vật lí 11

9 r q q F   ; Lực F có phơng là đờng thẳng nối 2 điện tích 3 Vật dẫn điện,điện môi: Là những vật có nhiều hạt mang điệnđiện tích tự do có thể di chuyển đợc trong những khoảng không gia

Chủ đề 1: Định luật Cu lông Điện trờng.

Công của lực điện Điện thế Hiệu điện thế A) Lí thuyết cơ bản

1) Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hởng ứng

2) Định luật Cu lông:

2 2 1 9

10 9

r

q q F



 ; Lực F có phơng là đờng thẳng nối 2 điện tích 3) Vật dẫn điện,điện môi: Là những vật có nhiều hạt mang điện(điện tích tự do) có thể di chuyển đợc trong những khoảng không gian lớn hơn nhiều lần kích thớc phân tử của vật

Những vật có chứa rất ít điện tích tự do là điện môi

4) Định luật bảo toàn điện tích: Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại số các điện tích trong hệ là 1 hằng số

5) Điện trờng

+) Khái niệm: Một điện tích tác dụng lực điện lên các điện tích khác ở gần nó vì xung quanh điện tích này

có điện trờng

+) Tính chất cơ bản của điện trờng: Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó

+) Cờng độ điện trờng:

q

F E





 (nếu q>0 thì 

F cùng hớng với E ); đơn vị V/m

+) Đờng sức điện trờng: Là đờng đợc vẽ trong điện trờng sao cho hớng của tiếp tyến tại bất kỳ điểm nào trên đờng cũng trùng với hớng của véc tơ CĐĐT tại điểm đó

Tính chất của đờng sức: Tại mỗi điểm trong điện trờng ta có thể vẽ đợc 1 đờng sức điện đi qua và chỉ một

mà thôi Các đờng sức điện không bao giờ cắt nhau Các đờng sức điện là các đờng cong không kín,nó xuất phát từ các điện tích dơng,tận cùng ở các điện tích âm Nơi nào có CĐĐT lớn hơn thì các đờng sức ở

đó vẽ mau và ngợc lại

+) Điện trờng đều: Có véc tơ CĐĐT tại mọi điểm đều bằng nhau

Các đờng sức của điện trờng đều là các đờng thẳng song song cách đều nhau

+) Điện trờng của 1 điện tích điểm:

2 9

10 9

r

Q

E  ( 

E hớng ra xa Q nếu Q>0 và ngợc lại)

+) Nguyên lí chồng chất điện trờng:      

n

E E

E

E 1 2

6) Công của lực điện trờng

+) Công của lực điện tác dụng vào 1 điện tích không phụ thuộc vào dạng của đờng đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu,điểm cuối của đờng đi trong điện trờng

AMN = q.E.M'N' (với M'N' là độ dài đại số của hình chiếu của đờng đi MN lên trục toạ độ

ox với chiều dơng của trục ox là chiều của đờng sức)

7) Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích

AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN (UMN là hđt giữa điểm M và N)

+) Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trờng là đại lợng đặc trng cho khả năng thực hiện công của điện trờng khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó

Dùng tĩnh điện kế để đo hđt và điện thế

8) Liên hệ giữa E và U

Nếu chọn chiều dơng của trục ox là chiều đờng sức (E>0) thì:

' '

N M

U

E MN

 Biểu thức số học :

d

U

E 

B) Bài tập cơ bản và nâng cao

Bài 1

Một quả cầu khối lợng 10 g,đợc treo vào một sợi chỉ cách điện Quả cầu mang điện tích

q1= 0,1 C Đa quả cầu thứ 2 mang điện tích q2 lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu,dây treo hợp với đờng thẳng đứng một góc  =300 Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3 cm Tìm độ lớn của q2 và lực căng của dây treo? g=10m/s2

HD: F=P.tan ; P=T.cos ; ĐS: Dộ lớn của q2=0,058 C; T=0,115 N

Bài 2

Hai điện tích điểm q1=-9.10-5C và q2=4.10-5C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau 20 cm trong chân không

1) Tính cờng độ điện trờng tai điểm M nằm trên đờng trung trực của AB cách A 20 cm

2) Tìm vị trí tại đó CĐĐT bằng không Hỏi phải đặt một điện tích q0 ở đâu để nó nằm cân bằng?

ĐS: Cách q2 40 cm

Bài 3

Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đờng sức điện của 1 điện trờng

đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J

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

2) Tính vận tốc của e khi nó tới P Biết vận tốc của e tại M bằng không

HD: Ta dùng công thức: AMN =q.E.M'N' vì AMN>0; q<0; E>0 nên M'N'<0 tức là e đi ngợc chiều đờng sức.Với M'N'=- 0,006 m ta tính đợc E suy ra ANP= q.E.N'P' = 6,4.10-18 J

Dùng ĐL động năng ta tính đợc vP= 5,93.106m/s

Bài 4

Bắn một e với vận tốc ban đầu v0 vào điện trờng đều giữa hai bản kim loại phẳng song song,nằm ngang theo phơng vuông góc với đờng sức của điện trờng Electrôn bay vào khoảng chính giữa 2 bản Hiệu điện thế giữa 2 bản là U

1) Biết e bay ra khỏi điện trờng tại điểm nằm sát mép một bản Viết biểu thức tính công của lực điện trong

sự dịch chuyển cuả e trong điện trờng

2) Viết công thức tính động năng của e khi bắt đầu ra khỏi điện trờng

HD: 1) Ta nhận thấy e phải lệch về phía bản dơng Gọi d là khoảng cách giữa 2 bản

A=q.E.(-d/2)=q.(-U/2) với q<0

2) Dùng định lí động năng: W2-W1=A  W2= (m.v0- e.U)/2

Bài 5

Một hạt mang điện tích q=+1,6.10-19C ; khối lợng m=1,67.10-27kg chuyển động trong một điện trờng Lúc hạt ở điểm A nó có vận tốc là 2,5.104 m/s Khi bay đến B thì nó dừng lại Biết điện thế tại B là 503,3 V Tính điện thế tại A ( ĐS: VA= 500 V)

2

2

B A AB

A

v

m









Bài 6

Cho 2 bản kim loại phẳng có độ dài l=5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách nhau d=2 cm Hiệu

điện thế giữa 2 bản là 910V Một e bay theo phơng ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu v0=5.107

m/s Biết e ra khỏi đợc điện trờng Bỏ qua tác dụng của trọng trờng

1) Viết ptrình quĩ đạo của e trong điện trờng

2) Tính thời gian e đi trong điện trờng? Vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trờng?

3) Tính độ lệch của e khỏi phơng ban đầu khi ra khỏi điện trờng? ( ĐS: 0,4 cm)

Bài 7

Ba điểm A,B,C tạo thành một tam giác vuông (vuông ở A); AC= 4 cm; AB=3 cm nằm trong một điện tr-ờng đều có 

E song song với cạnh CA, chiều từ C đến A Điểm D là trung điểm của AC.

1) Biết UCD=100 V Tính E, UAB; UBC ( ĐS: 5000V/m; UBC=-200 V; UAB=0)

2) Tính công của lực điện khi một e di chuyển :

a) Từ C đến D

b) Từ C đến B

c) Từ B đến A

HD: Dùng các công thức: AMN=q.UMN; E= UMN/ M'N' ; UMN=VM-VN

Bài 8

Một hạt bụi mang điện có khối lợng m=10-11g nằm cân bằng giữa 2 bản của 1 tụ điện phẳng Khoảng cách giữa 2 bản là d=0,5 cm Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi Do mất một phần điện tích,hạt bụi sẽ mất cân bằng Để thiết lập lại cân bằng ngời ta phải tăng hiệu điện thế giữa 2 bản lên một lợng U =34V Tính điện lợng đã mất đi biết ban đầu hđt giữa 2 bản là 306,3V

HD: Lúc đầu: m.g=F=q.U/d (1); Sau đó (q-q).(U+U )/d = m.g (2) Từ (1) và (2) ta đợc q

Bài 9

Giữa 2 bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau d=40 cm có một điện trờng đều E=60V/m Một hạt bụi

có khối lợng m=3g và điện tích q=8.10-5C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích điện dơng về phía tấm tích điện âm Bỏ qua ảnh hởng của trọng trờng Xác định vận tốc của hạt tại điểm chính giữa của

tụ điện ĐS: 0,8 m/s

HD: Tính a theo ĐL 2 sau đó dùng công thức của chuyển động biến đổi đều

Bài 10

Cho 3 bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song với nhau,tích điện đều cách nhau các khoảng d1=2,5 cm;

d2=4 cm.Biết CĐĐT giữa các bản là đều có độ lớn E1=8.104V/m; E2=105V/m có chiều nh hình vẽ Nối bản

A với đất

Tính điện thế của bản B và C

HD: VA-VB=E1.d1 VB; VC-VB=E2.d2 VC=2000 V

Bài 11

Một quả cầu tích điện khối lợng m=0,1 g nằm cân bằng giữa 2 bản tụ điện phẳng đặt thẳng đứng cách nhau d=1cm Hiệu điện thế giữa 2 bản là U Góc lệch của dây treo so với phơng thẳng đứng là 100 Điện tích của quả cầu là 1,3.10-9C Tìm U (cho g=10m/s2) ĐS: 1000 V

Bài 12

Hai quả cầu giống nhau bằng kim loại tích điện trái dấu đặt cách nhau 20 cm chúng hút nhau bằng 1 lực

F1=4.10-3N Cho 2 quả cầu tiếp xúc với nhau sau đó lại tách chúng ra vị trí cũ Khi đó 2 quả cầu đẩy nhau bởi 1 lực F2=2,25.10-3N Xác định điện tích của mỗi quả cầu trớc khi cho chúng tiếp xúc nhau

Bài 13

Tại các đỉnh A,B,C của 1 hình vuông ABCD cạnh a=1,5 cm lần lợt đặt cố định q1,q2,q3

1) Biết q2=4.10-6C và CĐĐT tổng hợp tại D bằng không Tính q1, q3 (ĐS: q1=q3=-1,4.10-6C)

2) Tìm CĐĐT tổng hợp tại tâm O của hình vuông (3,2.108 V/m)

E 1

E 2

Chủ đề 2 Vật dẫn và điện môi trong điện trờng Tụ điện

A) Tóm tắt lí thuyết

1) Vật dẫn trong điện trờng

+) Khi vật dẫn đặt trong điện trờng mà không có dòng điện chạy trong vật thì ta gọi là vdcbđ

+) Bên trong vdcbđ cờng độ điện trờng bằng không,còn tại các điểm trên mặt ngoài vdẫn thì cờng độ điện trờng có phơng vuông góc với mặt ngoài

+) Điện thế tại mọi điểm trên vdcbđ bằng nhau

+) Điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật,sự phân bố là không đều (tập trung ở chỗ lồi nhọn)

2) Điện môi trong điện trờng

+) Khi đặt một khối điện môi trong điện trờng thì nguyên tử của chất điện môi đợc kéo dãn ra một chút và chia làm 2 đầu mang điện tích trái dấu Ta nói điện môi bị phân cực Kết quả là trong khối điện môi hình thành nên một điện trờng phụ ngợc chiều với điện trờng ngoài

3) 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

+) Ta có thể nạp điện cho tụ bằng nguồn điện hoặc làm cho tụ điện phóng điện

+) Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thớc lớn ,đặt đối diện nhau,song song với nhau

+) Điện dung của tụ : Là đại lợng đặc trng cho khả năng tích điện của tụ C= Q/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

+) 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

+) Ghép tụ điện song song,nối tiếp

*) Ghép song song: Ub=U1=U2=… ; Qb=Q1+Q2+… ; Cb=C1+C2+…

*) Ghép nối tiếp: Qb =Q1=Q2=… ; Ub=U1+U2+… ; 1/Cb=1/C1+1/C2+…

( lúc đầu các tụ cha tích điện)

+) Năng lợng điện trờng:

*) Năng lợng của tụ điện:

C

Q U C U Q W

2 2

2

.

Ư

2 2







*) Năng lợng điện trờng: Năng lợng của tụ điện chính là năng lợng của điện trờng trong tụ điện Với tụ

điện phẳng thì



 8 10 9

2V E

W  với V=S.d là thể tích khoảng không gian giữa 2 bản tụ điện phẳng; Mật

độ năng lợng điện trờng: w= W/ V (1)

Lu ý: Công thức (1) đúng với cả điện trờng không đều và điện trờng phụ thuộc thời gian

B) Bài tập cơ bản và nâng cao

Bài 1

Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R=60 cm,khoảng cách giữa 2 bản là 2 mm Giữa 2 bản là không khí

1) Tính điện dung của tụ điện ( 5.10-9F)

2) Có thể tích cho tụ điện đó một điện tích lớn nhất là bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng Biết cđđt lớn nhất mà không khí chịu đợc là 3.106 V/m Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ là bao nhiêu? ( 6.103V; 3.10-5C)

HD: Umax= Emax.d; Qmax=C.Umax

Bài 2

Một tụ điện không khí có C=2000 pF đợc mắc vào 2 cực của nguồn điện có hđt là U=5000 V

1) Tính điện tích của tụ điện ( 10-5C)

2) Nếu ngời ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi =2 Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ ( 1000 pF; 2500 V)

3) Nếu ngời ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đa tụ vào điện môi lỏng nh ở phần 2 Tính điện tích và hđt giữa 2 bản tụ

HD: Nếu ngắt tụ khỏi nguồn rồi đa nó vào điện môi thì điện tích không đổi chỉ có điện dung thay đổi Nếu không ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng tụ vào điện môi thì hđt không đổi,điện tích thay đổi

Bài 3

Một tụ điện có điện dung C= 2 F đợc tích điện, điện tích của tụ là 103 C Nối tụ điện đó vào bộ ác qui có SĐĐ E=50V Bản tích điện dơng nối với cực dơng Hỏi khi đó năng lợng của bộ ác qui tăng lên hay giảm đi? Tăng hay giảm bao nhiêu?

HD: Tính năng lợng trớc: W=Q2/2C; năng lợng sau: W’=CU’2/2=C.E2/2  Lấy W-W’

Bài 4

Một tụ điện phẳng mà điện môi có  =2 mắc vào nguồn điện có hđt U=100 V; khoảng cách giữa 2 bản là d=0,5 cm; diện tích một bản là 25 cm2

1) Tính mật độ năng lợng điện trờng trong tụ

2) Sau khi ngắt tụ ra khỏi nguồn,điện tích của tụ điện phóng qua lớp điện môi giữa 2 bản tụ đến lúc điện tích của tụ bằng không Tính nhiệt lợng toả ra ở điện môi

HD: Nhiệt lợng toả ra ở điện môi bằng năng lợng của tụ

Bài 5

Hai bản của 1 tụ điện phẳng không khí có dạng hình chữ nhật kích thớc 10cm x 5cm Tụ điện đợc tích

điện bằng một nguồn điện sao cho CĐĐT giữa 2 bản tụ là 8.105 V/m Tính điện tích của tụ điện trên Có thể tính đợc hđt giữa 2 bản tụ không?

HD: Q=C.U=

d

S

4 10

 E.d ; Không thể tính đợc U vì cha biết d

Bài 6

Có 2 tụ điện, tụ điện 1 có điện dung C1=1 F tích điện đến hđt U1=100 V; tụ điện 2 có điện dung C2= 2

F

 tích điện đến hđt U2=200 V

1) Nối các bản tích điện cùng dấu với nhau Tính hiệu điện thế và điện tích của mỗi tụ điện sau khi nối và nhiệt lợng toả ra sau khi nối các bản

2) Hỏi nh phần 1 nhng chỉ khác ta nối các bản trái dấu của 2 tụ với nhau

HD:

1) Cb=C1+C2; Qb=Q1+Q2; Ub=Qb/Cb=U1’=U2’  Q1’ và Q2’

Tính năng lợng trớc: W=C1U1/2+ C2U2/2; năng lợng sau: W’=CbUb/2; Q=W-W’

2) Làm tơng tự chỉ khác Qb=Q2-Q1; Cb=C1+C2

Bài 7

Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có C=10F đợc nối vào hđt 100 V

1) Hỏi năng lợng của bộ thay đổi ra sao nếu 1 tụ bị đánh thủng

2) Khi tụ trên bị đánh thủng thì năng lợng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện Tìm năng lợng tiêu hao đó HD: 1) Độ biến thiên năng lợng của bộ là:  W=W2-W1=(1/2)Cb2U2-(1/2)Cb1U2=… >0 tức là năng lợng của bộ tăng lên (mặc dù có sự tiêu hao năng lợng do đánh thủng)

2) Tính điện tích của bộ tụ lúc trớc và sau rồi tính q=q2-q1>0 Năng lợng của tụ tăng vì nguồn đã thực hiện công A để đa thêm điện tích đến tụ: A=q.U Theo ĐLBTNL: A=  W+Wtiêu hao

Từ đó tính đợc Wtiêu hao

B i 8 ài 8

Một tụ điện nạp điện tới hiệu điện thế U1=100 V đợc nối với với tụ điện thứ hai cùng điện dung nhng đợc nạp điện tới hiệu điện thế U2=200V Tính hiệu điện thế giữa các bản của mỗi tụ điện trong hai trờng hợp sau:

1) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhau (150 V)

2) Các bản tích điện trái dấu nối với nhau (50 V)

Bài 9

Ba tụ điện có điện dung C1=0,002 F; C2=0,004F; C3=0,006 F đợc mắc nối tiếp thành bộ Hiệu

điện thế đánh thủng của mỗi tụ điện là 4000 V.Hỏi bộ tụ điện trên có thể chịu đợc hiệu điện thế U=11000

V không? Khi đó hiệu điện thế đặt trên mỗi tụ là bao nhiêu?

ĐS: Không Bộ sẽ bị đánh thủng; U1=6000 V; U2=3000 V; U3=2000 V

Bài 10

Ba tụ điện có điện dung lần lợt là: C1=1F; C2=2F; C3 =3 F có thể chịu đợc các hiệu điện thế lớn

nhất tơng ứng là: 1000V;200V; 500V Đem các tụ điện này mắc thành bộ

1) Với cách mắc nào thì bộ tụ điện có thể chịu đợc hiệu điện thế lớn nhất

2) Tính điện dung và hiệu điện thế của bộ tụ điện đó

ĐS: C1nt(C2//C3); 1200 V; 5/6  F

Bài 11 Sáu tụ đợc mắc: ( ((C1nt(C2//C3))//C4 ) )nt C5 nt C6 ; C1=….C6=60 F; U=120V

Tính điện dung của bộ và điện tích của mỗi tụ

Bài 12

Hai bản của một tụ điện phẳng(diện tích mỗi bản là 200 cm2) đợc nhúng trong dầu có hằng số điện môi 2,2 và đợc mắc vào nguồn điện có hđt là 200 V Tính công cần thiết để giảm khoảng cách giữa 2 bản từ 5

cm đến 1 cm(sau khi cắt tụ ra khỏi nguồn) (1,2.10-7J)

Bài 13

Tại 4 đỉnh của một hình vuông LMNP có 4 điện tích điểm qL=qM=q=4.10-8C; qN=qP=-q Đờng chéo của hình vuông có độ dài a=20 cm Hãy xác đinh:

Điện thế tại tâm hình vuông? Điện thế tại đỉnh L của hình vuông? Công tối thiểu để đa q từ L-O

ĐS: 0 V; -1800 V; Công của lực điện là A=-7,2.10-5J; công của ngoại lực A’=-A

Bài 14

Hai bản phẳng song song cách nhau d=5,6 mm, chiều dài mỗi bản là 5 cm Một điện tử bay vào khoảng giữa với vận tốc v0=200 000 km/s hớng song song và cách đều 2 bản Hỏi hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt lên 2 bản là bao nhiêu để khi bay ra khỏi 2 bản điện tử không bị chạm vào mép bản (50 V)

Bài 15

Hiệu điện thế giữa 2 bản của một tụ điện phẳng là U=300 V Một hạt bụi nằm cân bằng giữa 2 bản của tụ

điện và cách bản dới của tụ d1=0,8 cm Hỏi sau bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dới của tụ nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm đi 60 V (0,09 s)

Bài 16

Hai điện tích q1=6,67.10-9C và q2=13,35.10-9C nằm trong không khí cách nhau 40 cm Tính công cần thiết

để đa hệ điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm ( 1,2.10-6 J)

Bài 17

Một điện tử bay đến gần một iôn âm Điện tích của iôn gấp 3 lần điện tích của điện tử Lúc đầu điện tử ở cách xa iôn và có tốc độ là 105m/s Tính khoảng cách bé nhất mà điện tử có thể tiến gần đến iôn Cho điện tích và khối lợng của e ( 1,5.10-7m)

Bài 18 Một mặt cầu bán kính 10 cm có mật độ điện mặt 3.10-5C/m2 Cách mặt cầu 0,9 m có đặt một điện tích q0=7.10-9C Tính công cần thiết để đa điện tích điểm q0 về cách tâm mặt cầu 50 cm biết môi trờng xung quanh điện tích là K2 ( 2,4.10-4 J)

Chơng II Dòng điện không đổi Chủ đề 1: Công,công suất của dòng điện Định luật Ôm cho đoạn mạch thuần trở

Định luật Jun Lenxơ

A) Tóm tắt lý thuyết

1) Định nghĩa dòng điện: Là dòng các điện tích chuyển dịch có hớng

2) Dòng điện không đổi: Là dòng điện có chiều và cờng độ không đổi theo thời gian

Cờng độ dòng điện: I = q / t ( q: Điện lợng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t )

3) Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có R: I= U/R

Dòng điện có chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp

Công thức tính điện trở của dây dẫn đồng tính,hình trụ:

S

l

R .

4) Suất điện động của nguồn điện: e = A/ q ( e là công của lực lạ )

5) Đơn vị của dung lợng của acqui là A.h (1Ah=3600C)

6) Công ,công suất của dòng điện: A=q.U=I.t.U; P=A/t=U.I (A là điện năng tiêu thụ)

7) Định luật Jun-Lenxơ: A=Q=U.I.t=R.I2.t

8) Công và công suất của nguồn điện: Là công của lực lạ (vì công của lực điện để dịch chuyển điện tích trong mạch kín bằng không)

A= e.q=e.I.t; P=A/t=e.I

9) Có 2 loại dụng cụ tiêu thụ điện là : Dụng cụ toả nhiệt và máy thu điện

a) Điện năng tiêu thụ ở dụng cụ toả nhiệt: A=U.I.t=R.I2.t=(U2/R).t; P=A/t=U.I=

b) Điện năng tiêu thụ điện trong khoảng thời gian t là: A=A’+Q’=eP.I.t+rP.I2.t

Công suất của máy thu: P=A/t=eP.I + rPI2 (eP là suất phản điện của máy thu)

Mà P=U.I nên U=eP+rP.I (U là hđt ở 2 cực của máy thu)

Với P’=eP.I là công suất có ích của máy thu điện

c) Hiệu suất của máy thu điện: H=

U

I r U I r I e

I e P

P P

2

'







 d) Lu ý: +) Trên vỏ ngoài các dụng cụ tiêu thụ điện có ghi: Pđ; Uđ; Iđ với Iđ=Pđ/Uđ

+) Trong kỹ thuật để đo điện năng tiêu thụ(A) ta dùng công tơ điện (1kw.h=3,6.106J)

B) Bài tập

Bài 1

Cờng độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là I=0,273A Tính điện lợng và số e dịch qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian 1 phút (1,02.1020 e)

Bài 2

Pin Lơclăngsê có suất điện động là 1,5V Hỏi khi nó sản ra một công là 270J thì nó dịch chuyển 1 lợng

điện tích dơng là bao nhiêu ở bên trong và giữa 2 cực của pin? ( 180 C)

Bài 3

Một bộ acqui có thể cung cấp 1 dòng điện là 4A liên tục trong 1h thì phải nạp lại

a) Tính cờng độ dòng điện mà ác qui này có thể cung cấp nếu nó đợc sử dụng liên tục trong 20h thì phải nạp lại

b) Tính SĐĐ của acqui này nếu trong thời gian hoạt động trên đây nó sản sinh ra 1 công 86,4 kJ

HD: Dung lợng của acqui là Q=4.3600 (C)  I’= Q/20.3600=0,2A; e=86400/Q=6 V

Bài 4

Có 2 bóng đèn trên vỏ ngoài có ghi: Đ1(220V-100W); Đ2(220V-25W)

1) Hai bóng sáng bình thờng không khi mắc chúng song song vào mạng điện 220V

Sau đó tính cờng độ dòng điện qua mỗi bóng

2) Mắc chúng nối tiếp vào mạng điện 440 V thì 2 bóng sáng bình thờng không? Nếu không hãy cho biết bóng nào sẽ cháy trớc? Nếu có hãy tính cờng độ dòng điện qua mỗi bóng?

Bài 5

Một đèn ống loại 40W đợc chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng đèn dây tóc loại 100W Hỏi nếu sử dụng đèn ống này trung bình mỗi ngày 5h thì trong 30 ngày sẽ giảm đợc bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc cũng trong thời gian trên Giá tiền điện 700 đ/kwh

HD: Mỗi giây tiết kiệm đợc 100-40=60J Dùng 30 ngày tiết kiệm đợc:30.5.3600.60 (J)

Đổi về kwh bằng 30.5.3600.60/3 600 000 =9 kwh tiết kiệm đợc: 700.9=6300 (đ)

Bài 6

Một ấm điện đợc dùng với hđt 220 V thì đun sôi đợc 1,5 lít nớc từ nhiệt độ 200C trong 10 phút Biết nhiệt dung riêng của nớc là: 4190 J/kg.K; D=1000 kg/m3; H=90%

1) Tính điện trở của ấm điện

2) Tính công suất điện của ấm

HD: Tính nhiệt lợng thu vào của nớc: Q=c.(D.V)(100-20) (năng lợng có ích)

H= Q/A=Q/P.t (t=20.60=1200 s) từ đó suy ra P Mà P=U2/RR=4,232 ôm; P=931 W

Bài 7

Hai dây dẫn, một bằng đồng , một bằng nhôm có cùng điện trở,cùng khối lợng

Hỏi chiều dài của 2 dây dẫn hơn kém nhau bao nhiêu lần Cho biết khối lợng riêng và điện trở suất của 2 dây là: DAl=2700 kg/m3; DCu=8900 kg/m3; Al 2 , 8 10 8 m; Cu 1 , 7 10 8 m







HD: m1=m2 V1.D1=V2.D2 l1.S1.D1= l2.S2.D2 (1) Viết biểu thức của R1;R2 cho R1=R2

Cuối cùng ta đợc:

1 1

2 2 2

1

.

.

D

D l

l





Bài 8

Hai dây dẫn hình trụ đợc làm từ cùng một chất, có cùng một chiều dài Tỷ số điện trở của chúng là 1:2 Hỏi dây nào nặng hơn và nặng hơn bao nhiêu? (ĐS: Hơn kém nhau 2 lần)

HD: Chúng có cùng D và điện trở suất,chiều dài

Bài 9

Một ấm điện có 2 dây dẫn R1 và R2 để đun nớc Nếu dùng dây R1 thì nớc trong ấm sẽ sôi trong thời gian

10 min Còn nếu dùng riêng dây R2 thì thời gian nớc sẽ sôi là 40 min

Tính khoảng thời gian đun sôi ấm nớc trên trong 2 trờng hợp:

1) R1 song song với R2 (8 min)

2) R1 nối tiếp với R2 (50 min)

Coi điện trở của dây maiso không phụ thuộc vào nhiệt độ, hiệu suất của ấm là 100%

HD: Dùng công thức t

R

U

Q 2 . với Q và U không đổi trong mọi trờng hợp

Bài 10 (điện trở phụ thuộc nhiệt độ)

Một bàn là có hiệu điện thế và công suất định mức là 220 V-1,1 KW

1) Tính điện trở R0 và cờng độ dòng điện định mức I0 của bàn là

2) Để hạ bớt nhiệt độ của bàn là mà vẫn dùng mạng điện có hđt là 220 V ngời ta mắc nối tiếp với nó một

điện trở R= 9 ôm Khi đó bàn là chỉ còn tiêu thụ một công suất là P’= 800 W

Tính cờng độ dòng điện I’, hiệu điện thế U’ và điện trở R’ của bàn là

HD: 1) I0= P0/U0=5A; R0=U0/I0=44 ôm

2)

'

'

'

U

P

I  (1) Mà

R

U R

U



 (2) Từ (1) và (2) ta đợc U’=180V (loại U’=40 V) Vì khi đó công suất không thể bằng 80 W đợc; R’=40,5 ôm

Định luật Ôm đối với toàn mạch Mắc nguồn thành bộ

A) Tóm tắt lý thuyết

1) Giả sử dòng điện trong mạch có cờng độ I thì trong thời gian t có điện lợng q=I.t chuyển qua mạch

Nguồn điện đã thực hiện công A: A=q.e=I.t.e

Trong thời gian t nhiệt lợng toả ra ở toàn mạch là: Q=(R+r).I2.t

Theo ĐLBTNL: Q=A Vậy e=I.R+I.r

Nhận xét: Suất điện động của nguồn bằng tổng các độ giảm điện

thế mạch ngoài và mạch trong

r R

e I



 (R+r là điện trở toàn phần của mạch) U=I.R= e-I.r (U là hiệu điện thế mạch ngoài cũng là hđt giữa 2 cực của nguồn)

Lu ý: +) Nếu r=0 hoặc mạch ngoài để hở(I=0) thì U=e

+) Nếu R=0 thì I=Imax= e / R ta nói nguồn điện bị đoản mạch

2) Trờng hợp mạch ngoài có máy thu điện thì: A=Q+A’=(R+r)I2.t+ eP.I.t+ rP.I2.t= e.I.t

Vậy ta đợc:

P

P

r r R

e e I









3) Hiệu suất của nguồn:

e

r I e

r I e e

U I e

I U A

A

1













 4) Mắc nguồn thành bộ

a) Mắc nối tiếp

eb=e1+e2+… en

rb=r1+r2+….rn

Trờng hợp đặc biệt các nguồn giống nhau

b) Mắc xung đối

Nếu e1>e2 thì e1 là nguồn phát

Khi đó eb=e1-e2; rb=r1+r2

Nếu e1<e2 thì e1 là máy thu

2) Mắc song song

I e,r

R

I e,r

eP,rP R

e1,r1 e2,r2 en,rn

e

1,r

1 e2,r2

Nếu các nguồn giống hệt nhau thì eb=e; rb= r / n

Lu ý: Nếu mắc hỗn tạp: Mắc thành n hàng mỗi hàng m nguồn nối tiếp

thì eb=m.e; rb=m.r/n

B) Bài tập cơ bản

Bài 1:

Cho mạch điện nh sơ đồ hình vẽ: e=12 V; r=0

R1=3  ; R2=4  ; R3=5 

1) Tính cờng độ dòng điện chạy trong mạch (1A)

2) Tính hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn và 2 đầu điện trở R2 (U2=4V)

3) Tính công của nguồn điện sản ra trong 10 min và công suất toả nhiệt của R3 (A=7200J)

4) Tính hiệu suất của nguồn và công do nguồn sản ra trong 1h

Bài 2

Khi mắc điện trở R1=500  vào 2 cực của một pin mặt trời thì hđt mạch ngoài là

U1=0,1 V.Thay điện trở R1 bằng R2=1000  thì hđt của mạch ngoài bây giờ

là U2=0,15 V

1) Tính suất điện động và điện trở trong của pin này

2) Diện tích của pin này là S=5 cm2 và nó nhận đợc năng

lợng ánh sáng với công suất là 2 mW/cm2

Tính hiệu suất H của pin khi chuyển từ năng lợng

ánh sáng thành nhiệt năng ở điện trở ngoài R2

HD: Ta dùng công thức U=I.R suy ra I sau đó áp dụng e=U+I.r cho 2 trờng hợp R1,R2

Năng lợng ánh sáng trong 1 s là P=10 mW=0,01 W; công suất toả nhiệt trên R2 là P2 =I2.R2

Vậy H= P2/ P ĐS: e=0,3 V; r=1000  ;H=0,225 %

Bài 3: Có 36 nguồn giống nhau mỗi nguồn SĐĐ e=12 V và ĐTT r=2  ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối

xứng gồm n dãy song song mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp Mạch ngoài là 6 bóng đèn giống hệt nhau đợc mắc song2 Khi đó hđt mạch ngoài là U=120 V và csuất mạch ngoài 360 W

1) Tính điện trở mỗi bóng đèn (các đèn sáng bình thờng)

2) Tính m,n

3) Tính công suất và hiệu suất của của bộ nguồn trong trờng hợp này

HD: 1) P1=P/6=60 W; R1=U2 /P1=240 

2) Ta có I=6I1=3 A; R=R1/6=40  ; eb=12m; rb= 2m/n với m.n=36 Dùng ĐL Ôm n=3;m=12; 3) Công suất của nguồn P=eb.I=432 W; H=U/eb= 83,3 %

Bài 4 Cho mạch điện nh hình vẽ Bộ nguồn có SĐĐ eb=42,5V; ĐTT rb=1  ;R1=10  ;R2=15  Biết

điện trở của các am pe kế và dây nối không đáng kể

1) Biết bộ nguồn gồm các pin giống nhau mắc theo kiểu hỗn hợp đối xứng,mỗi pin có SĐĐ e=1,7V và

điện trở trong là r=0,2  Hỏi bộ nguồn này mắc thế nào? ( 5 dãy song song x 25 cái nối tiếp)

2) Biết ampekế 1 chỉ 1,5A Xác định số chỉ A2 và trị số của R

HD: 2) Tính UMN=I1R1I2=UMN/R2—> I=I1+I2 

U=eb-I.rb  UR=U-UMN R=10 

Bài 5

Cho mạch điện sau:R1=4  ;R2=R3=6  ;UAB=33V

1) Mắc vào C,D một A có RA=0; lúc này R4=14  Tính số

chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua A (0,5 A)

2) Thay A bằng vôn kế có RV rất lớn

a) Tìm số chỉ vôn kế Cực + vôn kế mắc vào điểm nào? (3,3 V)

b) Điều chỉnh R4 đến khi vôn kế chỉ số không Tìm R4 (9  )

3) Nếu điều chỉnh cho R4=6 

Tìm điện trở tơng đơng

của đoạn mạch AB

HD: Dùng phơng pháp điện thế nút

n B

A

e,r

e,r e,r

e

R

1

R

3

R2

A 1

A 2

e

b,r

b

R 1

R 2 R

R1 C R3

B D

A

Chơng 4 : Từ trờng A) Lý thuyết

1) Khái niệm về tơng tác từ: Là tơng tác giữa nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm, dòng

điện với dòng điện Lực trong tơng tác là lực từ

2) Từ trờng:

+) Nguồn gốc: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trờng

+) Tính chất cơ bản của từ trờng là tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó(tổng quát là lên các hạt mang điện chuyển động chuyển động trong nó)

+) Véc tơ cảm ứng từ B: Véc tơ B tại 1 điểm trong điện trờng có phơng trùng với phơng của nam châm thử nằm cân bằng tại điểm đó, chiều của véc tơ B là chiều từ cực nam sang cực bắc của nam châm thử

Cảm ứng từ đặc trng cho từ trờng về mặt gây ra lực từ, đơn vị là T

3) Đờng sức từ:

+) Là các đờng mà hớng của tiếp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đờng cũng trùng với hớng của véc tơ B tại

điểm đó

+) Các tính chất: Tại mỗi điểm trong từ trờng chỉ có thể vẽ đợc 1 đờng sức từ đi qua; Các đờng sức từ là các đờng cong kín(đi ra ở cực bắc vào cực nam của nam châm); Các đờng sức từ không cắt nhau; Nơi nào cảm ứng từ lớn thì ở đó đờng sức vẽ mau

+) Từ phổ là hình ảnh sắp xếp của các mạt sắt trong từ trờng(xếp nh các đờng sức từ)

+) Từ trờng đều: Cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau

4) Lực từ tác dụng lên 1 đoạn dây dẫn mang dòng điện:

Phơng: Vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và véc tơ B tại điểm khảo sát

Chiều: Tuân theo qui tắc bàn tay trái

Độ lớn tuân theo CT Ampe : F=B.I.l sin ( là góc giữa dòng điện và véc tơ B)

5 ) Nguyên lí chồng chất từ trờng: Giả sử ta có hệ n nam châm(hay dòng điện) Tại điểm M từ trờng chỉ của nam châm 1 là 

1

B ….… Gọi 

B là từ trờng của hệ tại M thì:  1  2







B B B

6) Từ trờng của một số dòng điện có dạng đơn giản

a) Từ trờng của dòng điện thẳng:

+) Đờng sức từ của từ trờng của dòng điện thẳng là các đờng tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện, tâm của đờng sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dây dẫn

+) Chiều của đờng sức từ tuân theo qui tắc nắm tay phải: Ngón tay cái của bàn tay phải hớng theo chiều dòng điện, khum 4 ngón kia xung quanh dây dẫn, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của các đờng sức từ

+) Công thức tính B(dây trong k2:)

r

I

B 2 10  7

 (r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện) b) Từ trờng của dòng điện tròn

+) Các đờng sức từ xuyên qua mặt phẳng vòng dây là các đờng cong (đờng đi qua trục là thẳng)

+) Chiều các đờng sức từ xuyên qua mặt phẳng khung dây tuân theo qui tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung,chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong khung, ngón cái choãi ra chỉ chiều các đờng sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện

+) Công thức tính độ lớn cảm ứng từ tại tâm khung dây(khung ở trong k2):

R

I N

B 2 10  7 . với N là số vòng, I là cđdđ chạy qua 1 vòng

c) Từ trờng của dòng điện trong ống dây: Xét với ống dây đủ dài( chiều dài>>đờng kính)

Từ trờng trong ống dây là từ trờng đều; chiều đờng sức từ tuân theo qui tắc nắm tay phải

Công thức tính độ lớn của B tại điểm trong lòng ống dây: B 4 10  7n.I

  (n là số vòng/1 m chiều dài) 7) Tơng tác giữa 2 dòng điện thẳng song song: l

r

I I

F 2.10 7 1. 2

 8) Lực Lorenxơ: +) Lực mà từ trờng tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó gọi là lực Lorenxơ

Lực Lorenxơ có phơng vuông góc với mặt phẳng chứa véc tơ vận tốc của hạt mang điện và véc tơ cảm ứng

từ tại điểm khảo sát

Chiều của lực Lorenxơ tuân theo qui tắc bàn tay trái (với hạt mang điện dơng)

Độ lớn của lực Lorenxơ: f  q v B sin  với   (B,v)

B) Bài tập

Bài 1

Tính cảm ứng từ tại tâm của 2 vòng tròn dây dẫn đồng tâm; bán kính mỗi vòng là R= 8 cm, vòng kia là 2R; trong mỗi vòng có dòng điện cờng độ I = 10 A chạy qua Xét các trờng hợp sau:

a) Hai vòng nằm trong cùng một mặt phẳng, 2 dòng điện cùng chiều (ĐS: 11,8.10-5 T)

b) Hai vòng nằm trong cùng một mặt phẳng, 2 dòng điện ngợc chiều ( 3,9.10-5 T)

c) Hai vòng nằm trong 2 mặt phẳng vuông góc với nhau (8,8.10-5 T)

Bài 2

Nối 2 điểm M,N của vòng tròn dây dẫn với 2 cực 1 nguồn điện

Tính cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn (hình vẽ)

HD:

R

l R

I B

2 10

1



Vì l1 và l2 là 2 đoạn dây mắc song song nên

M

N

I 1

I 2 O

l2

l1

U1=U2 2 1.1 2.2 1 2 0

2

1

S

l I S

l

Bài 3

Một dây dẫn rất dài đợc căng thẳng trong đó có 1 đoạn nhỏ ở giữa dây đợc uốn thành 1 vòng tròn bán kính 1,5 cm Cho dòng điện I=3 A chạy qua dây Tìm B tại tâm O của vòng tròn trong 2 TH:

1) Cả đoạn dây dẫn đồng phẳng

2) Đoạn dây thẳng vuông góc với mặt phẳng của khung dây tròn

Bài 4

Dùng 1 dây đồng đờng kính d=0,8 mm có 1 lớp sơn cách điện mỏng quấn quanh 1

hình trụ có đờng kính D=4 cm để làm 1 ống dây Khi nối 2 đầu ống dây với nguồn

điện có hđt U=3,3 V thì cảm ứng từ bên trong ống dây là 15,7.10-4 T Tính chiều dài

của ống dây và cờng độ dòng điện trong ống Biết điện trở suất của đồng

là 1,76.10-8  mBiết các vòng dây đợc quấn sát nhau

HD: B 4 10  7n.I

  với n= 1/ d thay số I=1 A

Chiều dài sợi dây: L=





4

2

d R

D

R d l D

L d

l

6 , 0 4

3













Bài 5 Dùng 1 dây đồng có phủ 1 lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh 1 hình trụ dài 50 cm,đờng

kính d=4cm để làm 1 ống dây Hỏi nếu cho dòng điện cờng độ I=0,1 A vào ống dây thì cảm ứng từ trong ống dây là bao nhiêu? Biết sợi dây làm ống dây dài l=95 m và các vòng quấn sát nhau

HD: Số vòng dây trên 1 m chiều dài dây là:

5 , 0

.d

l

 Sau đó áp dụng công thức tính B

Bài 6

Cho 3 dòng điện thẳng song song (I1=I2=I3=10 A) vuông góc với mp hình vẽ

Khoảng cách từ M đến 3 dòng điện cho nh hình vẽ Tìm 

BM Xét trong 2 trờng hợp: 1) Cả 3 dòng điện hớng ra trớc (10-4T)

2) I2,I3 hớng ra phía trớc, I1 hớng ra phía sau mp hình vẽ

Bài 7 Một khung dây tròn bán kính R=4 cm gồm 10 vòng dây Dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có

c-ờng độ I=0,3 A Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây ( B=4,7.10-5 T)

Bài 8: Một khung dây tròn có 24 vòng dây, dòng điện trong khung có I=0,5 A Theo tính toán thì cảm ứng

từ ở tâm khung là 6,3.10-5 T Thực tế thì cảm ứng từ là 4,2.10-5 T lý do là 1 số ít vòng dây quấn ngợc chiều quấn với đa số vòng trong khung Tìm số vòng quấn nhầm và bkính của khung

HD: 6,3.10-5=2 10-7.24.I/ R (1); 4,2.10-5=2 10-7.N’.I/R (2) Từ (1) và (2) N’=16 có 24-16=8 vòng không gây cảm ứng từ tức là 4 vòng quấn nhầm Thay N’ vào (2) ta có R=12 cm

Bài tập về dòng điện trong kim loại và chất điện phân

Bài 1

Một bóng đèn 220V-40 W có dây tóc làm bằng vônfram Điện trở của dây tóc đèn ở 200C là R0=121

 Tính nhiệt độ t của dây tóc đèn khi sáng bình thờng Giả thiết điện trở của dây tóc đèn trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở  =4,5.10-3 K-1

HD: Tính điện trở của đèn khi sáng bình thờng sau đó dùng công thức R=R01 t  t0 

=2020

Bài 2

Một bình điện phân chứa dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5  , anốt bằng bạc, hiệu điện thế đặt vào 2 cực của bình là 10 V Sau 16 phút 5s, khối lợng m của Ag bám vào catốt là bao nhiêu? Biết khối lợng mol nguyên tử của Ag là 108 g/mol ĐS: 4,32 g

Bài 3

Một bình điện phân chứa dung dịch muối Niken với 2 điện cực bằng Niken Đơng lợng điện hoá của Niken là k=0,3 g/C Khi cho dòng điện I=5 A chạy qua bình này trong khoảngt thời gian t=1 h thì khối l-ợng m của Niken bám vào catốt là bao nhiêu?

HD: Dùng CT: m=k.q=k.I.t ĐS: 5,4 kg

Bài 4

Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp mỗi nhóm có 10 pin mắc song song, mỗi pin có SĐĐ e=0,9 V và ĐTT 0,6  Một bình điện phân có điện trở R=205  đợc mắc vào 2 cực của bộ nguồn nói trên Tính khối lợng đồng bám vào catốt của bình trong 50 phút (0,013 g)

Bài 5

Muốn mạ đồng 1 tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2 ngời ta dùng tấm sắt làm catốt của 1 bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anốt là 1 thanh đồng nguyên chất, cho dòng điện I=10 A chạy qua trong thời gian 2h40min50s Tìm chiều dày của lớp đồng bám trên tấm sắt Biết nguyên tử lợng của đồng là 64, KLR của đồng là 8,9 g/cm3 ĐS: 1,8.10-2 cm

Bài 6

Khi điện phân một dung dịch muối ăn trong nớc ngời ta thu đợc khí hiđrô vào 1 bình thể tích V=1 lít Hãy tính công thực hiện bởi dòng điện khi điện phân, biết hđt đặt vào 2 cực của bình là U=50 V, áp suất của khí hiđrô trong bình là p=1,3 at và nhiệt độ của khí hiđrô là 27 độ C; NA=6,022.1023/mol; 1 at=105 Pa

ĐS: 5,09.105 J

HD: Cứ mỗi phân tử khí hiđrô tới điện cực thì trao cho điện cực 1 điện tích 2e=3,2.10-19 C Gọi n là số nguyên tử khí hiđrô đến điện cực thì q=n.2e nên công A=q.U=n.2e.U Bây giờ ta tính n

Dùng PTTT:

0

0 0

T

V P T

V P

 với p=1,3.105 N/m2; V=10-3 m3; T=300 K; p0=1 at=105 N/m2; T0=273K

từ đó tính đợc V0 Số phân tử n= NA.V0 / 22,4

2

I

3

2 cm 2 cm

2 cm

M

Bài 7

Giả sử ta điện phân dung dịch CuSO4 với các điện cực đều bằng Cu; Catốt gồm 3 tấm đồng có diện tích mỗi tấm là 10 cm2, khoảng cách của chúng đến anốt lần lợt là 30 cm, 20 cm, 10 cm Đặt vào 2 cực của bình hđt 15 V Tìm khối lợng Cu bám vào các catốt trong 1 h Điện trở suất của d2 điện phân là 0,2 Ôm.m

ĐS: 298 mg; 447 mg; 895 mg

HD: Dùng công thức

S

l

R để tính điện trở của bình đối với các catốt khác nhau với l là khoảng cách từ anốt đến catốt và S là diện tích catốt

Bài 8

Tính kl đồng lấy đợc trong quá trình điện phân biết điện năng tiêu thụ là W=5 kwh Hiệu điện thế ở 2 cực

là 10 V Hiệu suất 75%; đơng lợng điện hoá của Cu là k=3,3.10-7 kg/C (445 g)

HD: A=W.75/100= q.U với m=k.q

Luyện tập học kỳ I

Câu 1

Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, khối lợng 5 g đợc treo vào cùng 1 điểm O bằng 2 sợi chỉ không dãn, dài 10 cm Hai quả cầu tiếp xúc với nhau Tích điện cho 1 quả cầu thì thấy 2 quả cầu đẩy nhau cho đến khi 2 dây treo hợp với nhau 1 góc 600 Tính điện tích đã truyền cho các quả cầu Lấy g=10 m/s2 ( ĐS: 3 , 58 10  7C

Câu 2

Tính lực hút tĩnh điện giữa 1e và hạt nhân trong nguyên tử hêli Biết e này cách hạt nhân

2,94.10-11 m Nếu e này chuyển động tròn đều quanh hạt nhân thì tốc độ góc là bao nhiêu?

ĐS: 5,33.10-7 N; 1,41.1017 rad/ s

Câu 3

Có 3 điện tích điểm q1=2.10-8 C; q2= 4.10-8 C và q3 đặt lần lợt tại 3 điểm A,B,C Hệ thống nằm cân bằng trong không khí; AB= 1 cm Tìm q3 và khoảng cách AC Tìm CĐĐT tại A,B,C

ĐS: q3= -0,684.10-8 C; AC= 0,414 cm; EA=EB=EC=0

Câu 4

Có 3 điện tích điểm q1=q2=-q3= 10-6 C lần lợt đặt tại 3 đỉnh của 1 tam giác đều có cạnh a=10 cm trong không khí Tính cờng độ điện trờng tại A,B,C

Câu 5

Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10 6 m/s dọc theo 1 đờng sức điện của 1 điện trờng đều đợc quãng

đờng 1 cm thì dừng lại Xác định CĐĐT ( ĐS: 284 V/m)

Câu 6

Một e bay từ bản dơng sang bản âm trong 1 điện trờng đều của 1 tụ điện phẳng theo 1 đờng thẳng MN dài

2 cm, có phơng làm với phơng của đờng sức điện một góc 600 Biết CĐĐT trong tụ là 1000 V/m Công của lực điện trong sự dịch chuyển này là bao nhiêu? (ĐS: -1,6.10-19 J)

Câu 7

Một điện tích q=4.10-8 Cdi chuyển trong 1 điện trờng đều có cờng độ E=100 v/m theo 1 đờng gấp khúc ABC Biết AB=20 cm và 

ABlàm với đờng sức điện góc 300 Đoạn BC dài 40 cm và BC làm với các đờng

sức điện góc 1200 Tính công của lực điện (ĐS: - 0,108.10-6 J)

Bài 8 Một e bay từ điểm M đến điểm N trong 1 điện trờng, giữa 2 điểm có VM=50 V; VN= -50 V

Tính công mà lực điện sinh ra ( ĐS: -1,6.10-17 J)

Bài 9

Một hạt bụi kim loại mang điện tích âm có khối lợng 10-8 g nằm cân bằng trong khoảng giữa 2 bản kim loại đặt song song cách nhau 10 cm và có hđt U=100 V Xác định véc tơ cờng độ điện trờng E ở khoảng giữa 2 bản kim loại và điện q của hạt bụi (g=10 m/s2) ( 10-13 )

Bài 10

Một e đợc bắn ra với vận tốc ban đầu 5.107 m/s theo phơng nằm ngang, vuông góc với đờng sức của điện trờng đều có E= 18200 V/m giữa 2 bản tụ nằm ngang, chiều dài 1 bản là 10 cm

Tìm độ lệch của e khỏi phơng ban đầu và vận tốc của e khi vừa ra khỏi điện trờng.Tính công của lực điện trờng Bỏ qua tác dụng của trọng lực ( 6,4.10-3 m)

Bài 11 Có 2 tụ điện phẳng C1= 0,3 nF; C2=0,6 nF Khoảng cách giữa 2 bản của 2 tụ là d=2 mm Tụ điện chứa đầy chất điện môi có thể chịu đợc cờng độ điện trờng lớn nhất là 10000 v/m Hai tụ đợc ghép nối tiếp Tìm hđt giới hạn của bộ tụ

HD: Gọi U là hđt đặt vào bộ tụ điện tích của bộ qb=Cb.U=q1=q2U1;U2 Cho U1 UGh1…

Bài 12

Tụ điện có C1=0,5.10-6 m đợc nạp điện tới hđt U1=100 Vsau đó cắt khỏi nguồn điện Nối song song tụ C1

với tụ C2 cha tích điện Tính điện tích mỗi tụ và năng lợng của tia lửa điện phóng ra