Bài tập cuối chương 1 Bài I 1 trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11 Chỉ ra công thức đúng của định luật Cu lông trong chân không A 1 2k q q F r B 1 2kq q F r C 1 2 2 k q q F r D 1 2q q F kr Lời giải[.]
Bài tập cuối chương Bài I.1 trang 15 Sách tập Vật Lí 11: Chỉ cơng thức định luật Culông chân không A F k q1q2 r B F kq1q2 r C F k q1q2 r2 D F q1q2 kr Lời giải: Công thức định luật Cu-lông chân không F k q1q2 r2 Chọn đáp án C Bài I.2 trang 15 Sách tập Vật Lí 11: Trong cơng thức định nghĩa cường độ điện trường điểm F q gì? A F tổng hợp lực tác dụng lên điện tích thử; q độ lớn điện tích gây điện trường B F tổng hợp lực điện tác dụng lên điện tích thử; q độ lớn điện tích gây điện trường C F tổng hợp lực tác dụng lên điện tích thử; q độ lớn điện tích thử D F tổng hợp lực điện tác dụng lên điện tích thử; q độ lớn điện tích thử Lời giải: Trong cơng thức định nghĩa cường độ điện trường điểm thì: + F tổng hợp lực điện tác dụng lên điện tích thử + q độ lớn điện tích thử Chọn đáp án D Bài I.3 trang 15 Sách tập Vật Lí 11: Trong cơng thức tính cơng lực điện tác dụng lên điện tích di chuyển điện trường A = qEd d gì? Chỉ câu khẳng định khơng chắn A d chiều dài đường B d chiều dài hình chiếu đường đường sức C d khoảng cách hình chiếu điểm đầu điểm cuối đường đường sức D d chiều dài đường điện tích dịch chuyển dọc theo đường sức Lời giải: Trong cơng thức tính cơng lực điện tác dụng lên điện tích di chuyển điện trường A = qEd d là: + chiều dài hình chiếu đường đường sức + khoảng cách hình chiếu điểm đầu điểm cuối đường đường sức + chiều dài đường điện tích dịch chuyển dọc theo đường sức Chọn đáp án A Bài I.4 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Q điện tích điểm âm đặt điểm O M N hai điểm nằm điện trường Q với OM = 10cm ON = 20cm Chỉ bất đẳng thức A VM < VN < B VN < VM < C VM > VN > D VN > VM > Lời giải: Điện điểm Q điện trường: V kQ r Với điện tích Q âm, khoảng cách từ điện tích tới điểm M N rM < rN ⇒ VM < VN < Chọn đáp án A Bài I.5 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Biểu thức biểu thức định nghĩa điện dung tụ điện? A F q B U d C AM q D Q U Lời giải: Điện dung tụ điện đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ C Q U Với hiệu điện thế, tụ điện có điện dung lớn điện tích lớn Chọn đáp án D Bài I.6 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: q tua giấy nhiễm điện dương; q’ tua giấy nhiễm điện âm K thước nhựa Người ta thấy K hút q lẫn q’ K nhiễm điện nào? A K nhiễm điện dương B K nhiễm điện âm C K không nhiễm điện D Không thể xảy tượng Lời giải: Ta có: vật nhiễm điện dấu đẩy nhau, vật nhiễm điện trái dấu hút Vì hai tua giấy nhiễm điện trái dấu nên K nhiễm điện K hút tua giấy đẩy tua giấy Vậy K không nhiễm điện Chọn đáp án C Bài I.7* trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Trên hình I.1 có vẽ số đường sức hệ thống hai điện tích Các điện tích A hai điện tích dương B hai điện tích âm C điện tích dương, điện tích âm D khơng thể có đường sức có dạng Lời giải: Trên hình I.1 có vẽ số đường sức hệ thống hai điện tích Các điện tích điện tích dương, điện tích âm Chọn đáp án C Bài I.8 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Tụ điện có điện dung C1 có điện tích q1 = 2.10-3C Tụ điện có điện dung C2 có điện tích q2 = 1.10-3C Chọn khẳng định điện dung tụ điện A C1 > C2 B C1 = C2 C C1 < C2 D Cả ba trường hợp A, B, C xảy Lời giải: Vì điện dung tụ điện khơng phụ thuộc vào điện tích, nên điện dung tụ điện xảy ba trường hợp Chọn đáp án D Bài I.9 trang 17 Sách tập Vật Lí 11: Di chuyển điện tích q từ điểm M đến điểm N điện trường Công AMN lực điện lớn A đường MN dài B đường MN ngắn C hiệu điện UMN lớn D hiệu điện UMN nhỏ Lời giải: Ta có: A = qU Cơng AMN lực điện lớn hiệu điện UMN lớn Chọn đáp án C Bài I.10 trang 17 Sách tập Vật Lí 11: Đồ thị hình I.2 biểu diễn phụ thuộc điện tích tụ điện vào hiệu điện hai nó? A Đồ thị a B Đồ thị b C Đồ thị c D Khơng có đồ thị Lời giải: Ta có: Q = CU với tụ điện, giá trị điện dung C không đổi Vậy điện tích Q biến đổi theo hàm bậc hiệu điện U Do đó, đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện tích tụ điện vào hiệu điện hai đường thẳng qua gốc tọa độ hình I.2 b Chọn đáp án B Bài I.11 trang 17 Sách tập Vật Lí 11: Có hệ ba điện tích điểm: q1 = 2q, đặt điểm A; q2 = q đặt điểm B, với q dương; q3 = q0 đặt điểm C, với q0 âm Bỏ qua trọng lượng ba điện tích Hệ ba điện tích nằm cân chân khơng a) Các điện tích phải xếp nào? b) Biết AB = a Tính BC theo a c) Tính q theo q0 Lời giải: a) Mỗi điện tích chịu tác dụng hai lực Muốn hệ ba điện tích nằm cân hai lực tác dụng lên điện tích phải cân tức hai lực phải có phương, ngược chiều cường độ Như vậy, ba điểm A, B, C phải nằm đường thẳng Điện tích âm q0 phải nằm xen hai điện tích dương phải nằm gần điện tích có độ lớn q (Hình I.1 G) b) Xét cân điện tích q0, Đặt BC = x AB = a Ta có AC = a – x Lực điện tác dụng lên điện tích q0 điện tích 2q đặt A q đặt B gây ra: Fq0 FAq0 FBq0 Điện tích q0 cân thì: FAq FBq0 Fq0 FAq0 FBq0 FAq0 FBq0 FAq0 FBq0 Cường độ lực điện điện tích 2q tác dụng lên q0 là: FAq0 k 2qq0 AC k2qq0 a x Cường độ lực mà điện tích q tác dụng lên q0 là: FBq0 k qq0 BC kqq0 x Mà FAq0 FBq0 k2qq0 kqq 2 a x x a x 2 x xa 1 Vậy: BC a 0,414a c) Xét cân điện tích q, Lực điện tác dụng lên điện tích q điện tích 2q đặt A q0 đặt C gây ra: Fq FAq FCq Điện tích q0 cân thì: FAq FCq Fq FAq FCq FAq FCq FAq FCq Cường độ lực điện điện tích 2q tác dụng lên q là: FAq k 2qq AB k2q a Cường độ lực điện điện tích q0 tác dụng lên q là: FCq k q 0q CB kqq0 0,414a Mà FAq FCq k2q kqq0 q 2,91q0 2 a 0,414a Bài I.12* trang 17 Sách tập Vật Lí 11: Cho hai electron nguyên tử heli chuyển động tròn quanh hạt nhân, quỹ đạo có bán kính 1,18.10-10 m a) Tính lực hút hạt nhân lên electron b) Tính chu kỳ quay electron quanh hạt nhân Cho điện tích electron -1,6.10-19 C; khối lượng electron: 9,1.10-31kg Lời giải: a) Hạt nhân ngun tử heli có điện tích: q1 2e Một electron có điện tích: q2 = e Vậy lực hút hạt nhân lên electron là: 9 19 k q1q k.2e2 9.10 2.1,6.10 Fd 33,1.109 N 2 r r 1.1,18.1010 b) Cơng thức tính lực hướng tâm: mv2 Fht mr2 r Do electron chuyển động tròn quanh hạt nhân nên lực hút tĩnh điện đóng vai trị lực hướng tâm: Fd Fht Fd mer2 Fd 33,1.109 1,76.1016 rad / s 31 10 mer 9,1.10 1,18.10 Chu kỳ quay electron quanh hạt nhân: T 2 3,55.1016 s Bài I.13 trang 18 Sách tập Vật Lí 11: Một điện tích điểm q1 = +9.10-8 C nằm điểm A chân không Một điện tích điểm khác q = -16.10-8 C nằm điểm B chân không Khoảng cách AB cm a) Xác định cường độ điện trường điểm C với CA = cm CB = cm b) Xác định điểm D mà cường độ điện trường Lời giải: a) Ta thấy: AB2 = CA2 + CB2 Do đó, tam giác ABC vng góc C Cường độ điện trường C điện tích q1 A q2 B gây là: EC E1 E2 Phương chiều EC , E1 , E2 hình vẽ Độ lớn: EC Với E1 E1 2 E2 2 k q1 AC 9.109.9.108 3.10 2 9.105 V / m E2 k q1 BC 9.109.16.108 4.10 2 9.105 V / m Vậy cường độ điện trường C: EC 2.105 V / m b) Cường độ điện trường D điện tích q1 A q2 B gây là: ED E1 E2 Cường độ điện trường D thì: E E2 ED E1 E2 E1 E2 Vì q1.q2 < (hai điện tích trái dấu), để E1 E2 D phải nằm ngồi AB Lại có q q1 , để E1 = E2 D phải nằm xa q2 Vậy để cường độ điện trường D D phải nằm ngồi AB nằm gần A (Hình vẽ 1.3.G) Đặt DA = x, AB = a = 5cm, ta có: E1 k q1 x ;E k q2 a x E1 E2 a x q1 x q 2 a x q1 x q2 a x 9.108 x 16.108 3 a x 4x Vậy x = 3a = 15cm Ngồi ra, cịn phải kể đến tất điểm nằm xa hai điện tích q1 q2 Bài I.14 trang 18 Sách tập Vật Lí 11: Electron đèn hình vơ tuyến phải có động vào cỡ 40.10-20 J đập vào hình làm phát quang lớp bột phát quang phủ Để tăng tốc êlectron, người ta phải cho êlectron bay qua điện trường tụ điện phẳng, dọc theo đường sức điện Ở hai tụ điện có kht hai lỗ trịn trục có đường kính Electron chui vào tụ điện qua lỗ chui lỗ a) Êlectron bắt đầu vào điện trường tụ điện dương hay âm? b) Tính hiệu điện hai tụ điện Bỏ qua động ban đầu êlectron bắt đầu vào điện trường tụ điện Cho điện tích êlectron - l,6.10-10 C c) Khoảng cách hai tụ điện cm Tính cường độ điện trường tụ điện Lời giải: a) Muốn tăng tốc electron phải bắn từ âm đến dương tụ điện (Hình 1.4G) b) Áp dụng định lý biến thiên động năng: AFd Wd qU Wd U U 40.1020 2,5V 1, 6.1019 Wd q c) Cường độ điện trường qua tụ: E U 2,5 250V / m d 0,01 Bài I.15* trang 15 Sách tập Vật Lí 11: Để ion hố ngun tử hiđrô, người ta phải tốn lượng 13,53 êlectron vơn (eV) Ion hố ngun tử hiđrơ đưa êlectron nguyên tử hiđrô vô cực, biến nguyên tử H thành ion H+ Electron vôn (eV) đơn vị lượng Electron vơn có độ lớn cơng lực điện tác dụng lên điện tích + l,6.10-19 C làm cho dịch chuyển hai điểm có hiệu điện V Cho lượng toàn phần êlectron xa vô cực a) Hãy tính lượng tồn phần êlectron ngun tử hiđrơ chuyển động quỹ đạo quanh hạt nhân Tại lượng có giá trị âm? b) Cho êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính 5,29.10-11 m Tính động êlectron tương tác với hạt nhân c) Tính điện điểm quỹ đạo êlectron Lời giải: a) Cơng mà ta phải tốn ion hố ngun tử hiđrơ làm tăng lượng tồn phần hệ êlectron hạt nhân hiđrô (bao gồm động êlectron tương tác êlectron hạt nhân) Vì lượng tồn phần xa vơ cực khơng nên lượng tồn phần hộ lúc ban đầu, chưa bị ion hoá, có độ lớn lượng ion hố, ngược dấu: Wtp = -Wion = -13,53(eV) = -13,5.1,6.10-19J = -21,65.10-19J b) Năng lượng toàn phần hệ gồm động electron tương tác electron hạt nhân: mv2 Wtp Wd Wt Wt Thế Wt electron điện trường hạt nhân có giá trị âm Chắc chắn độ lớn Wt lớn độ lớn động năng, nên lượng tồn phần có giá trị âm Lực điện hạt nhân hút electron đóng vai trị lực hướng tâm: ke2 mv2 r2 r Động electron là: mv2 ke2 21,78.1019 J 2r Thế electron là: Wt = Wtp – Wd = -21,65.10-19 – 21,78.10-19 = - 43,43.10-19J c) Ta có hệ thức: Wt = - V.e V Wt e 43,43.1019 V 27,14V 1,6.1019 V điện điểm quỹ đạo electron ... VN > VM > Lời giải: Điện điểm Q điện trường: V kQ r Với điện tích Q âm, khoảng cách từ điện tích tới điểm M N rM < rN ⇒ VM < VN < Chọn đáp án A Bài I.5 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Biểu thức... Q U Lời giải: Điện dung tụ điện đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ C Q U Với hiệu điện thế, tụ điện có điện dung lớn điện tích lớn Chọn đáp án D Bài I.6 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: q tua... đường sức có dạng Lời giải: Trên hình I.1 có vẽ số đường sức hệ thống hai điện tích Các điện tích điện tích dương, điện tích âm Chọn đáp án C Bài I.8 trang 16 Sách tập Vật Lí 11: Tụ điện có điện