Giáo án dạy thêm vật lý 11 chuẩn

PHẦN 1: ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG CHỦ ĐỀ 1: BUỔI 1 ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Có hai loại điện tích: Điện tích âm () và điện tích dương (+) 2. Tương tác tĩnh điện: + Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau; + Hai điện tích trái dấu: Hút nhau; 3. Định luật Cu lông: Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là có: Điểm đặt: trên 2 điện tích. Phương: đường nối 2 điện tích.

CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG

CHỦ ĐỀ 1: BUỔI 1 ĐIỆN TÍCH ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1 Có hai loại điện tích: Điện tích âm (-) và điện tích dương (+)

2 Tương tác tĩnh điện:

+ Hai điện tích cùng dấu: Đẩy nhau;

+ Hai điện tích trái dấu: Hút nhau;

3 Định luật Cu - lông:

Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là F F12 ; 21 có:

- Điểm đặt: trên 2 điện tích

- Phương: đường nối 2 điện tích

- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q 1 ; q 2 cùng dấu)

+ Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q 1 ; q 2 trái dấu)

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định lực tương tác giữa 2 điện tích và các đại lượng trong công thức định

luật Cu – lông.

Phương pháp : Áp dụng định luật Cu – lông.

- Phương , chiều , điểm đặt của lực ( như hình vẽ)

- Độ lớn : F = 9 21 2

.

|

| 10 9

r

q q



- Chiều của lực dựa vào dấu của hai điện tích : hai điện tích cùng dấu : lực đẩy ; hai điện tíchtrái dấu : lực hút

Dạng 2: Tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích.

Phương pháp : Dùng nguyên lý chồng chất lực điện.

- Lực tương tác của nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm lên một điện tích điểmkhác : F F1F2 Fn

- Biểu diễn các các lực F1

,F2,F3…Fnbằng các vecto , gốc tại điểm ta xét -Vẽ các véc tơ hợp lực theo quy tắc hình bình hành

- Tính độ lớn của lực tổng hợp dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin

*Các trường hợp đăc biệt:

Bài 1: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 10 cm, lực tương

tác giữa hai điện tích là 1N Đặt hai điện tích đó vào trong dầu có  = 2 cách nhau 10 cm.hỏi lực tương tác giữa chúng là bao nhiêu?

q q F

F r q

Hướng dẫn :

- Lực tương tác giữa q1 và q0 là :

q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E.

q < 0 : F cùng phương, ngược chiều vớiE

3 Đường sức điện - Điện trường đều.

a Khái niệm đường sức điện:

*Khái niệm đường sức điện: Là đường cong do ta vạch ra

trongđiện trường sao cho tại mọi điểm trên đường cong, vector

cường độ điện trường có phương trùng với tiếp tuyến của

đường cong tại điểm đó, chiều của đường sức là chiều của vector cường độ điện trường

*Đường sức điện do điện tích điểm gây ra:

+ Xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm;

+ Điện tích dương ra xa vô cực;

+ Từ vô cực kết thúc ở điện tích âm

b Điện trường đều

Định nghĩa: Điện trường đều là điện trường có vector

cường độ điện trường tại mọi điểm bằng nhau cả về

phương, chiều và độ lớn

* Đặc điểm: Các đường sức của điện trường đều là những

đường thẳng song song cách đều

4 Véctơ cường độ điện trường E do 1 điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách Q một

đoạn r có: - Điểm đặt: Tại M

- Phương: đường nối M và Q

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

N m C

Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm

Phương pháp:

Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có:

+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét;

+ Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét;

+ Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0;

Lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: F  q E

Fcó: + Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q;

+ Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường E;+Chiều: Cùng chiều với E nếu q > 0 và ngược chiều với Enếu q <0;

+ Độ lớn: F = q E

Dạng 3: Xác định cường độ điện trường tổng hợp do nhiều điện tích gây ra tại một điểm.

Phương pháp: sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường.

- Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường : E E E En

- Vẽ vecto hợp lực E bằng theo quy tắc hình bình hành

- Tính độ lớn hợp lực dựa vào phương pháp hình học hoặc định lí hàm số cosin

1 Tính lực tương tác giữa 2 điện tích

2 Tính cường độ điện trường tại:

a điểm M là trung điểm của AB

4.10 ( 4.10 )

9.10 36.10 ( ) 0, 2

a Vectơ cđđt E1M;E2M do điện tích q1; q2 gây ra tại M có:

4.10 9.10 4000( / )

Ta có: IH = 10 3 cm; AH = AB/2 = 10cm tanIAH IH 3 IAH 60 0

Bài 2 : Tại hai điểm A và B đặt hai điện tích điểm q1 = 20Cvà q2 = -10C cách nhau 40

cm trong chân không

a) Tính cường độ điện trường tổng hợp tại trung điểm AB

b) Tìm vị trí cường độ điện trường gây bởi hai điện tích bằng 0 ?

b) Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C đặt tại M



E

/ 2

E1 = E2 , Vậy E = 2.E1.cos

a) Cường độ điện trường tại đỉnh thứ tư của hình vuông?

b) Lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-6 C đặt tại đỉnh thứ tư này?

Hướng dẫn:

a) Gọi E E E1 , 2 , 3 là vecto cường độ điện trường do q1, q2, q3 gây ra tại đỉnh thứ tư hình vuông

Và E là vecto cường độ điện trường tại đó

Bài 6 : Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 1g, mang điện tích q = 10-5 C, treo bằng sợi dâymảnh và đặt trong điện trường đều E Khi quả cầu nằm cân bằng thì dây treo hợp với phươngthẳng đứng một góc 60o

  Xác định cường độ điện trường E, biết g = 10m/s2

ĐS : E = 1730 V/m.

Bài 7 : Một điện tích điểm q = 2.106 C đặt cố định trong chân không

a) Xác định cường độ điện trường tại điểm cách nó 30 cm ?

b) Tính độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích 1C đặt tại điểm đó ?

c) Trong điện trường gây bởi q, tại một điểm nếu đặt điện tích q1 = 10-4 C thì chịu tác dụnglực là 0,1 N Hỏi nếu đặt điện tích q2 = 4.10-5 C thì lực điện tác dụng là bao nhiêu ?

ĐS : a) 2.105 V/m, b) 0,2 N, c) 0,25 N

Ngày soạn10/ 09/ 2013

CHỦ ĐỀ 3 : CƠNG CỦA LỰC ĐIỆN ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ.

A TĨM TẮT LÝ THUYẾT

1 Cơng của lực điện trường:

* Đặc điểm: Cơng của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích khơng phụ thuộc

vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo (vì lực điệntrường là lực thế)

* Biểu thức: A MN = qEd

Trong đĩ, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện

Chú ý:

- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức

- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức

2 Liên hệ giữa cơng của lực điện và hiệu thế năng của điện tích

A MN = W M - W N

3 Điện thế Hiệu điện thế

- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường vềphương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q

- Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vơ hướng cĩ giá trị dương hoặc âm;

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường cĩ giá trị xác định cịn điện thếtại một điểm trong điện trường cĩ giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế

- Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, chỉ chịu tác dụng của lực điện thì nó sẽcó xu hướng di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng chiều điện trường).Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tích âm di chuyển về nơi có điện thế cao(chuyển động ngược chiều điện trường)

- Trong điện trường, vector cường độ điện trường cĩ hướng từ nơi cĩ điện thế caosang nơi cĩ điện thế thấp;

4 Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

E = Ud

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Tính cơng của các lực khi điện tích di chuyển

Phương pháp: sử dụng các cơng thức sau

1 A MN = qEd

Chú ý:

- d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức

- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức

2 A MN = Wt M - Wt N = Wđ N - Wđ M

3 A MN = UMN q = (VM – VN ).q

C

hú ý: Dấu của công phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển dời và

chiều đường sức

Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế

Phương pháp: sử dụng các công thức sau

M

A V

Chú ý: Trong điện trường, vector cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao

sang nơi có điện thế thấp;

C BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức

điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J

1 Tính cường độ điện trường E

2 Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theophương và chiều nói trên?

9,6.10

10 ( / ) ' ' 1,6.10 0,006

-18 NP

9,6.10

-1,6.10 6,4.10

-1,6.10

A

V q

A

V q

2 2.16.10

5,9.10 ( / ) 9,1.10

Bài 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là UMN = 100V

a) Tính công điện trường làm dịch chuyển proton từ M đến N

b) Tính công điện trường làm dịch chuyển electron từ M đến N

c) Nêu ý nghĩa sự khác nhau trong kết quả tính được theo câu a và câu b.

c A1 > 0, có nghĩa là điện trường thực sự làm việc dịch chuyển proton từ M đến N

A2 < 0, điện trường chống lại sự dịch chuyển đó, muốn đưa electron từ M đến N thì ngoại lựcphải thực hiện công đúng bằng 1,6.10-17 J

Bài 3: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C;

AC = 4cm, BC = 3cm và nằm trong một điện trường đều

Vecto cường độ điện E trường song song AC,

hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m Hãy tính:

a) UAC, UCB,UAB

b) Công của điện trường khi e di chuyển từ A đến B và trên

đường gãy ACB

Công của lực điện trường khi di chuyển e- theo đường ACB

AACB = AAC + ACB = AAC = -1,6.10-19.200 = -3,2.10-17 J  công không phụ thuộc đường đi

Bài 4: Một electron bay với vận tốc v = 1,5.107m/s từ một điểm có điện thế V1 = 800V theohướng của đường sức điện trường đều Hãy xác định điện thế V2 của điểm mà tại đó electrondừng lại Biết me = 9,1.10-31 kg,

Hướng dẫn:

Áp dụng định lý động năng

0 – ½.m.v2

0 = e.(V1 – V2)Nên : V2 = V1 - 20

Bài 6: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 2cm Cường

độ điện trường giữa hai bản là E = 3000V/m Sát bản mang điện dương, ta đặt một hạt mangđiện dương có khối lượng m = 4,5.10-6 g và có điện tích q = 1,5.10-2 C.tính

a) Công của lực điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm b) Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm

Bài 7: Một điện tích có khối lượng m = 6,4.10-15 kg nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại songsong nằm ngang và nhiễm điện trái dấu Điện tích của quả cầu là 1,6.10-17C Hai tấm cáchnhau 3cm Hãy tính hiệu điện thế đặt vào hai tấm đó Lấy g = 10m/s2

CHỦ ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN GHÉP TỤ ĐIỆN

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1.Tụ điện

-Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ Khoảng không gian giữa 2 bản

là chân không hay điện môi Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện

-Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,đặt đối diện nhau,

song song với nhau

2 Điện dung của tụ điện

- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ

Q C U

 (Đơn vị là F, mF….)

- Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:

d

S C

4 10 9

.

9





 Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản.

Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt

vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng

3 Ghép tụ điện

GHÉP NỐI TIẾP GHÉP SONG SONG

1

1

C

1 C

1 C

4 Năng lượng của tụ điện

- Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ mộtnăng lượng Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện

QU C U Q W

C

B CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN

Dạng 1: Tính điện dung, điện tích, hiệu điện thế và năng lượng của tụ điện

Phương pháp: sử dụng các công thức sau

- Công thức định nghĩa : C(F) = UQ => Q = CU

- Điện dung của tụ điện phẳng : C =

d k 4

Đại lượng Ghép nối tiếp Ghép song song

Điện tích Q = Q1= Q2=…=Qn Q = Q1 + Q2+….+Qn

Hiệu điện thế U = U1 + U2 +…+ Un U = U1 = U2 =…= Un

Điện dung

n 2

1

1

C

1 C

1 C

2 1

C C

C C



+ C1ntC2ntC3 => Cb =

3 1 3 2 2 1

3 2 1

C C C C C C

C C C

Bài 1: Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện

tích một bản là 36 cm2 Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V

1 Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ

2 Tính năng lượng điện trường trong tụ điện

3 Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng cóhằng số điện môi ε = 2 Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ

4 Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điện môi lỏng như ở phần 3 Tínhđiện tích và hđt giữa 2 bản tụ

1 Tính điện dung của bộ tụ và điện tích của mỗi tụ.

2 Nếu hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ C1,2,3 (CAM) là 40V; hiệu điện thế giới hạn của tụ C4

là 60V Thì hiệu điện thế tối đa đặt vào 2 đầu mạch điện là bao nhiêu để các tụ không bịđánh thủng?

Giải:

1 Cấu tạo của mạch điện: C nt C 1 2 C nt C 3  4

Điện dung của bộ tụ:

 

 

 

1 2 12

1 2

12 3 4 4

6.4

2, 4

6 4

2, 4 3,6 6 6.6

3

6 6

AM

AM AB

12 3 6

50( ) 6.10

3,6.10 50 1,8.10 ( ) 2, 4.10 50 1, 2.10 ( )

AM AM

Mà thực tế ta có vì CAM; C4 mắc nối tiếp nên để không có tụ nào bị đánh thủng thì:

QAM = Q4  min Q maxAM ;Q max4

Điện tích tối đa của bộ:

QAB = QAM = Q4 = QmaxAM = 24.10-5(C)Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào 2 đầu mạch điện là:

5 6

24.10

80( ) 3.10

AB AB AB

Bài 3: Cho bộ tụ như hình vẽ, biết C1 = 8F; C2 = 6F; C3 =3F

a) Tính điện dung tương đương của bộ tụ

b) Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế U = 8V

Tính hiệu điện thế và điện tích của mỗi tụ

- Điện tích trên mỗi tụ C2 và C3: Q2 = Q3 = C23.U = 1,6.10-5 C

- Hiệu điện thế giữa hai bản tụ C2: 2 2

2 2,67

Bài 4: Một tụ điện phẳng có điện môi là không khí, điện dung C = 10Fgồm hai bản cáchnhau 2 cm.

a) Để tụ tích một điện lượng 0,2 mC thì phải đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện thế baonhiêu?

b) Biết không khí chịu được cường độ điện trường tối đa là 20.105 V/m Tính điện lượngcực đại mà tụ tích được

ĐS: a) 20 V; b) 0,4 C.

Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ với:

C1 = 12F; C2 = 4F; C3 = 3F; C4 = 6F;

C5 = 5F;UAB = 50 V Tính:

a) Điện dung của bộ tụ

b) Điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ

6,25 18,75

q

C q

4 4 4

50 16,7 3

50 8,3 6

q

C q

CHỦ ĐỀ 1 : DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN

A TĨM TẮT LÝ THUYẾT

1 Dịng điện khơng đổi

a Dịng điện: Là dịng chuyển dời cĩ hướng của các hạt mang điện

- Quy ước chiều dịng điện: Là chiều chuyển dời cĩ hướng của các hạt mang điện tíchdương

Lưu ý: + Trong điện trường, các hạt mang điện chuyển động từ nơi cĩ điện thế cao sang nơi

cĩ điện thế thấp, nghĩa là chiều của dịng điện là chiều giảm của điện thế trong vật dẫn

+ Trong kim loại, hạt tham gia tải điện là electron mang điện tích âm nên chuyểnđộng từ nơi cĩ điện thế thấp sang nơi cĩ điện thế cao, nghĩa là chuyển động ngược với chiềucủa dịng điện theo quy ước

, cường độ dịng điện I cĩ đơn vị là ampère (A)

Trong đĩ : q là điện lượng, t là thời gian

+ nếu t là hữu hạn, thì I là cường độ dịng điện trung bình;

+ nếu t là vơ cùng bé, thì i là cường độ dịng điện tức thời

c Dịng điện khơng đổi:







đổi không điện

dòng độ cường

đổi không điện

dòng của chiều

=> I = qt , Chú ý : số electron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn : n I t .

o là điện trở suất của vật dẫn ở to (oC) thường lấy ở giá trị 20oC

 được gọi là hệ số nhiệt điện trở

1

1

R

1 R

1 R

+ Cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dịng điện gọi là nguồn điện

+ Hai cực nhiễm điện khác nhau là nhờ lực lạ tách electron ra khỏi nguyên tử trung hịa rồichuyển electron hay Ion dương ra khỏi mỗi cực

b Suất điện động nguồn điện

- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện cơng của nguồn điện

Công thức: E = A q

- Điện trở của nguồn điện được gọi là điện trở trong cảu nó

- Mỗi nguồn điện được đặc trưng: (E , r)

B CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định điện lượng, cường đồ dòng điện theo công thức định nghĩa và tính số

elcetron chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn.

Phương pháp: sử dụng các công thức sau

Dạng 2 : Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

+ Nếu đoạn mạch đơn giản ( chỉ gồm các điện trở mắc nối tiếp, hoặc song song) thì áp dụng :

 Nếu các điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn

Nếu có n điện trở giống nhau thì: Rtđ = n.Ri

 Nếu các điện trở mắc song song:

n 2

1

1

R

1 R

1 R

+ Nếu đoạn mạch phức tạp ta giải quyết như sau:

* Đồng nhất các điểm có cùng điện thế (chập mạch) các điểm có điện thế bằng nhau lànhững điểm nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể

*Vẽ lại sơ đồ mạch điện và tính toán theo sơ đồ

C BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Một đoạn dây dẫn có đường kính 0,4mm và điện trở 200

a) Tính chiều dài đoạn dây, biết dây có điện trở suất   1,1.106 m

b) Trong thời gian 30 giây có một điện lượng 60C chuyển qua tiết diện của dây Tính cường

độ dòng điện qua dây và số electron chuyển qua tiết điện trong thời gian 2 giây