Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH HƯỚNG TUẦN DẠNG TOÁN: Xác định vận tốc electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường Nhận xét: - Công lực điện trường chuyển hóa thành động electron - Công liên hệ với cường độ điện trường E tùy loại tụ điện E có dạng khác nhau: - o Tụ điện hình trụ: o Tụ điện hình cầu: = = Điện dung C có mối liên hệ trực tiếp tới q, λ o Tụ điện hình trụ: o Tụ điện hình cầu: = = ( ) = = = Hướng giải: Bước 1: Thiết lập mối liên hệ dA = - qEdx Bước 2: Từ công thức tính điện dung C ta xác định đại lượng q, λ Bước 3: Tính tích phân từ vị trí đến vị trí Bước 4: Xác định vận tốc từ công thức: | | = Bài tập minh họa: Bài 2-10: Cho tụ điện hình trụ bán kính hai r = 1.5 cm, R = 3.5 cm Hiệu điện hai tụ Utụ = 2300 V Tính vận tốc electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường từ khoảng cách 2.5 cm đến cm Biết vận tốc ban đầu không Tóm tắt: Tụ hình trụ: r = 1.5 cm – R = 3.5 cm Utụ = 2300 V R1 = 2.5 cm R2 = 3.5 cm v0 = m/s Xác định v Giải: Bước 1: Thiết lập mối liên hệ dA = - qEdx (điện tích q điện tích electron e) =− =− ! 2#$% $ Bước 2: Từ công thức tính điện dung C ta có: 2#$% $& + !& 2#$% $, = = = ⇒!= ) ) , , ln ( ) & / * * Bước 3: Thay λ vào biểu thức bước lấy tích phân từ R1 đến R2: ) ,& / 23) , = 1− = ) &.4)3*5 & / * Bước 4: Xác định giá trị vận tốc v: | | = DNK-2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL ) ,& / 23) = 78 ≈ 1,32 10@ 9/B 9&.4)3*5 Bài 2-12: Cho tụ điện cầu bán kính hai R1 = cm, R2 = cm, hiệu điện hai U = 2300V Tính vận tốc electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường trường từ điểm cách tâm khoảng r1 = cm đến điểm cách tâm khoảng r2 = cm Biết vận tốc ban đầu Tóm tắt: Tụ cầu: R1 = cm, R2 = cm U = 2300V r1 = cm r2 = cm Xác định v Giải: Bước 1: Thiết lập mối liên hệ dA = - qEdx (điện tích q điện tích electron e) + =− =− 4#$% $ Bước 2: Từ công thức tính điện dung C ta có: 4#$% $)2 ) + 4#$% $)2 ) , = = ⇒+= ) − )2 , ) − )2 Bước 3: Thay λ vào biểu thức bước lấy tích phân từ R1 đến R2: E )2 ) , =1− () − )2 ) E )2 ) , E 96 = D = () − )2 ) E Bước 4: Xác định giá trị vận tốc v: | | = 6=F 2| |,)2 ) (*2 − * ) ≈ 1,42 10@ 9/B 9() − )2 )*2 * Các dạng toán mở rộng: - Xác định công dịch chuyển điện tích q - Xác định điện dung tụ: trụ, cầu, phẳng DẠNG TOÁN: Xác định điện thế, cường độ điện trường mặt cầu Nhận xét: - Đối với mặt cầu kim loại: o Điện trường bên trong: Ein = GHI o Điện trường bên ngoài: o Điện bên ngoài: JGHI = o Điện bên trong: JKL = = E = MN.BO E = MN.BO Đối với hệ hai cầu: điện cầu tổng điện gây cầu lại Hướng giải: - DNK-2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL Bước 1: Xác định vị trí tương đối điểm khảo sát: nằm hay nằm mặt cầu Bước 2: Áp dụng công thức để xác định E, V Bài tập minh họa: Bài 2-1: Cho hai mặt cầu kim loại đồng tâm bán kính R1 = cm, R2 = cm mang điện tích Q1 = - 2/3.10-9 C, Q2 = 9.10-9 C Tính cường độ điện trường điện điểm cách tâm mặt cầu khoảng cm, cm, 3cm, cm, cm Tóm tắt: Hai mặt cầu kim loại đồng tâm: R1 = cm, R2 = cm Q1 = - 2/3.10-9 C, Q2 = 9.10-9 C Vị trí: cm, cm, 3cm, cm, cm Xác định E, V Giải: Bước 1: Xác định vị trí tương đối điểm khảo sát: R1 = cm, R2 = cm Vị trí cm cm cm cm cm Tính chất Nằm hai Nằm bề mặt Nằm Nằm bề mặt Nằm hai cầu cầu nằm cầu cầu nằm cầu cầu nằm cầu Bước 2: Áp dụng công thức ứng với trường hợp để xác định E, V Vị trí cm cm cm cm 202087 V/m 89826 V/m 46779 V/m Điện trường 3892 V 3892 V 2545 V 1871 V Điện cầu cm 29938 V/m 1496 V Bài 2-3: Hai cầu kim loại bán kính r 2.5 cm đặt cách 1m, điện cầu 1200 V, cầu -1200 V Tính điện tích cầu Tóm tắt: r1 = r2 = r = 2.5 cm V1 = 1200 V; V2 = -1200 V Xác định Q1, Q2 Nhận xét: - Về chất toán liên quan đến công thức tính điện cầu Chú ý điện cầu điện gây cầu lại - Vì điện liên quan trực tiếp tới điện tích gây nên biết điện ta xác định giá trị điện tích cầu Giải: Bước 1: Xác định vị trí tương đối điểm khảo sát: - Điện cầu vị trí nằm cầu nằm cầu - Điện cầu vị trí nằm cầu nằm cầu Bước 2: Áp dụng công thức liên quan tới điện ta có: J2 = / EQ + P PS T J = / TQ + P PS E Như vây ta thu hệ phương trình hai ẩn Q1 Q2, giải hệ phương trình ta xác định giá trị Q1 Q2 3,42.10-9 C – 3,42.10-9 C DNK-2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL Bài 2-4: Hai cầu kim loại có bán kính khối lượng nhau: R = 1cm, m = 4.10-5 kg treo đầu hai sợi dây có chiều dài cho mặt chúng tiếp xúc với Sau truyền điện tích cho cầu, chúng đẩy dây treo bị lệch góc theo phương thẳng đứng Sức căng dây T = 4,9.10-4 N Tính điện cầu mang điện biết khoảng cách từ điểm treo đến tâm cầu l = 10 cm Các cầu đặt không khí Tóm tắt: Hai cầu kim loại: R = 1cm, m = 4.10-5 kg Ở vị trí cân bằng: góc lệch so với phương thẳng đứng α, T = 4,9.10-4 N l = 10 cm Xác định V1, V2 Nhận xét: - Hai cầu sau tích điện có điện tích Q liệt kê lực tác dụng lên cầu dễ thấy đại lượng T m cho - Ở điều kiện cân trước nhằm mục đích xác định góc lệch α xác định đại lượng F q xác định điện - Điện cầu tổng điện điện tích gây điện cầu gây - Khoảng cách l cho trước kết hợp với hình vẽ ta thấy l cho trước với mục đích xác định khoảng cách x hai cầu - Quả cầu đặt không khí nên số điện môi ε = Giải: - Xác định đại lượng q, x V MNBU = W + X= = WBY.U ⇒ + = Z4#$% $ WBY.U ≈ 2,05 10 \ 4#$% $ x = 2lsinα ≈ 0,1155 m - Xác định điện cầu 2: vị trí nằm cầu nằm cầu + + J = + ≈ 20000J 4#$% $) 4#$% $( − )) - Xác định điện cầu 1: vị trí nằm cầu nằm cầu + + J2 = + ≈ 20000J 4#$% $) 4#$% $( − )) DẠNG TOÁN: Tính dung lượng tụ tương đương Nhận xét: - Tụ ghép nối song song: // = + + ⋯ + - Tụ ghép nối tiếp: ^_` = ^ + ^ + ⋯+ ^_ L Hướng giải: Bước 1: Xác định cấu trúc tụ tương đương: gồm tụ nối tiếp, tụ song song Bước 2: Áp dụng công thức để xác định điện dung tương đương Bài tập minh họa: Bài 2-14: Tính điện dung tương đương hệ tụ điện C1, C2, C3 Cho biết điện dung tụ điện 0.5 µF hai trường hợp (a) (b) DNK-2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL Tóm tắt: C1 = C2 = C3 = 0.5 µF Xác định Ctđ Giải: Bước 1: Xác định cấu trúc tụ tương đương: - Trường hợp a: (C1 nt C2) // C3 - Trường hợp b: (C1 // C2) nt C3 Bước 2: Áp dụng công thức - Trường hợp a: - Trường hợp b: DNK-2014 Iđ Iđ = = + ^ ^d ^ c^d b = = ^ ^ + ^ c^ (^ c^ )^d ^ c^ c^d b = ^ ^ c^d ^ c^ ^d ^ c^