Đang tải... (xem toàn văn)
Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.comTrang 1Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái NguyênTÓM TẮT CÁC CÔNG THỨC VÀ PHÂN DẠNG CÁC BÀI TẬP VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2CHƯƠNG I:ĐIỆN TÍCH.ĐIỆN TRƯỜNGCHỦ ĐỀ 1:LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆNDẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN1.Lực tương tác giữa hai điện tích điểm.Lực tương tác giữa hai điện tích điểm qlvà q2(nằm yên, đặt trong chân không) cách nhau đoạn r có: Phương: đường thẳng nối gai điện tích. Chiều: chiều lực đẩy nếu qlq2 > 0 (cùng dấu); chiều lực hút nếu qlq2< 0 (trái dấu). Độ lớn: 122qqFkr k = 9.109N.m2/C2.Trong đó: q1, q2: độ lớn hai điện tích (C )r: khoảng cách hai điện tích (m): hằng số điện môi. Trong môi trường chân không và không khí = 1.q1 q2 21Fr 12Fqlq2 > 0Hình 1q1 q2 21Fr 12Fqlq2 < 0Hình 22. Điện tích q của một vật tích điện:e . n q Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e Vật thừa electron (tích điện âm): q = - n.eVới:C 10 . 6 , 1 e19 : là điện tích nguyên tố.n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu.3. Một số hiện tượng. Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quảcầu. Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối. Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa.DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCHKhi giải dạng bài tập này cần chú ý: Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì: 2 1q q Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: 2 1q q Hai điện tích bằng nhau thì:2 1q q Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.comTrang 2Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên Hai điện tích cùng dấu:2 1 2 1 2 1 q . q q . q 0 q . q Hai điện tích trái dấu:2 1 2 1 2 1 q . q q . q 0 q . q Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra 2 1q . qsau đó tùy điều kiện bài toán chúng ra sẽtìm được q1và q2. Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm2 1q ; q.DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH*Phương pháp: Các bước tìm hợp lực oFdo các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình). Bước 2: Tính độ lớn các lực ... F ; F20 10, Fnolần lượt do q1và q2tác dụng lên qo Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực20 10F ; F ....0 nF Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lựcoF.+ Các trường hợp đặc biệt: Góc bất kì: là góc hợp bởi hai vectơ lực.2 2 20 10 20 10 202 .cos F F F F F DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH Phương pháp: Hai điện tích:Hai điện tích 12 ; qqđặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích oqđểoqcân bằng: Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.comTrang 3Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên- Điều kiện cân bằng của điện tích q0: 10 200oF F F 10 20FF 20 1020 10F FF F ) 2 () 1 (+ Trường hợp 1: 12 ; qqcùng dấu:Từ (1) C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB (*)Ta có: 122212qqrr+ Trường hợp 2: 12 ; qqtrái dấu:Từ (1) C thuộc đường thẳng AB: AC BC AB (* ’)Ta cũng vẫn có:122212qqrr- Từ (2) 22 21 . . 0 q AC q BC (**)- Giải hệ hai phương trình (*) và (**) hoặc (* ’) và (**) để tìm AC và BC.* Nhận xét:- Biểu thức (**) không chứa oqnên vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q0.-Vị trí cân bằng nếu hai điện tích trái dấu thì điểm cân bằng nằm ngoài đoạn AB về phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn.còn nếu hai điện tích cùng dấu thì nằm giữa đoạn nối hai điện tích.Hai điện tích:- Điều kiện cân bằng của q0khi chịu tác dụng bởi q1, q2, q3:+ Gọi 0Flà tổng hợp lực do q1, q2, q3tác dụng lên q0: 030 20 10 0 F F F F+ Do q0cân bằng:00 F 30303020 1030 20 1000F FF FF FF F FF F F A BC r1r2q0q1q2A B Cr1 r2q1q2q0 Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.comTrang 4Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái NguyênCHỦ ĐỀ 2:BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNGDẠNG 1:ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA* Phương pháp: -Nắm rõ các yếu tố của Véctơ cường độ điện trường do một điện tích điểm q gây ra tại một điểm cách điện tích khoảng r:E: + điểm đặt: tại điểm ta xét+ phương: là đường thẳng nối điểm ta xét với điện tích+ Chiều: ra xa điện tích nếu q > 0, hướng vào nếu q < 0+ Độ lớn: 2rqk E- Lực điện trường: E F q , độ lớn E q F Nếu q > 0 thì E F ; Nếu q < 0 thì E F Chú ý: Kết quả trên vẫn đúng với điện trường ở một điểm bên ngoài hình cầu tích điện q, khi đó ta coi q là một điện tích điểm đặt tại tâm cầu.DẠNG 2. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA* Phương pháp:- Xác định Véctơ cường độ điện trường: ... E , E 2 1của mỗi điện tích điểm gây ra tại điểm mà bài toán yêu cầu. (Đặc biệt chú ý tới phương, chiều)- Điện trường tổng hợp: ... E E E 2 1 - Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện trường tổng hợp ( phương, chiều và độ lớn) hoặc dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông góc OxyXét trường hợp chỉ có hai Điện trường: 12 E E E a. Khí 1 Ecùng hướng với 2 E:Ecùng hướng với 1 E,2 EE = E1 + E2b. Khi 1 Engược hướng với 2 E:12 E E E Ecùng hướng với 112212E khi:E EE khi:E E c. Khi 12 EE thì 2212 E E E Ehợp với 1 Emột góc xác định bởi:21EtanEd. Khi E1 = E2và 12E ,E Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.comTrang 5Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên1E 2E cos2 Ehợp với 1 Emột góc 2e.Trường hợp góc bất kì áp dụng định lý hàm cosin.- Nếu đề bài đòi hỏi xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích thì áp dụng công thức: E q FDẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊUTổng quát: E=E1+E2+...+En=0Trường hợp chỉ có haiđiện tích gây điện trường:1/ Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:a/ Trường hợp 2 điện tích cùng dấu:( q1,q2> 0 ) : q1đặt tại A, q2đặt tại BGọi M là điểm có cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu E M= E 1+ E 2= 0 M đoạn AB (r1= r2)r1+ r2= AB (1) và E1= E2 2122rr= 12qq(2) Từ (1) và (2) vị trí M. b/ Trường hợp 2 điện tích trái dấu:( q1,q2< 0 ) * 1q> 2q M đặt ngoài đoạn AB và gần B(r1> r2) r1- r2= AB (1) và E1= E2 2122rr= 12qq(2) Từ (1) và (2) vị trí M. * 1q 0: * Nếu 1q> 2q M đặt ngoài đoạn AB và gần Br1- r2= AB (1) và E1= E2 2122rr= 12qq(2) * Nếu 1qBÀI TẬP VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 CHƯƠNG I:ĐIỆN TÍCH.ĐIỆN TRƯỜNG CHỦ ĐỀ 1:LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN 1.Lực tương tác giữa hai điện tích điểm. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q l và q 2 (nằm yên, đặt trong chân không) cách nhau đoạn r có: Phương: đường thẳng nối gai điện tích. Chiều: chiều lực đẩy nếu q l q 2 > 0 (cùng dấu); chiều lực hút nếu q l q 2 < 0 (trái dấu). Độ lớn: 12 2 qq Fk r k = 9.10 9 N.m 2 /C 2 . Trong đó: q 1 , q 2 : độ lớn hai điện tích (C ) r: khoảng cách hai điện tích (m) : hằng số điện môi. Trong môi trường chân không và không khí = 1. q 1 q 2 21 F r 12 F q l q 2 > 0 Hình 1 q 1 q 2 21 F r 12 F q l q 2 < 0 Hình 2 2. Điện tích q của một vật tích điện: e.nq Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e Vật thừa electron (tích điện âm): q = - n.e Với: C10.6,1e 19 : là điện tích nguyên tố. n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu. 3. Một số hiện tượng. Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu. Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối. Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa. DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCH Khi giải dạng bài tập này cần chú ý: Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì: 21 qq Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: 21 qq Hai điện tích bằng nhau thì: 21 qq Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 2 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên Hai điện tích cùng dấu: 212121 q.qq.q0q.q Hai điện tích trái dấu: 212121 q.qq.q0q.q Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra 21 q.q sau đó tùy điều kiện bài toán chúng ra sẽ tìm được q 1 và q 2 . Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm 21 q;q . DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH *Phương pháp: Các bước tìm hợp lực o F do các điện tích q 1 ; q 2 ; tác dụng lên điện tích q o Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình). Bước 2: Tính độ lớn các lực F;F 2010 , F no lần lượt do q 1 và q 2 tác dụng lên q o Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực 2010 F;F 0n F Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực o F . + Các trường hợp đặc biệt: Góc bất kì: là góc hợp bởi hai vectơ lực. 2 2 2 0 10 20 10 20 2 .cosF F F F F DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH Phương pháp: Hai điện tích: Hai điện tích 12 ;qq đặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích o q để o q cân bằng: Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 3 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên - Điều kiện cân bằng của điện tích q 0 : 10 20 0 o F F F 10 20 FF 2010 2010 FF FF )2( )1( + Trường hợp 1: 12 ;qq cùng dấu: Từ (1) C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB (*) Ta có: 12 22 12 qq rr + Trường hợp 2: 12 ;qq trái dấu: Từ (1) C thuộc đường thẳng AB: AC BC AB (* ’) Ta cũng vẫn có: 12 22 12 qq rr - Từ (2) 22 21 . . 0q AC q BC (**) - Giải hệ hai phương trình (*) và (**) hoặc (* ’) và (**) để tìm AC và BC. * Nhận xét: - Biểu thức (**) không chứa o q nên vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của q 0. -Vị trí cân bằng nếu hai điện tích trái dấu thì điểm cân bằng nằm ngoài đoạn AB về phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn.còn nếu hai điện tích cùng dấu thì nằm giữa đoạn nối hai điện tích. Hai điện tích: - Điều kiện cân bằng của q 0 khi chịu tác dụng bởi q 1 , q 2 , q 3 : + Gọi 0 F là tổng hợp lực do q 1 , q 2 , q 3 tác dụng lên q 0 : 0 3020100 FFFF + Do q 0 cân bằng: 0 0 F 30 30 30 2010 302010 0 0 FF FF FF FFF FFF A B C r 1 r 2 q 0 q 1 q 2 A B C r 1 r 2 q 1 q 2 q 0 Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 4 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên CHỦ ĐỀ 2:BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG DẠNG 1:ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA * Phương pháp: -Nắm rõ các yếu tố của Véctơ cường độ điện trường do một điện tích điểm q gây ra tại một điểm cách điện tích khoảng r: E : + điểm đặt: tại điểm ta xét + phương: là đường thẳng nối điểm ta xét với điện tích + Chiều: ra xa điện tích nếu q > 0, hướng vào nếu q < 0 + Độ lớn: 2 r q kE - Lực điện trường: EF q , độ lớn EqF Nếu q > 0 thì EF ; Nếu q < 0 thì EF Chú ý: Kết quả trên vẫn đúng với điện trường ở một điểm bên ngoài hình cầu tích điện q, khi đó ta coi q là một điện tích điểm đặt tại tâm cầu. DẠNG 2. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA * Phương pháp: - Xác định Véctơ cường độ điện trường: E,E 21 của mỗi điện tích điểm gây ra tại điểm mà bài toán yêu cầu. (Đặc biệt chú ý tới phương, chiều) - Điện trường tổng hợp: EEE 21 - Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện trường tổng hợp ( phương, chiều và độ lớn) hoặc dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông góc Oxy Xét trường hợp chỉ có hai Điện trường: 12 E E E a. Khí 1 E cùng hướng với 2 E : E cùng hướng với 1 E , 2 E E = E 1 + E 2 b. Khi 1 E ngược hướng với 2 E : 12 E E E E cùng hướng với 1 12 2 12 E khi:E E E khi:E E c. Khi 12 EE thì 22 12 E E E E hợp với 1 E một góc xác định bởi: 2 1 E tan E d. Khi E 1 = E 2 và 1 2 E ,E Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 5 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên 1 E 2E cos 2 E hợp với 1 E một góc 2 e.Trường hợp góc bất kì áp dụng định lý hàm cosin. - Nếu đề bài đòi hỏi xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích thì áp dụng công thức: EqF DẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU Tổng quát: E=E 1 +E 2+ +E n = 0 Trường hợp chỉ có haiđiện tích gây điện trường: 1/ Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu: a/ Trường hợp 2 điện tích cùng dấu:( q 1 ,q 2 > 0 ) : q 1 đặt tại A, q 2 đặt tại B Gọi M là điểm có cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu E M = E 1 + E 2 = 0 M đoạn AB (r 1 = r 2 ) r 1 + r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) Từ (1) và (2) vị trí M. b/ Trường hợp 2 điện tích trái dấu:( q 1 ,q 2 < 0 ) * 1 q > 2 q M đặt ngoài đoạn AB và gần B(r 1 > r 2 ) r 1 - r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) Từ (1) và (2) vị trí M. * 1 q < 2 q M đặt ngoài đoạn AB và gần A(r 1 < r 2 ) r 2 - r 1 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) Từ (1) và (2) vị trí M. 2/ Tìm vị trí để 2 vectơ cường độ điện trường do q 1 ,q 2 gây ra tại đó bằng nhau, vuông góc nhau: a/ Bằng nhau: + q 1 ,q 2 > 0: * Nếu 1 q > 2 q M đặt ngoài đoạn AB và gần B r 1 - r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) * Nếu 1 q < 2 q M đặt ngoài đoạn AB và gần A(r 1 < r 2 ) r 2 - r 1 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) + q 1 ,q 2 < 0 ( q 1 (-); q 2 ( +) M đoạn AB ( nằm trong AB) r 1 + r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) Từ (1) và (2) vị trí M. Tãm t¾t c«ng thøc Hãa §C Email: caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 6 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên b/ Vuông góc nhau: r 2 1 + r 2 2 = AB 2 ; tan = 2 1 E E (Vẫn còn ) . caotua5lg3@gmail.com Website: www.caotu28.blogspot.com Trang 1 Cao Văn Tú Trường: ĐH CNTT&TT Thái Nguyên TÓM TẮT CÁC CÔNG THỨC VÀ PHÂN DẠNG CÁC BÀI TẬP VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 CHƯƠNG I:ĐIỆN TÍCH.ĐIỆN. và gần B(r 1 > r 2 ) r 1 - r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) Từ (1) và (2) vị trí M. * 1 q < 2 q M đặt ngoài đoạn AB và gần A(r 1 < r 2 ). r 2 ) r 2 - r 1 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r = 1 2 q q (2) + q 1 ,q 2 < 0 ( q 1 (-); q 2 ( +) M đoạn AB ( nằm trong AB) r 1 + r 2 = AB (1) và E 1 = E 2 2 1 2 2 r r =