VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 BAO GỒM: CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM THEO CHƯƠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN CÔNG THỨC thường gặp trong các đề thi giữa kỳ, cuối kỳ trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Với cuốn sách này bạn có thể học đầy đủ các bài tập theo từng chương, ôn thi giữa kỳ và cuối kỳ
EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG da Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG LỜI NÓI ĐẦU Vật lý đại cương môn đại cương mà hầu hết sinh viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (RHUST) phải học qua lần đời Đây học phần không kquas khó địi hỏi sinh viên phải có chăm đào sâu lý thuyết dựa vào để làm tập Mơn có nhiều tài liệu tham khảo khác từ giảng, tập, tài liệu lý thuyết, vv chia sẻ website tailieuhust.com lại khơng liền mạch thành khiến cho nhiều bạn phải học sử dụng nào? Bên cạnh có nhiều tài liệu photo, viết tay nên chất lượng không tốt Để giúp bạn sinh viên có tài liệu Vật lý đại cương chất lượng, dùng cho kỳ thi kỳ cuối kỳ mà cần sử dụng nhiều file khác nên team Tài Liệu HUST biên soạn tài liệu Đây lần tài liệu Vật lý đại cương biên soạn nên khơng thể tránh sai sót, mong bạn góp ý để hồn thiện tương lai Team biên soạn tài liệu xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn Ngoài sử dụng tài liệu này, bạn sử dụng hệ thống học online, luyện thi trắc nghiệm tại: https://study.tailieuhust.com/courses/vat-ly-dai-cuong-2-hust/ Các bạn truy cập nhanh cách quét mã QR bìa sách đây: Tài liệu tham khảo: - Bộ câu hỏi trắc nghiệm thầy Trần Thiên Đức Công thức trắc nghiệm Vật lý đại cương Vũ Tiến Lâm Câu hỏi đáp án tự luận đề thi VLĐC2 (quán photo) Đề thi kỳ thầy Phong Mọi ý kiến đóng góp thắc mắc người liên hệ qua: Website: tailieuhust.com Email: tailieuhustgroup@gmail.com Fanpage: Tài liệu HUST (tailieuhust.com) Group học tập: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận TAILIEUHUST.COM NỘI DUNG TÀI LIỆU PHẦN I CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Chủ đề Điện trường tĩnh 1.1 Công thức trọng tâm 1.2 Bài tập trắc nghiệm Chủ đề Vật dẫn tụ điện 13 2.1 Công thức trọng tâm 13 2.2 Bài tập trắc nghiệm 15 Chủ đề Điện môi 20 3.1 Công thức trọng tâm 20 3.2 Bài tập trắc nghiệm 20 Chủ đề Từ trường 23 4.1 Công thức trọng tâm 23 4.2 Bài tập trắc nghiệm 24 Chủ đề Cảm ứng điện từ 39 5.1 Công thức trọng tâm 39 5.2 Bài tập trắc nghiệm 40 Chủ đề Trường điện từ 43 6.1 Công thức trọng tâm 43 6.2 Bài tập trắc nghiệm 45 PHẦN II CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TỰ LUẬN 47 PHẦN III TÀI LIỆU KHÁC 70 Chủ đề 1: Tổng hợp câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết 70 Chủ đề 2: Đề thi kỳ 20211 thầy Phong 76 Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận ST C TA U TA IL IE U H M PHẦN I CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM O M Chủ đề Điện trường tĩnh ST C 1.1 Công thức trọng tâm ST C 𝜀𝑟 với 𝜀0 = 8, 86.10−12 𝐶2 𝑁𝑚 𝑁2 𝐶2 Cường độ điện trường 1điểm cách điện tích điểm (cầu rỗng) mang điện: 𝜀𝑟 H IE với 𝜆: mật độ điện dài dây IL 2𝑘𝜆 TA 2𝜋𝜀𝜀0 𝑟 = ST 𝜆 C O M Cường độ điện trường gây sợi dây thẳng (trụ rỗng) dài vô hạn mang điện điểm cách dây khoảng 𝑟 : U 𝐹 |𝑞| 𝑘|𝑞| →𝐸= = 𝑞 4𝜋𝜀0 𝜀𝑟 𝜀𝑟 U 𝐸⃗ = 𝐸𝐴 = Cường độ điện trường gây mặt phẳng mang điện điểm xung quanh mặt bằng: M O C )⋅ ST H U √1+𝑅2 ℎ U IE 𝑞ℎ 4𝜋𝜀0 𝜀⋅(𝑅 +ℎ2 )3/2 IL ⋅ (𝑟 < 𝑅) 4𝜋𝜀0 𝜀𝑟 (𝑟 > 𝑅) khoảng r: 𝐸𝑀 = 2𝜋𝜀0 𝜀𝑅 (𝑟 < 𝑅) U 𝑞 khoảng r: 𝐸𝑁 = ST Cường độ điện trường điểm N nằm ngồi cầu đặc bán kính 𝑅 cách tâm M 4𝜋𝜀0 𝜀𝑅 O 𝑞𝑟 khoảng r: 𝐸𝑀 = TA Cường độ điện trường điểm M nằm cầu đặc bán kính 𝑅 cách tâm C cách tâm vòng khoảng ℎ : 𝐸𝐵 = IE Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận U IL IE ST U U H 𝜆𝑟 H Cường độ điện trường điểm M nằm ống trụ đặc bán kính 𝑅 cách trục C • 2𝜀0 (1 − 𝜀 TA • 𝜎 Cường độ điện trường điểm nằm trục vịng dây trịn tích điện 𝑞 bán kính 𝑅, M • điện 𝑞 cách tâm đĩa khoảng h: 𝐸𝐴 = O • ⋅ 𝜎 : mật độ điện tích mặt Cường độ điện trường điểm nằm trục mặt phẳng đĩa trịn bán kính 𝑅 mang IL ST C O M • 𝜎 2𝜀0 𝜀 TA 𝐸= IL IE U • 4𝜋𝜀0 = 9.109 U IL IE U • H • H U Điện trường: Vector cường độ điện trường ; 𝜇0 = 4𝜋 ⋅ 10−7 𝐻/𝑚; 𝑘 = H 𝑘|𝑞1 ||𝑞2 | M O 𝜀𝑟 = TA IL IE U |𝑞 ||𝑞2 | 𝐹 = 4𝜋𝜀1 U Lực tương tác Coulomb điện tích: TA U EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG TA ST C U H Cường độ điện trường điểm N nằm ống trụ đặc bán kính 𝑅, cách tâm • khoảng r: 𝐸𝑁 = TA IL IE U M TAILIEUHUST.COM 𝜆 2𝜋𝜀0 𝜀𝑟 (𝑟 > 𝑅) ST C O M → Tổng quát cho trường hợp cầu rỗng hay trụ rỗng tương tự cầu đặc hay trụ đặc Chỉ khác điện trường bên chúng Trường hợp mặt cầu đồng tâm (2 mặt trụ song song đồng trục) → xem xét vị trí điểm: • H M TA IL IE U O ST C gây 𝐸 U ✓ Điểm nằm mặt cầu (trụ) trong, nẳm mặt cầu (trụ) → Chỉ mặt cầu ✓ Điểm nằm mặt → 𝐸 = Điện Hiệu điện U 𝑉 = 𝐸𝑟 Quy tắc chung: {𝑑𝑉 = −𝐸𝑑𝑟 (Điện trương đều) 𝑟𝐵 𝑈𝐴𝐵 = ∫𝑟𝐴 𝐸𝑑𝑟 IE ST U 𝑞 4𝜋𝜀0 𝜀𝑟 (= 𝐸𝑟) IL Điện điện tích điểm 𝑞 gây A: 𝑉𝐴 = • TA C U O H M TA IL IE U H U ✓ Điểm nằm mặt → Cả mặt gây 𝐸 → Áp dụng nguyên lý chồng chất 𝐸 Điện mặt cầu rỗng bán kính 𝑅 gây điểm: U H • điểm) 𝜀𝑟 ✓ Sát mặt cầu (do không xác đinh mặt cầu): 𝑉 = 4𝜋𝜀 U 𝜀𝑟 (= 𝐸𝑟) H Hiệu điện hai mặt cầu đồng tâm, mang điện nhau, trái dấu: 𝑈 = 𝑉1 − 𝑉2 = 𝑄(𝑅2 − 𝑅1 ) 4𝜋𝜀0 𝜀𝑅1 𝑅2 𝑈 = 𝑉1 − 𝑉2 = 𝑅2 𝜆 ln 2𝜋𝜀0 𝜀 𝑅1 IE IL U O C ST U H U TA H U ST C Công Năng lượng O M → Chủ yếu dùng để liên hệ 𝑈 𝑞, 𝜆, 𝜎, 𝜌 M Hiệu điện hai mặt trụ đồng trục, mang điện nhau, trái dấu: IL IE • TA U IL IE ST C U O M ST 𝑞 • (= 𝐸𝑟) (coi điện tích C TA 𝑞 M ✓ Bên mặt cầu (N), cách tâm mặt cầu đoạn 𝑟: 𝑉𝑁 = 4𝜋𝜀 O IL IE ✓ Bên mặt cầu (𝑀): 𝑉𝑀 = Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận ST C 𝑟𝐵 𝑟𝐴 ✓ Điện tích điểm: 𝐴 = 𝑞∫𝑟𝐴𝐵 𝐸𝑑𝑟 = 4𝜋𝜀 𝜀 (𝑟 − 𝑟 ) 𝑞𝑄 O M 𝑟 1 𝐴 ✓ Trên trục vòng dây: 𝐴 = 𝑞 ∫ℎ 𝐸𝑑𝑟 = 𝑞 ∫ℎ ∞ 𝑄𝑟 4𝜋𝜀0 𝜀(𝑅 +𝑟 )2 U ST C ∞ 𝐵 U 𝜆 H 𝑟 O ✓ Dây dẫn thẳng: 𝐴 = 𝑞∫𝑟𝐴𝐵 𝐸𝑑𝑟 = 𝑞 2𝜋𝜀 𝜀 ln ST C Công mà lực điện trường thực điện tích 𝑞 di chuyển nó: M 𝐴 = 𝑞∫𝑟1 𝐸𝑑𝑟 TA IL IE U • TA IL IE U 𝑟2 TA U H M 𝐴 = 𝑞𝑈 Quy tắc chung: {𝑑𝐴 = 𝑞 𝑑𝑈 = 𝑞𝐸𝑑𝑟 𝑑𝑟 U H H IE U 𝐸 𝑣 (1 − 𝑣2) TA 𝑚𝑔 ST 𝑣2 Khi điện tích 𝑞 hạt: 𝑞 = IL C Hạt mang điện rơi tự khơng khí với vận tốc 𝑣1 , có điện trường rơi với vận tốc U O Dạng toán hạt mang điện rơi tự do: U Khối lượng riêng cầu để góc lệch điện mơi khơng khí là: 𝜀𝜌 𝜌 = 𝜀−11 Trong đó: 𝜌1 khối lượng riêng điện môi, 𝜀 số điện môi M IL IE U H Dạng tập hai cầu giống treo chất điện môi: TA IL Lực gây tâm nửa vịng xuyến mang điện tích 𝑄 bán kính 𝑅: M O 𝑟2 𝑅2 U 2𝜀0 𝜀 √1 + H U 𝜎 IE 𝐸= ST Điện trường trục đĩa tròn bán kính 𝑅 bị khoét lỗ bán kính 𝑟: ST C O M TA IL Điện trường cách kim loại (dây) dài hữu hạn trung trực (dây), cách (dây) đoạn ℎ, cách đầu mút (dây) đoạn 𝑅: 𝑞 𝐸= 4𝜋𝜀0 𝜀ℎ𝑅 • H M U 1.2 Bài tập trắc nghiệm U IL IE C O Câu Hai cầu nhỏ giống tích điện, điện tích tương ứng q1 , q2 đặt ST khơng khí Khi khoảng cách chúng r1 = cm chúng hút vởi lực U IE Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận TA H U F1 = 27.10−3 N Cho hai cầu tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách IL O M • 𝑞𝑄 2𝜋 𝜀0 𝜀𝑅 C 𝐹= TA • IE Một số công thức dạng tập khác: ST C U EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG TA ST C −8 −6 −8 C q1 = 6.10 C; q2 = 8.10 C −8 D q1 = 6.10 C; q3 = 8.10 C U Lời giải: ST C k q1.q2 = 27.10−3 ( N ) q1.q2 = r12 H F1.r12 27.10−3.0,042 = = 4,8.10−15 q1.q2 = −4,8.10−15 (1) 9.109 k U F1 = TA IL IE U O M Ban đầu chúng hút nên hai điện tích q1 , q2 trái dấu IL IE U H Sau tiếp xúc hai cầu có điện tích dấu là: q1 = q2 = k q1 q2 r22 = 10−3 ( N ) q1 q2 = F2 r22 10−3.0, 032 = = 10−16 q1 q2 = 10−16 9.109 k M Ta có: F2 = q1 + q2 U −8 −6 B q1 = 8 10 C; q2 = 6 10 C H −8 M −4 A q1 = 8.10 C; q2 = 6.10 C ST C cầu lúc đầu là: O TA IL IE U r2 = cm thi chúng đẩy với lực F2 = 10−3 N Biết k = 9.109 Nm2 / C ; = Điện tích TA IE TA M ST (q + q ) qq Tính nhanh: giải hệ phương trình: F1 = k 22 ; F2 = k 22 4 o r2 o r1 O TA IL IE U H q q = −4,8.10−15 Từ (1) (2), ta có hệ phương trình: −8 q1 + q2 = 2.10 q1 = 8.10−8 (C ) −8 q2 = −6.10 (C ) (giả sử q1 q2 ) −8 8.10 ( ) q C = − −8 q2 = 6.10 (C ) C U IL ST C U O q +q q +q Mà q1 = q2 = q12 = 10−16 = 10−16 q1 + q2 = 2.10−8 (2) −7 Câu 2: Một kim loại mảnh mang điện tích q = 2.10 (C) phân bố H U C 2245( V / m) D 2700( V / m) M B 1500( V / m) O A 1300( V / m) TA IL R0 = 20( cm) Coi điện tích phân bố IE R = 400( cm) cách trung điểm C Lời giải: U H M q q dx = dx l R − R02 IE U U IL IE TA H U ST C O dq = ST Chia thành kim loại thành đoạn nhỏ dx có điện tích là: IL O M U Gọi E giá trị cường độ điện trường điểm cách hai đầu khoảng ST C U U H M TAILIEUHUST.COM Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận ST C TA H M U EBOOK VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG TA IL IE U Xét điện trường dE gây đoạn dx gây điểm xét Ta tách dE thành hai thành phần dEx dE y Điện trường tổng cộng E tổng tất điện trường dE ) 0 2q − U cos d = 4 lR 0 4 l = 0 qR0 − R0 ( cos R02 + R02 tan ) d (Do U x = R0 tan ) H dx = ) dx U ( 4 0l R02 + x H q 4 0lR0 qR0 ( q l q = 2 0lR0 R 4 RR0 U E= ) ST − ( IE E = dEx = 2l R0 qR0 q dx = 2 2 4 R0 + x R0 + x l 4 0l R02 + x IL cos = TA 4 r M dq O dEx = C TA IL IE U H U ST C TA IL IE U O H M U ST C O M Do tính đối xứng nên tổng tất thành phần dE y Ta có: O q 4 RR0 C Tính nhanh: áp dụng công thức E = M IL IE 2.10−7 2245( V / m) 4 1.8,86.10−12 4.0, TA Thay số: E = ST Câu Hai điện tích điểm q1 = −q2 = 4.10 C đặt cách d = cm khơng khí Nếu U −8 H −5 −5 C −8,5.10 J D −9, 409.10 J M B −9.10−5 J TA A −8.10−5 J IL IE U dịch chuyển (cho k = 1/ ( 4 ) = 9.109 Nm2 / C2 ) U C U IL IE U O H Công lực điện dịch chuyển q2 là: A = q2 ( v1 − v2 ) C ST q1 q1 ; v2 = 4 d 4 (d + a) M Xét trường hợp q2 trường điện q1 tạo v1 = O Lời giải: U H U ST 4.10−8 ( −4.10−8 ) 0,03 q1 q1q2 a A = q2 = = −8.10−5 ( J) − A= −12 4 d d + a 4 d (d + a) 4 8,86.10 0,06.0,09 IL IE Group: Bachkhoa Universe – Góc học tập thảo luận TA ST C O M cho điện tích q2 dịch chuyển xa q1 thêm khoảng a = cm cơng lực điện TA ST C U H M TAILIEUHUST.COM TA IL IE U Câu Một vòng trịn làm dây dẫn mảnh bán kính kính a = cm , mang điện tích q phân bố dây Trị số cường độ điện trường điểm trục đối xứng vòng dây cách tâm vòng dây khoảng b = 14 cm E = 3, 22.10 V / m ( ) O −4 B 9,8.10 C ST C −4 A 4,62.10 C M Hỏi điện tích q giá trị (cho số điện = 1/ ( 4 9.109 ) C2 / Nm2 C 5.10−4 C D 10.10−4 C U U U TA IL ST Chia đĩa thành dải vành khan có bề rộng dr Xét dải vành khan có bán kính r(r