Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT CHỦ ĐỀ: TỔNG HỢP LỰC ĐIỆN, HỆ ĐIỆN TÍCH CÂN BẰNG HAY VÀ KHÓ.FILE TÀI LIỆU CUNG CẤP ĐẦY ĐỦ: LÝ THUYẾT, CÔNG THỨC LIÊN QUAN, PHƯƠNG PHÁP LÀM BÀI, HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT. DÀNH CHO HỌC SINH LUYỆN THI THPT QUỐC GIA.
CHUYÊN ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG DẠNG 2,3: TỔNG HỢP LỰC ĐIỆN ĐIỆN TÍCH ĐỨNG CÂN BẰNG A LÝ THUYẾT B CÔNG THỨC Dạng 2: Tìm lực tổng hợp nhiều điện tích Vận dụng công thức định luật hàm cosin: cosα Với α góc hợp lực F1 F2 Khi lực song song chiều: F = F1 + F2 (góc α = 00) Khi lực song song ngược chiều: (góc α = 1800) Khi lực vuông góc: (góc α = 900) Phương pháp: - Tính độ lớn lực thành phần F1, F2 - Xác định góc hợp lực F1 F2 - Áp dụng công thức định luật hàm COSIN để tính F Dạng 3: Bài toán cân điện tích * Khi điện tích chịu tác dụng lực cân bằng, lực phải song song, ngược chiều Từ ta suy phương trình: + Phương trình 1: Độ lớn lực + Phương trình 2: Điện tích thứ phải nằm đường thẳng nối điện tích lại * Khi điện tích chịu tác dụng hệ lực cân bằng, lực phải cân với hợp lực lại Để giải toán ta áp dụng quy tắc TAM GIÁC LỰC, ĐỊNH LUẬT HÀM COSIN C BÀI TẬP Dạng 2: Tìm lực tổng hợp nhiều điện tích Bài 1: Cho hai điện tích điểm q1=16 µC q2 = -64 µC đặt hai điểm A B chân không cách AB = 100cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q0=4 µC đặt tại: a Điểm M: AM = 60cm, BM = 40cm A 16N B 1,6N C 14,4N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 00 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 = 16N b Điểm N: AN = 60cm, BN = 80cm A 6,52N B 5,6N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: C 3,94N D 2,8N D 12,8N - Góc hợp F1 F2 là: 900 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = = 3,94N Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-2 ( µ C) q2 = - 2.10-2 ( µ C) đặt hai điểm A B cách đoạn a = 30 (cm) không khí Lực điện tác dụng lên điện tích q0 = 2.10-9 (C) đặt điểm M cách A B khoảng a có độ lớn là: A 4.10-6N B 5.10-6N C 7.10-6N D 2.10-6N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 1200 (Vì tam giác ABM đều) - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = = 4.10-6N Bài 3: Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt Avà B không khí AB = cm Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8 C , nếu: a CA= cm, CB = cm A 0,52N B 0,072N C 0,94N D 0,08N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 00 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = F1 + F2 = 0,072N b CA= cm, CB = 10 cm A 0,036N B 0,03024N C 0,094N D 0,068N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 1800 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,03024N c CA= CB = cm A 4.10-6N B 5.10-6N C 7.10-6N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Ta có: sinα = Suy ra: α = 36,870 - Góc hợp F1 F2 là: β =1800 - 2.36,870 = 106,260 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0138N D 2.10-6N Bài 4: Người ta đặt điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C ba đỉnh tam giác cạnh cm không khí Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q0= 6.10-9 C đặt tâm O tam giác A 2,4.10-4N B 2,5.10-6N C 2,7.10-6N D 2,8.10-6N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Lực q3 tác dụng lên q0: - Do tính đối xứng, dễ dàng suy góc hợp F2 F3là 1200, F1 góc phân giác F2 F3 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos600 + F1 = Bài 5: Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -10-7C đặt không khí ba đỉnh tam giác vuông ABC góc C Cho AC = 30cm, BC=40cm Xác định vectơ lựcđiện tổng hợp tác dụng lên q3 A 0,0052N B 0,006N C 0,0094N D 0,0045N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 900 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0045N Bài 6: Cho điện tích điểm q1 = 4.10-8C ; q2 = - 4.10-8C ; q0 = 5.10-8C đặt ba đỉnh tam giác ABC cạnh a = 2cm không khí Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 A 0,0052N B 0,006N C 0,0094N D 0,0045N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 1200 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F1.cos600 = 0,0045N Bài 7: Cho điện tích điểm q1 = 6.10-9C ; q2 = -8.10-9C ; q3 = -8.10-9C đặt ba đỉnh tam giác ABC cạnh a = 6cm không khí Xác định vectơ lực tác dụng lên q0= 8.10-9C đặt tâm tam giác A 2,4.10-4N B 2,5.10-6N C 2,7.10-6N D 2,8.10-6N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Lực q3 tác dụng lên q0: - Do tính đối xứng, dễ dàng suy góc hợp F2 F3là 1200, F1 góc phân giác F2 F3 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos600 + F1 = Bài 8: Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8 C; q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt ba đỉnh tam giác ABC vuông C Cho AC = 30 cm; BC = 40 cm Xác định lực tác dụng lên q3? Hệ thống đặt không khí A 0,0052N B 0,006N C 0,0094N D 0,0045N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 900 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0045N Bài 9: Hai điện tích q1 = 4.10-8 C, q2 = -4.10-8 C đặt hai điểm A, B cách khoảng a = cm không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích điểm q0 = 2.10-9 C khi: a q đặt trung điểm O AB A 0,052N B 0,0036N C 0,0194N D 0,0045N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 00 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 = 0,0036N b q0 đặt M cho AM = cm, BM = cm A 0,036N B 0,03024N C 0,094N D 0,068N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 1800 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = N Bài 10: Tại điểm A, B cách 10 cm không khí, đặt điện tích q1 = q2 = - 6.10-6 C Xác định lực điện trường hai điện tích tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt C? Biết AC = BC = 15 cm A 4.10-3N B 0,024N C 0,048N D 0,072N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Ta có: sinα = Suy ra: α = 19,470 - Góc hợp F1 F2 là: β =1800 - 2.19,470 = 141,060 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,048N Bài 11: Tại hai điểm A B cách 20 cm không khí, đặt hai điện tích q1 = -3.10-6C, q2 = 8.10-6C Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt C Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm A 5,52N B 6,766N C 8,94N D 2,45N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Tam giác ABC vuông C (theo Pitago) - Góc hợp F1 F2 là: 900 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 6,76N Bài 12: Cho hai điện tích điểm q1 = 9.10-8C, q2 = -12.10-8C đặt A B cách 12 cm môi trường chân không Xác định lực tương tác hai điện tích lên điện tích q0 = 3.10-8C đặt M biết: a M trung điểm AB? A 0,001575N B 0,0036N C 0,0194N D 0,0056N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 00 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 = b MA = 3cm, MB = 15cm? A 0,0326N B 0,03456N C 0,0904N D 0,0668N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q3: - Lực q2 tác dụng lên q3: - Góc hợp F1 F2 là: 1800 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = N c Tam giác MAB tam giác đều? A 0,0025N B 0,006N C 0,0094N D 0,00169N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q0: - Lực q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp F1 F2 là: 1200 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F1.cos600 = N −5 Bài 13: Bốn điện tích loại có độ lớn q = 10 C đặt đỉnh hình vuông cạnh a = 5cm không khí Xác định lực tác dụng ba điện tích lên điện tích thứ tư? A 28,58N B 25,22N C 34,45N D 28,26N Hướng dẫn: - Lực q1 tác dụng lên q4: - Lực q2 tác dụng lên q4: (r' = r đường chéo hình vuông) - Lực q3 tác dụng lên q4: - Do tính đối xứng, dễ dàng suy góc hợp F2 F3là 1200, F1 góc phân giác F2 F3 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos450 + F1 = 34,45 Dạng 3: Bài toán cân điện tích Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 10-8 C đặttại A B cách cm chân không Phải đặt điện tích q3 = 2.10-6 C đâu để điện tích q3 nằm cân bằng? A Cách q1 3cm, cách q2 6cm B Cách q1 6cm, cách q2 3cm C Cách q1 4,5cm, cách q2 4,5cm D Cách q1 4cm, cách q2 5cm Hướng dẫn: - Để q3 nằm cân lực q1 q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều độ lớn Do q3 phải nằm đường thẳng AB AB - Suy ra: r1 + r2 = 9cm (ptr1) - Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 2r1 (ptr2) - Giải (ptr1) (ptr2), ta có: r1 = 3cm, r2 = 6cm Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4 10-6C, đặt Avà B cách 10 cm không khí Phải đặt điện tích q3 = 10-8C đâu để q3 nằm cân bằng? A Cách q1 3cm, cách q2 7cm B Cách q1 6cm, cách q2 4cm C Cách q1 4cm, cách q2 6cm D Cách q1 5cm, cách q2 5cm Hướng dẫn: - Để q3 nằm cân lực q1 q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều độ lớn Do q3 phải nằm đường thẳng AB AB - Suy ra: r1 + r2 = 10cm (ptr1) - Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = r1 (ptr2) - Giải (ptr1) (ptr2), ta có: r1 = 5cm, r2 = 5cm Bài 3: Hai điện tích q1 = 10-8 C đặt A q2 = -8.10-8 C đặt B, chúng cách đoạn AB = 15cm không khí Phải đặt điện tích q3 M cách A để cân bằng? A Cách q1 5cm, cách q2 10cm B Cách q1 30cm, cách q2 15cm C Cách q1 15cm, cách q2 30cm D Cách q1 5cm, cách q2 20cm Hướng dẫn: - Để q3 nằm cân lực q1 q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều độ lớn Do q3 phải nằm đường thẳng AB AB - Suy ra: r2 - r1 = 15cm (ptr1) - Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 2r1 (ptr2) - Giải (ptr1) (ptr2), ta có: r1 = 15cm, r2 = 30cm Bài 4: Cho hai điện tích q1= -2.10-8 C q2=1,8.10-7 C đặt hai điểm A, B cách 8cm không khí Phải đặt điện tích q3 M cách A để cân bằng? A Cách q1 2cm, cách q2 6cm B Cách q1 6cm, cách q2 2cm C Cách q1 4cm, cách q2 4cm D Cách q1 3cm, cách q2 5cm Hướng dẫn: - Để q3 nằm cân lực q1 q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều độ lớn Do q3 phải nằm đường thẳng AB AB - Suy ra: r1 + r2 = 8cm (ptr1) - Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 3r1 (ptr2) - Giải (ptr1) (ptr2), ta có: r1 = 2cm, r2 = 6cm Bài 5: Tại ba đỉnh tam giác cạnh a người ta đặt ba điện tích giống q1 = q2 =q3 = 6.107 C,Phải đặt điện tích q0 đâu có điện tích để hệ cân bằng? A Trọng tâm tam giác B Chân đường cao C Chân đường phân giác D Chân đường trung tuyến Hướng dẫn: Do tính đối xứng, q0 phải đặt trọng tâm tam giác ... - Góc hợp F1 F2 là: 1800 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = N Bài 10: Tại điểm A, B cách 10 cm không khí, đặt điện tích q1 = q2 = - 6.10-6 C Xác định lực điện trường hai điện tích tác... - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F1.cos600 = N −5 Bài 13: Bốn điện tích loại có độ lớn q = 10 C đặt đỉnh hình vuông cạnh a = 5cm không khí Xác định lực tác dụng ba điện tích lên điện. .. xứng, dễ dàng suy góc hợp F2 F3là 1200, F1 góc phân giác F2 F3 - Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos450 + F1 = 34,45 Dạng 3: Bài toán cân điện tích Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = 10-8