TÀI LIỆU vật lí 11

 Tài liệu Vật lí 11 CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG Điện tích – Định luật Cu-lơng - Điện tích thuộc tính vật, nguyên nhân tương tác -Hai loại điện tích: điện tích dương điện tích âm - Đơn vị điện tích: Culơng (C) - Một điện tích có giá trị e = 1,6.10-19C gọi điện tích nguyên tố Ví dụ: prơtơn có điện tích: +e = + 1,6.10-19C; electron có điện tích: -e = -1,6.10-19C -Điện tích q vật có giá trị số nguyên lần điện tích nguyên tố: q = ne -Điện tích điểm điện tích vật có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét - Tương tác điện tích:  Các điện tích dấu đẩy nhau: q1.q2 >  Các điện tích trái dấu hút nhau: q1.q2 < -Sự nhiễm điện vật:  Nhiễm điện cọ xát  Nhiễm điện tiếp xúc  Nhiễm điện hưởng ứng Định luật Cu-Lông Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm đứng n chân khơng tỉ lệ thuận với tích độ lớn điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Phương lực tương tác hai điện tích điểm đường thẳng nối hai điện tích điểm Chiều: - Hai điện tích dấu đẩy - Hai điện tích trái dấu hút q1.q2 > q1.q2 < Công thức: F = F12 = F21 = k q q r2  Trong đó: q1, q2 điện lượng hai điện tích điểm q1 q2 (C) r : khoảng cách hai điện tích q1 q2 (m) k: hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào hệ đơn vị Trong hệ SI: k = 9.109 ( NAVAN86 N m ) C2  Tài liệu Vật lí 11  Lực tương tác điện tích điểm đặt điện mơi đồng tính Hằng số điện mơi  Điện môi môi trường cách điện  Khi đặt điện tích điện mơi đồng tính lực tương tác chúng yếu  lần so với đặt chân khơng  gọi số điện môi môi trường (  1)  Lực tương tác điện tích điểm đặt điện môi : F = k q q  r (chân không  = 1)  Hằng số điện môi đặc trưng quan trọng cho tính chất điện chất cách điện Đại lượng  phụ thuộc vào tính chất điện môi, không phụ thuộc vào độ lớn khoảng cách điện tích Trong khơng khí   Cấu tạo nguyên tử phương diện điện - Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương nằm trung tâm electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh - Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt nơtron (n) không mang điện proton (p) mang điện dương - Electron có điện tích -e = -1,6.10-19 C khối lượng me = 9,1.10-31 kg - Prơtơn có điện tích +e = +1,6.10-19 C khối lượng mp = 1,67.10-27 kg - Số prôtôn hạt nhân số electron quay quanh hạt nhân nên bình thường nguyên tử trung hoà điện Thuyết electron: Thuyết dựa vào cư trú di chuyển electron (e) để giải thích tượng điện tính chất điện vật gọi thuyết electron  Bình thường tổng đại số tất điện tích ngun tử khơng, ngun tử trung hoà điện  Nếu nguyên tử bị số electron tổng đại số điện tích nguyên tử số dương, ion dương Ngược lại nguyên tử trung hòa nhận thêm số electron ion âm  Khối lượng electron nhỏ nên chúng có độ linh động cao Do electron dễ dàng bứt khỏi nguyên tử, di chuyển vật hay di chuyển từ vật sang vật khác làm cho vật bị nhiễm điện  Vật nhiễm điện âm vật thiếu electron; Vật nhiễm điện dương vật thừa electron  Vật dẫn điện vật cách điện:  Vật dẫn điện vật có chứa nhiều điện tích tự VD: kim loại, dung dịch axit, bazơ muối…  Vật cách điện vật không chứa chứa điện tích tự VD: không khí khô, thủy tinh, cao su NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11  Sự nhiễm điện tiếp xúc: Nếu cho vật trung hòa tiếp xúc với vật nhiễm điện nhiễm điện dấu với vật Giải thích: Do electrơn di chuyển từ vật thừa sang vật thiếu (hoặc từ vật thừa nhiều sang vật thừa hơn)  Sự nhiễm diện hưởng ứng: Đưa cầu nhiễm điện lại gần đầu M kim loại MN trung hoà điện đầu M nhiễm điện trái dấu với đầu N Giải thích: Khi đặt gần cầu kim loại nhiễm điện mật độ eleltron tự MN bị phân bố lại (một đầu tập trung nhiều đầu tập trung hơn)  Sự nhiễm diện cọ xát: Trong nhiễm điện cọ xát, hai vật có xuất loại điện tích khác loại  Định luật bảo tồn điện tích: “Trong hệ vật cô lập điện, tổng đại số điện tích khơng đổi” Chú ý: Hai vật kim loại có chất, kích thứơc hình dạng giống mang điện tích q1 q2 cho chúng tiếp xúc sau tách điện tích vật q1' = q '2 = q1 + q 2 ▲Cách đổi đơn vị thường dùng cho vật lí: Đơn vị ước số Đơn vị bội số -3 o m…= 10 … (mili….) o k…= 103… (kilô…) o μ…= 10-6 … (micrô…) o M…= 106…(Mega…) o n…= 10-9… (nanô…) o G…= 109…(Giga…) o p…= 10-12…(picô…) o T…= 1012…(Tiga…) Khái niệm điện trường: Điện trường dạng vật chất: - Tồn xung quanh điện tích gắn liền với điện tích - Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt vào NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11  Cường độ điện trường: Véctơ cường độ điện trường đại lượng đặc trưng cho điện trường   EM F mặt tác dụng lực: E  q  M  Cường độ điện trường điện tích điểm Q: Q >0 - Điểm đặt: Tại điểm xét - Giá: Là đường thẳng nối điện tích điểm điểm xét - Chiều: Hướng vào Q Q < 0; hướng xa Q Q >0 - Độ lớn: Ek Q r2    Lực tác dụng lên điện tích đặt điện trường: F  q.E   - q > : F hướng với E   - q < : F ngược hướng với E     Nguyên lí chồng chất điện trường: E  E1  E     Xét trường hợp điểm xét có hai cường độ điện trường thành phần: E  E1  E   + E1  E2  E  E1  E2   + E1  E2  E  E1  E2   Các trường hợp xảy ra: + E1  E2  E  E12  E22   + E1 , E    E  E12  E22  E1 E2 cos   E1  E2  E  2.E1 cos   Đường sức điện: Đường sức điện trường đường mà tiếp tuyến điểm giá véc tơ cường độ điện trường điểm Nói cách khác đường sức điện trường đường mà lực điện tác dụng dọc theo  Các đặc điểm đường sức điện:  Qua điểm điện trường có đường sức điện mà  Đường sức điện đường có hướng Hướng đường sức điện điểm hướng véc tơ cường độ điện trường điểm  Đường sức điện điện trường tĩnh đường cong không khép kín Nó xuất phát từ điện tích dương tận điện tích âm  Các đường sức điện không cắt  Qui ước vẽ số đường sức qua diện tích định đặt vng góc với với đường sức điện điểm mà ta xét tỉ lệ với cường độ điện trường điểm NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11  Điện trường đều: Điện trường điện trường mà véc tơ cường độ điện trường điểm có phương chiều độ lớn Đường sức điện trường đường thẳng song song cách Công lực điện điện trường đều: A = qEd Với d hình chiếu đường MN đường sức điện (lấy chiều dương chiều đường sức, d có giá trị đại số) * AMN  điện tích q chuyển động đường cong kín chuyển động theo phương vng góc với đường sức điện trường (d = 0): vận tốc vật không đổi * AMN  điện tích dương di chuyển từ dương âm ( q > d > 0) điện tích âm di chuyển từ âm dương (q < d < 0) : vận tốc tăng, lực điện trường lực phát động * AMN  : điện tích dương di chuyển từ (-) dương điện tích âm di chuyển từ (+) (-) : vận tốc giảm, lực điện trường lực cản Chú ý: Công lực điện tác dụng lên điện tích điện trường tĩnh khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu điểm cuối đường - Lực tĩnh điện lực thế, trường tĩnh điện trường N Điện thế:  E a Điện điểm điện trường: Điện điểm M điện trường đại lượng đặc trưng cho điện H M trường phương diện tạo đặt điện d tích q VM = AM q A M cơng lực điện trường làm điện tích q di chuyển từ M   - Đơn vị điện vôn (V) - Điện đại lượng đại số Thường chọn điện mặt đất vô cực làm mốc (bằng 0) b Điện điểm M gây điện tích q: VM  k q r c Điện điểm nhiều điện tích gây ra: V = V1 + V2 + … + Vn  Hiệu điện thế: Hiệu điện hai điểm M, N điện trường đại lượng đặc trưng cho khả sinh công điện trường di chuyển điện tích từ M đến N U MN  VM  VN  A MN q AMN công lực điện trường làm di chuyển điện tích q từ M đến N  Khái niệm điện tích điện trường: NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11 Thế điện tích đặt điểm điện trường đặc trưng cho khả sinh công điện trường đặt điện tích điểm  Sự phụ thuộc WM vào điện tích q o Thế điện tích điểm q đặt điểm M điện trường : WM = AM = qVM o Thế tỉ lệ thuận với q (trong công thức VM hệ số tỉ lệ)  Công lực điện độ giảm điện tích điện trường: AMN = WM - WN Khi điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường cơng mà lực điện trường tác dụng lên điện tích sinh độ giảm điện tích q điện trường  Liên hệ cường độ điện trường hiệu điện thế: U = Ed Chú ý: Vec tơ cường độ điện trường hướng từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp Vật dẫn điện trường:  Vật dẫn trạng thái cân điện: - Vật dẫn vật có hạt mang điện tự Thơng thường kim loại hay hợp kim có electron tự - Vật dẫn trạng thái cân điện hạt mang điện vật không chuyển động thành dịng  Tính chất: + Điện trường bên vật dẫn không + Ở bề mặt vật dẫn vectơ điện trường có phương vng góc với bề mặt + Điện điểm vật dẫn (vật đẳng thế) + Ở vật dẫn nhiễm điện, điện tích tập trung mặt ngồi: điện tích tập trung nhiều (mật độ điện lớn) chỗ lồi mũi nhọn; điện tích tập trung (mật độ điện nhỏ) khơng có chỗ phẳng hay lõm vào 10 Tụ điện: Tụ điện hệ hai vật dẫn đặt gần ngăn cách lớp cách điện (điện môi) Hai vật dẫn tụ điện - Tụ điện đơn giản tụ điện phẳng gồm kim loại phẳng đặt gần nhau, song song, đối diện - Nối tụ điện với cực nguồn điện, mang điện tích trái dấu, độ lớn Ta nói tụ điện tích điện (hay nạp điện) Độ lớn điện tích tụ điện tích điện gọi điện tích tụ - Ngược lại nối tụ điện tích điện dây dẫn có điện trở có dịng điện chạy qua dây, điện tích tụ điện giảm dần đi, ta nói tụ điện phóng điện NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11  Điện dung: đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện hiệu điện xác địnhvà tính C= Q U Trong đó: Q điện tích tụ; U hiệu điện tụ  Chú ý: - Khi có giá trị C, tính điện tích tụ theo cơng thức Q = CU - Mỗi tụ điện có hiệu điện giới hạn Nếu hiệu điện (thực tế) đặt vào hai tụ vượt giới hạn lớp điện mơi hai trở nên dẫn điện (điện môi bị đánh thủng) => Tụ điện bị hỏng, khơng cịn khả tích điện Ugh C ghi tụ điện - Trong hệ SI, đơn vị điện dung fara (F): 1F = 1C 1V Chú ý: F điện dung lớn Ta thường dùng ước số F micrôfara ( mF ) : mF = 10-6F; nanôfara (nF) : 1nF = 10-9F; picôfara (pF) : 1pF = 10-12F  Điện dung tụ điện phẳng: Điện dung tụ điện phẳng tính theo cơng thức: C  S 4kd Trong đó: S diện tích đối diện bản; d khoảng cách bản;  số điện môi  Ghép tụ điện:  Ghép song song: U1 = U2 = = Un = Unguồn Qbộ = Q1 + Q2 + + Qn Cbộ = C1 + C2 + + Cn Ghép nối tiếp: U1 + U2 + + Un = Unguồn Qbộ = Q1 = Q2 = = Qn 1 1 = + + + Cbo C1 C Cn  Năng lượng tụ điện (năng lượng điện trường): + Tụ điện tích điện có lượng, lượng nguồn điện thực cơng để đưa điện tích tới tụ điện + Cơng thức tính lượng W tụ điện: W = Q2 1 = CU = QU C 2 + Năng lượng tụ điện lượng điện trường tụ điện + Với tụ điện phẳng: C  S ;U  Ed 4kd + Mật độ lượng điện trường: W  NAVAN86 => W  E V (với V = S.d: tích tụ) 8k E (J/m3) 8k  Tài liệu Vật lí 11  TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CULOUMB - THUYẾT ELECTRON - ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH: Câu Hai điện tích điểm q1 q đặt gần chúng đẩy Kết luận sau đúng? A q1 > q < B q1 < q > D q1 q > C q1 q < Câu Hai điện tích điểm q1 q đặt gần chúng hút Kết luận sau đúng? A q1 < q < B q1 > q > C q1 q < D q1 q > Câu Một điện tích q điện tích 2q đặt cách khoảng r Nếu lực tác dụng lên điện tích 2q F lực điện tác dụng lên điện tích q là: A F/4 B F/2 C F D 2F Câu Bốn vật kích thước nhỏ A, B, C, D nhiễm điện Vật A hút vật B, vật B đẩy vật C, vật C hút vật D Biết A nhiễm điện dương Vật B, C, D nhiễm điện gì? A B âm, C âm, D dương B B âm, C dương, D dương C B âm, C dương, D âm D B dương, C âm, D dương Câu Một điện tích âm A tương tác với điện tích dương đặt gần B tương tác với điện tích âm đặt gần C tương tác với điện tích dương điện tích âm khác đặt gần D khơng thể tương tác với điện tích dương điện tích âm khác đặt gần Câu Theo thuyết electron A vật nhiễm điện dương vật có điện tích dương B vật nhiễm điện âm vật có điện tích âm C vật nhiễm điện dương vật thiếu electron, nhiễm điện âm vật thừa electron D vật nhiễm điện dương hay âm số electron nguyên tử nhiều hay Câu Theo thuyết electron A nguyên tử số electron trở thành ion âm B nguyên tử nhận thêm số electron trở thành ion dương C nguyên tử trung hịa điện có tổng đại số tất điện tích ngun tử khơng D ngun tử số proton trở thành ion âm Câu Khi làm nhiểm điện dương cho kim loại số electron kim loại sẽ: A tăng lên B giảm C không đổi D tăng giảm Câu Hai điện tích điểm đặt gần nhau, khoảng cách chúng giảm lần lực tương tác chúng A tăng lên lần B giảm lần C tăng lên lần D giảm lần Câu 10 Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm khơng khí A tỉ lệ với bình phương khoảng cách hai điện tích B tỉ lệ với khoảng cách hai điện tích C tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai điện tích D tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai điện tích Câu 11 Phát biểu sau không đúng? A Electron hạt mang điện tích âm: - 1,6.10-19 (C) B Một điện tích e = 1,6.10-19C gọi điện tích nguyên tố C Nguyên tử nhận thêm êlectron để trở thành ion D Electron chuyển động từ vật sang vật khác Câu 12 Nhiễm điện cho nhựa đưa lại gần hai vật M N, ta thấy nhựa hút hai vật M N Tình sau chắn không xảy ra? A M N nhiễm điện dấu B M N khơng nhiễm điện C M nhiễm điện, cịn N khơng nhiễm điện D M N nhiễm điện trái dấu Câu 13 Điều sau nói nhiểm điện hai vật cọ xát ? A Khi cọ xát hai vật với hai vật nhiểm điện, điện tích chúng trái dấu NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11 B Khi cọ xát hai vật khác loại với hai vật nhiểm điện, điện tích chúng trái dấu với C Khi cọ xát hai vật với hai vật nhiểm điện, điện tích chúng dấu D Khi cọ xát hai vật với nhau, hai vật loại chúng nhiểm điện trái dấu, hai vật khác loại chúng nhiểm điện dấu Câu 14 Cho kim loại trung hòa điện tiếp xúc với cầu nhiễm điện sau tách ra, A kim loại cầu trở thành vật trung hòa điện B kim loại trung hòa điện cầu mang điện tích cũ C kim loại mang điện tích cầu cịn cầu trung hịa điện D kim loại cầu nhiểm điện dấu Câu 15 Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng khơng đáng kể, nằm cân với Tình xảy ? A Ba điện tích dấu nằm ba đỉnh tam giác B Ba điện tích dấu nằm đường thẳng C Ba điện tích khơng dấu nằm ba đỉnh tam giác D Ba điện tích khơng dấu nằm đường thẳng Câu 16 Trong trường hợp không xảy tượng nhiễm điện hưởng ứng ? Đặt cầu mang điện gần đầu A kim loại không mang điện B kim loại mang điện dương C kim loại mang điện âm D nhựa mang điện âm Câu 17 Vào mùa hanh khô, nhiều kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ lách tách Đó A tượng nhiễm điện tiếp xúc B hiên tượng nhiễm điện cọ xát C tượng nhiễm điện hưởng ứng D ba tượng nhiễm điện nêu Câu 18 Đưa cầu kim loại A nhiễm điện dương lại gần cầu kim loại B nhiễm điện dương Hiện tượng xảy ? A Cả hai cầu bị nhiễm điện hưởng ứng B Cả hai cầu không bị nhiễm điện hưởng ứng C Chỉ có cầu B bị nhiễm điện hưởng ứng D Chỉ có cầu A bị nhiễm điện hưởng ứng Câu 19 Muối ăn ( NaCl ) kết tinh điện môi Chọn câu A Trong muối ăn kết tinh có ion dương tự B Trong muối ăn kết tinh có ion âm tự C Trong muối ăn kết tinh có êlectron tự D Trong muối ăn kết tinh khơng có ion êlectron tự Câu 20 A vật nhiễm điện dương, B vật nhiễm điện âm, C kim loại Người ta thấy C hút A lẫn B, C nhiễm điện nào? A C nhiễm điện dương B C nhiễm điện âm C C không nhiễm điện D Không thể xảy tượng Câu 21 Vật A trung hòa điện đặt tiếp xúc với vật B nhiểm điện dương vật A nhiểm điện dương do: A ion dương di chuyển từ vật B sang vật A B ion âm di chuyển từ vật A sang vật B C electron di chuyển từ vật A sang vật B D electron di chuyển từ vật B sang vật A Câu 22 Có cầu kim loại nhỏ, cầu A nhiễm điện dương, cầu B C không nhiễm điện Để B C nhiễm điện trái dấu, độ lớn thì: NAVAN86  Tài liệu Vật lí 11 A Cho A tiếp xúc với B C B Cho A tiếp xúc với B, cho C tiếp xúc với B C Cho A gần C để nhiễm điện hưởng ứng, cho C tiếp xúc với B D Nối C với B dây dẫn đặt B gần A để nhiễm điện hưởng ứng, sau cắt dây nối Câu 23 Hai cầu kim loại nhỏ kích thước nhau, mang điện tích q1 q2, cho chúng tiếp xúc tách cầu mang điện tích: B q = q1 - q2 C q = (q1 + q2)/2 D q = (q1 - q2 ) A q = q1 + q2 Câu 24 Hai cầu kim loại nhỏ kích thước nhau, mang điện tích với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần chúng hút Nếu cho chúng tiếp xúc tách cầu mang điện tích: B q = C q = q1 D q = q1/2 A q = q1 Câu 25 Hai cầu kim loại nhỏ kích thước nhau, mang điện tích với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần chúng đẩy Nếu cho chúng tiếp xúc tách cầu mang điện tích: B q = q1/2 C q = D q = 2q1 A q = q1 Câu 26 Lần lượt đặt ba điện tích điểm q1, q2, q3 ba đỉnh A, B, C tam giác cân A Lực tác dụng lên điện tích q1 song song với đáy BC tam giác Tình sau xảy ra? A q  q3 B q2>0, q3