P3 Công suất tỏa nhiệt điện trở Ω P3 P3 10 800 W R2I2 R3I3 P3 450 W 50 W 25 W 30.Một cuộn dây toroid có mặt cắt ngang hình chữ nhật với kích thước N a 500 I m ax 50 N 20 cm, bán kính R vịng dây, mang dòng điện I cm b A tần số f cm, bao gồm I m a x s in t , với Hz Một cuộn dây thứ có 60 vịng lồng vào cuộn toroid Hình vẽ Tìm phương trình phụ thuộc thời gian suất điện động cảm ứng cuộn dây thứ HD: Chia tiết diện cuộn dây thành dải mảnh có chiều dài a chiều rộng d r , cách tâm trục cuộn dây khoảng r với R r R b Áp dụng đl dịng tồn phần cảm ứng từ B vị trí đó:   B d l  N B r Ii 0 NI B NI i r Từ thơng qua tồn tiết diện cuộn dây toroid: R b B d S R b B a d r R NI R a d r r N Ia R b R dr r N Ia ln R b R Từ thơng qua tồn cuộn dây thứ 2: N N N Ia ln R b R Suất điện động cảm ứng cuộn dây thứ 2: d dt NN a R ln b R dI dt NN a Thay số 31.Một vật dẫn chiều dài l 35 cm trượt tự dây dẫn song song Hai điện trở R2 R1 Cả hệ nằm vng góc với từ trường không đổi với độ lớn B 2, T Dưới tác dụng lực ngoài, chuyển động sang trái với vận tốc v m/s Tính: a) Dòng điện chạy qua điện trở 24 ln R b R I m a x f cos ft b) Tổng công suất cung cấp cho điện trở mạch c) Độ lớn lực cần tác dụng để chuyển động với vận tốc HD: a) Suất điện động xuất mạch kín bên trái: d tr tr B d S tr dt B lv d S tr , dt dt  Do chuyển động sang trái, nên từ thông từ trường B xuyên qua mạch kín bên trái giảm, dẫn đến suất điện động cảm ứng (và dịng điện) mạch kín bên trái theo chiều kim đồng hồ để chống lại giảm từ thơng Dịng điện qua điện trở R : - B lv tr I1 R1 3, (A) R1 Suất điện động xuất mạch kín bên phải: d ph dS ph B dt ph B lv , d S tr dt dt I2 B lv ph R2 1, (A) R2  Do chuyển động sang trái, nên từ thông từ trường B xuyên qua mạch kín bên phải tăng, dẫn đến suất điện động cảm ứng (và dịng điện) mạch kín bên phải ngược chiều kim đồng hồ để chống lại tăng từ thơng Dịng điện chạy qua thanh: I I1 I2 4, A a) Tổng công suất cung cấp cho điện trở: P P1 P2 R1 I R2 I2 B lv R1 R2 343 (W) b) Để chuyển động lực ngồi cần cân với lực từ tác dụng lên thanh: Fng 25 Ft B I l 4, 2875 (N) ... lý O-G:  E r R  d S Er R r q Er Với r R , điện tích nằm bên mặt cầu Q Q R R r Áp dụng định lý O-G: Er R r Q Er Q R r Thay liệu đề 5.Trong phân hạch hạt nhân, hạt nhân nguyên tử Uranium-238... m/s2 = 1,96 x 1 0-5 s hay 0.196 µs c) Quãng đường proton khoảng thời gian l: S = at2/2 = ẵ ì 6,13ì 1010 m/s2ì (1,96 x 1 0-5 s)2 = 11.77 m d) Động proton thời điểm là: mv2/2 = (1,67 × 1 0-2 7 kg) × (1,20... hình minh họa 12 Phát biểu định lý dịng tồn phần (Định lý Ampere) 13 Phát biểu định luật Biot-Savart-Laplace 14 Mô tả chuyển động hạt mang điện tích dương  v từ trường  B , với góc tạo  v