VL1 định hướng giải bt chương điện từ file 3

Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH HƯỚNG TUẦN Bài toán chương chủ yếu liên quan tới tụ điện chất điện môi Các toán chủ yếu tập trung hỏi đại lượng liên quan tới tụ điện chất điện môi như: - Hiệu điện hai tụ - Hằng số điện môi - Điện trường chất điện môi - Mật độ điện mặt hai tụ, mật độ điện tích liên kết bề mặt chất điện môi - Điện dung tụ điện – hệ tụ điện tương đương - Năng lượng điện trường DẠNG TOÁN: BÀI TOÁN TỤ ĐIỆN PHẲNG Nhận xét: - Bài toán thường liên quan tới công thức sau: o Mối liên hệ U, E, d: U = E.d o Cường độ điện trường gây mặt phẳng mang điện đều: o o Mật độ điện mặt hai tụ điện tích điện đều: Mật độ điện tích liên kết: = − = ghi nhớ công thức) o Điện dung tụ điện phẳng: = = (Em Không (0) Xinh Em Ngất để = Hướng giải: Bước 1: Liệt kê đại lượng biết, đại lượng cần tìm (Tóm tắt) Bước 2: Tìm hệ thức liên hệ đại lượng với Bước 3: Xác định đại lượng cần tìm Bài tập minh họa: Bài 3-3: Một tụ điện phẳng chứa điện môi (ε = 6) khoảng cách hai 0.4 cm, hiệu điện hai 1200V Tính: Cường độ điện trường chất điện môi Mật độ điện mặt hai tụ điện Mật độ điện mặt chất điện môi Tóm tắt: Tụ phẳng: ε = 6; d = 0.4 cm Utụ = 1200 V Xác định E, σ, σ’ Giải: - Câu yêu cầu xác định E đọc đề thấy hai đại lượng d U biết E, d, U có mối liên hệ: U = E.d dễ dàng xác định E = 300kV/m - Câu yêu cầu xác định mật độ điện mặt hai tụ điện σ cần phải xác định E (câu 1) ε (đề bài) từ công thức = ta dễ dàng xác định σ = 1,59.10-5 C/m2 - Câu yêu cầu xác định mật độ điện mặt chất điện môi (mật độ điện tích liên kết) σ’ cần phải xác định , , (chú ý En = E, χ = ε – 1) áp dụng công thức = = 1,33.10- DNK - 2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com C/m2 Đối với câu sử dụng công thức: = Bài 3-3: Giữa hai tụ điện phẳng có thủy tinh (ε = 6) Diện tích tụ 100 cm2 Các tụ điện hút với lực 4,9.10-3 N Tính mật độ liên kết mặt thủy tinh Tóm tắt: Tụ phẳng: ε = 6, S = 100 cm2 F = 4,9.10-3 N Xác định σ’ Giải: - Để xác định σ’ ta phải xác định , , (chú ý En = E, χ = ε – 1) chắn E phải liên hệ với lực hút hai tụ F - Phân tích: tồn lực F hai tụ phải có nguồn lượng sinh lực F lượng điện trường: W = w.S.d Năng lượng công dịch chuyển hai tụ sát vào A = F.d - = = = Thay E vào công thức σ’ ta có: σ’ = 6.10-6 C/m2 Bài 3-8: Trong tụ điện phẳng có khoảng cách hai d, người ta đặt điện môi d1 < d song song với tụ điện Xác định điện dung tụ điện Cho biết số điện môi ε, diện tích diện tích tụ S Tóm tắt: Tụ phẳng: d, d1(ε) ( d1 < d), S Xác định C Giải: - Đây dạng toán tụ phẳng tương đương, ta tưởng tượng hệ hai tụ nối tiếp: gồm tụ không khí (d-d1) tụ điện môi (d1): - Hai tụ nối tiếp - Áp dụng công thức đ = + = # ta có: o Tụ không khí: o Tụ điện môi: o Tụ tương đương: = # = # đ = # + # &' &( + & )+ $%đ = &)* DẠNG TOÁN: BÀI TOÁN TỤ ĐIỆN CẦU Nhận xét: - Bài toán thường liên quan tới công thức sau: o Cường độ điện trường gây mặt cầu, khối cầu o Điện dung tụ điện cầu: o Điện dung tụ bán cầu: = = ,./ / / / Hướng giải: Bước 1: Liệt kê đại lượng biết, đại lượng cần tìm (Tóm tắt) DNK - 2014 Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com Bước 2: Tìm hệ thức liên hệ đại lượng với Bước 3: Xác định đại lượng cần tìm Bài tập minh họa: Bài 3-7: Một tụ điện cầu có nửa chứa điện môi đồng chất với số điện môi ε = 7, nửa lại không khí Bán kính cầu r = 5cm, R = cm Xác định điện dung C tụ điện Bỏ qua độ cong đường sức điện trường mặt giới hạn chất điện môi Tóm tắt: Tụ cầu: r = cm, R = cm ε=7 Xác định C Giải: - Đối với toán ta coi hệ hai tụ điện mắc song song: tụ bán cầu không khí (C1) – tụ bán cầu điện môi (C2) - Điện dung tương đương là: Ctđ = C1 + C2 ta có: 01&' 23 01&' &23 01&' & + + 23 $= + = 2−3 2−3 2−3 DẠNG TOÁN: BÀI TOÁN NĂNG LƯỢNG Nhận xét: - Bài toán thường liên quan tới công thức tính lượng: o Mật độ lượng điện trường: o Năng lượng điện trường: = = = 79 = 86 Đối với toán dạng ta thường phải xác định E vi phân dV kết hợp phương pháp tích phân để giải toán Hướng giải: Bước 1: Xác định E (tùy theo hình dạng vật thể) Bước 2: Xác định dV Bước 3: Sử dụng tích phân để tính W Bài tập minh họa: Bài 3-10: Một điện tích q phân bố khắp thể tích cầu bán kính R Tính: Năng lượng điện trường bên cầu Năng lượng điện trường bên cầu Khi chia đôi cầu thành hai nửa cầu lượng điện trường thay đổi nào? Cho số điện môi môi trường bên bên cầu ε Tóm tắt: Quả cầu tích điện khối: R, q - - Điện trường E bên cầu là: : = Điện trường E bên cầu là: : = Xác định lượng bên trong, bên Giải: Câu 1: DNK - 2014 + ? @ + 8@ > , +