Giải sbt vật lí 11 bài (3)

Bài 3 Điện trường và cường độ điện trường Đường sức điện Bài 3 1 trang 7 Sách bài tập Vật Lí 11 Tại điểm nào dưới đây sẽ không có điện trường? A Ở bên ngoài, gần một quả cầu nhựa nhiễm điện B Ở bên tr[.]

Bài Điện trường cường độ điện trường Đường sức điện Bài 3.1 trang Sách tập Vật Lí 11: Tại điểm khơng có điện trường? A Ở bên ngoài, gần cầu nhựa nhiễm điện B Ở bên cầu nhựa nhiễm điện C Ở bên ngoài, gần cầu kim loại nhiễm điện D Ở bên cầu kim loại nhiễm điện Lời giải: Sau tích điện, electron cầu có xu hướng chuyển động phân bố bề mặt vật dẫn, sau đạt trạng thái cân bằng, bên vật dẫn khơng cịn điện tích Mặt khác, phân bố điện tích bề mặt, điện trường tổng hợp lòng vật dẫn gây điện tích bề mặt bị triệt tiêu Chọn đáp án D Bài 3.2 trang Sách tập Vật Lí 11: Đồ thị Hình 3.1 phản ánh phụ thuộc cường độ điện trường điện tích điểm vào khoảng cách từ điện tích đến điểm mà ta xét? Lời giải: Vì cường độ điện trường tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điện tích tới điểm xét nên đồ thị có dạng hình D Chọn đáp án D Bài 3.3 trang Sách tập Vật Lí 11: Điện trường khí gần mặt đất có cường độ 200 V/m, hướng thẳng đứng từ xuống Một êlectron (- e = -l,6.10-19 C) điện trường chịu tác dụng lực điện có cường độ hướng nào? A 3,2.10-21 N ; hướng thẳng đứng từ xuống B 3,2.10-21 N ; hướng thẳng đứng từ lên C 3,2.10-17 N ; hướng thẳng đứng từ xuống D 3,2.10-17 N ; hướng thẳng đứng từ lên Lời giải: Cơng thức tính lực điện: F  qE Vì q = e < nên F phương, ngược chiều E Vậy F hướng thẳng đứng từ lên Cường độ lực điện: F = l,6.10-19 200 = 3,2.10-17 N Chọn đáp án D Bài 3.4 trang Sách tập Vật Lí 11: Những đường sức điện vẽ Hình 3.2 đường sức điện trường đều? A Hình 3.2a B Hình 3.2b C Hình 3.2c D Khơng có hình Lời giải: Điện trường điện trường mà vectơ cường độ điện trường (vectơ cường độ điện trường hướng độ lớn) điểm Chọn đáp án C Bài 3.5 trang Sách tập Vật Lí 11: Hình ảnh đường sức điện vẽ Hình 3.2 ứng với đường sức điện tích điểm âm? A Hình ảnh đường sức điện Hình 3.2a B Hình ảnh đường sức điện Hình 3.2b C Hình ảnh đường sức điện Hình 3.2c D Khơng có hình ảnh Lời giải: Đường sức điện trường có đặc điểm từ điện tích điểm dương vào điện tích điểm âm Vậy đường sức điện tích điểm âm có dạng hình 3.2b Chọn đáp án B Bài 3.6* trang Sách tập Vật Lí 11: Trên Hình 3.3 có vẽ số đường sức hệ thống hai điện tích điểm A B A A điện tích dương, B điện tích âm B A điện tích âm, B điện tích dương C Cả A B điện tích dương D Cả A B điện tích âm Lời giải: Đường sức điện tích điểm A B hướng vào điện tích điểm Vậy hai điện tích A B mang điện âm Chọn đáp án D Bài 3.7 trang Sách tập Vật Lí 11: Ba điện tích điểm q1 = +2.10-8 C nằm điểm A; q2 = +4.10-8 C nằm điểm B q3 nằm điểm C Hệ thống nằm cân khơng khí Khoảng cách AB = cm a) Xác định điện tích q3 khoảng cách BC b) Xác định cường độ điện trường điểm A, B C Lời giải: a) Hệ thống điện tích nằm cân nên cặp lực điện tác dụng lên điện tích cân lẫn Điều có nghĩa ba điện tích phải nằm đường thẳng Giả sử biết vị trí hai điểm A B, với AB = cm Ta tìm vị trí điểm C đường AB (Hình 3.1G) C khơng thể nằm ngồi đoạn AB nằm lực điện mà q1 q2 tác dụng lên ln phương, chiều cân Vậy C phải nằm đoạn AB Đặt AC = x (cm) BC = - x (cm) Xét cân q3 Cường độ lực điện mà q1 q2 tác dụng lên q3 là: F13; F23 Vì F13  F23  k q1q3 k q 2q   q1 1  x   q x 2 x  1  x  Với q1 = 2.10-8 C q2 = 4.10-8 C Ta có phương trình: x2 + 2x - = Các nghiệm phương trình x1 = 0,414 cm x2 = - 2,41 cm (loại) Xét cân q1 Cường độ lực điện mà q2 q3 tác dụng lên q1 là: F31  k q1q3 k q1q ;F  21 x AB2 x2 Vì F31 = F21 nên q3  q2  0,171q2  q3  0,684.108 C AB b) Vì điện tích q1, q2 nằm cân bằng, hợp lực lực điện tác dụng lên điện tích khơng Điều có nghĩa cường độ điện trường tổng hợp điểm A, B C không: EA = 0; EB = 0; EC = Bài 3.8 trang Sách tập Vật Lí 11: Một cầu nhỏ tích điện, có khối lượng m = 0,1g, treo đầu sợi mảnh, điện trường đều, có phương nằm ngang có cường độ điện trường E = 1.103 V/m Dây hợp với phương thẳng đứng góc 100 Tính điện tích cầu Lấy g = 10 m/s2 Lời giải: Các lực tác dụng lên cầu: Lực căng T , trọng lực P , lực điện F Vì cầu nằm cân nên: T  P  F   T  T Từ hình vẽ ta có: F  P tan   q E  mg.tan  mg.tan  0,1.103.10.tan100 q   1,76.107 C E 10 Vậy điện tích cầu q = ± 1,76.10-7C Bài 3.9* trang Sách tập Vật Lí 11: Một giọt dầu hình cầu, có bán kính R, nằm lơ lửng khơng khí có điện trường Vectơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ xuống có độ lớn E Khối lượng riêng dầu pd, khơng khí pkk Gia tốc trọng trường g Tìm cơng thức tính điện tích cầu Lời giải: Quả cầu chịu tác dụng lực: trọng lực P , lực điện Fd , lực đẩy acsimet FA Thể tích cầu: V  R 3 Trọng lượng cầu: P  10d V  10d R 3 Lực đẩy acsimet khơng khí tác dụng lên cầu: FA  10kk V  10kk R 3 Lực điện tác dụng lên cầu: Fd  q E Vì cầu nằm lơ lửng khơng khí nên: P  FA  Fd  Chọn chiều dương thẳng đứng, từ xuống dưới: Nếu pd > pkk P > FA Vậy Fd phương chiều FA (phương thẳng đứng, chiều từ lên trên) Ta có: P – FA – Fd   Fd  P – FA  q E  10  d  kk  R 3 10  d  kk  R 3 q E Ta thấy Fd E ngược chiều nên cầu tích điện âm 10  kk  d  R 3 Vậy q  E Bài 3.10 trang Sách tập Vật Lí 11: Một êlectron chuyển động với vận tốc ban đầu 1.106 m/s dọc theo đường sức điện điện trường quãng đường cm dừng lại Xác định cường độ điện trường Điện tích êlectron -1,6.10-19C ; khối lượng êlectron 9,1.10-31kg Lời giải: Khi electron dừng lại, vận tốc v = Áp dụng định lý động cho chuyển động electron ta có: mv02 mv02 AFd  Wd  qEd   E 2qd Với q = -1,6.10-19C, v0 = 1.106 m/s, d = 0,01m, m = 9,1.10-31kg 9,1.1031.106  E  284V / m 2. 1,6.1019 .0,01 ... ảnh Lời giải: Đường sức điện trường có đặc điểm từ điện tích điểm dương vào điện tích điểm âm Vậy đường sức điện tích điểm âm có dạng hình 3.2b Chọn đáp án B Bài 3.6* trang Sách tập Vật Lí 11: Trên... D Cả A B điện tích âm Lời giải: Đường sức điện tích điểm A B hướng vào điện tích điểm Vậy hai điện tích A B mang điện âm Chọn đáp án D Bài 3.7 trang Sách tập Vật Lí 11: Ba điện tích điểm q1 =... cường độ điện trường (vectơ cường độ điện trường hướng độ lớn) điểm Chọn đáp án C Bài 3.5 trang Sách tập Vật Lí 11: Hình ảnh đường sức điện vẽ Hình 3.2 ứng với đường sức điện tích điểm âm? A Hình