bai tap phan tu luan phan dien tich dien truong 61786 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập l...
TRƯỜNG THPT VÕ GIỮ BÀI TẬP VẬT LÍ 11 B. BÀI TẬP: CHUYÊN ĐỀ I: ĐIỆN TÍCH - ĐỊNH LUẬT CULÔNG • Bài tập tự luận. Bài tập 1: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau một khoảng r = 4cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F = 10 -5 N. a. Tính độ lớn của mỗi điện tích. b. Tính khoảng cách r’ giữa hai điện tích để lực đẩy tĩnh điện là F 1 = 2,5. 10 -6 N Bài tập 2: Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau một khoảng r = 30 cm trong không khí, lực tác dụng giữa chúng là F. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này bị yếu đi 2,5 lần. Vậy cần dịch chúng một khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F? Bài tập 3: Hai điện tích điểm đặt cách nhau 1m trong không khí thì đẩy nhau một lực F = 1,8 N. Độ lớn điện tích tổng cộng là 3.10 -5 C. Tính điện tích của mỗi vật. Bài tập 4: Hai quả cầu giống nhau, mang điện, đặt cách nhau một đoạn r = 20cm trong không khí, chúng hút nhau một lực F 1 = 4.10 -3 N. Sau đó cho chúng tiếp xúc với nhau và lại đưa về vị trí cũ thì thấy chúng đẩy nhau một lực F 2 = 2,25.10 -3 N. Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. Bài tập 5: Hai quả cầu giống nhau, mang điện q 1 ,q 2 , đặt cách nhau một đoạn r = 2cm trong không khí, chúng đẩy nhau một lực F 1 = 2,7.10 -4 N. Sau đó cho chúng tiếp xúc với nhau và lại đưa về vị trí cũ thì thấy chúng đẩy nhau một lực F 2 = 3,6.10 -4 N. Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. Bài tập 6: Hai điện tích điểm q 1 = 4.10 -8 C, q 2 = - 4.10 -8 C đặt lần lượt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng 6cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 6.10 -8 C khi a. q đặt tại trung điểm O của AB. b. q đặt tại M sao cho AM = 6cm, BM = 12cm. c. q đặt tại N sao cho AN = 8cm, BM = 10cm. Bài tập 7: Ba điện tích điểm q 1 = -10 -7 C, q 2 = -4. 10 -8 C, q 3 = 5.10 -8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều cạnh a = 2cm. Xác định véc tơ lực tác dụng lên q 3 . Bài tập 8: Ba điện tích điểm q 1 = 4.10 -8 C, q 2 = 5. 10 -8 C, q 3 = 4.10 -8 C lần lượt đặt tại A,B,C trong không khí, AB = 5cm, AC = 4cm, BC = 1cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích. Bài tập 9: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô gồm một electron quay quanh một prôton. Tìm vận tốc và tần số quay ( số vòng quay trong một giây), biết rằng electron quay quanh proton theo một quỹ đạo tròn bán kính 5,3. 10 -11 m. Giả thuyết lực tĩnh điện gây ra lực hướng tâm của chuyển động tròn đó. Bài tập 10: Các điện tích +2Q, +2Q, -Q được đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định độ lớn và hướng lực tác dụng vào mỗi điện tích. Bài tập 11: Có ba điện tích đặt như sau trong hệ trục tọa độ: +Q tạ x = a,+Q tạ x = -a,,-Q tạ y = a. Xác định lực tác dụng vào điện tích –Q. Bài tập 12: Ba điện tích điểm q 1 = 27.10 -8 C, q 2 = 64. 10 -8 C, q 3 = -10 -7 C lần lượt đặt tại ba đỉnh của tam giác ABC vuông tại C trong không khí, AB = 30cm, BC = 40cm. Xác định véc tơ lực tác dụng lên q 3 . Bài tập 13: Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a = 6cm trong không khí có đặt ba điện tích q 1 = 6.10 -9 C, q 2 = q 3 = -8. 10 -9 C . Xác định véc tơ lực tác dụng lên điện tích q 0 = 8. 10 -9 C đặt tại tâm của tam giác. Bài tập 14: Hai điện tích q 1 = 4.10 -8 C, q 2 = -12,5. 10 -8 C đặt tại A và B trong không khí, AB = 4cm. Xác định véc tơ lực tác dụng lên điện tích q 3 = 2. 10 -9 C đặt tại C với CA vuông góc với AB và CA = 3cm. Bài tập 15: Hai điện tích q 1 = -2. 10 -8 C, q 2 = 1,8. 10 -7 C đặt trong Onthionline.net GV: Pham Thu Hằng –THPT Lý Bôn - BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG BT TỰ LUẬN PHẦN ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG LỰC ĐIỆN -7 Bài 1: Cho điện tích điểm q1 = -10 C ,q2 =5.10 -7 đặt hai điểm A B chân khôngcách AB= 5cm a , Xác định lực điện tác dụng lên điện tích q0 = 10 -7 C đặt điểm C cách A 3cm,cách B cm b, Xác định lực điện tác dụng lên điện tích q = 10 -7 C đặt tai D cho DA= cm,DB = cm Bài : Cho hệ điện tích có cấu tạo gồm ion + e ion âm giống hệt nằm cân Khoảng cách ion âm a.Bỏ qua trọng lượng ion a, Hãy cho biết cấu trúc hệ khoảng cách ion dương âm b, Tính điện tích ion âm (theo e) Bài 3: Hai cầu nhỏ giống kim loại có khối lượng 5gđược treo vào điểm sợi nhỏ không giãn dài 10cm.Hai cầu tiếp xúc nhau.Tích điện cho cầu thấy hai cầu đẩy dây treo hợp với góc 600.Tính điện tích mà ta truyền cho cầu cầu Lấy g=10 m/s2 Bài : Có hai điện tích q1=q q2= 4q đặt cố định không khí cách khoảng a= 30 cm.Phải đặt điện tích thứ q0 đâu để cân bằng? Bài 5: Một cầu nhỏ có m = 6g ,điện tích q = 10 -7 C treo sợi tơ mảnh.Ở phía 30 cm cần đặt điện tích q2 để sức căng sợi dây giảm nửa? Bài : Hai điện tích q1 q2 đặt cách d= 30cm không khíthì lực tương tác chúng F Nếu đặt chúng dầu lực tương tác yếu 2,25 lần.Vậy cần dịch chúng lại khoảng để lực tương tác chúng F Bài 7: Có diện tích điểm q1 =q2 = q3 =q = 1,6.10-6 c đặt chân không đỉnh tam giác ABC cạnh a= 16 cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích Bài 8: Ba cầu nhỏ mang điện tích q1 = 6.10 -7 C,q2 = 2.10 -7 C,q3 = 10 -6 C theo thứ tự đường thẳng nhúng nước nguyên chất có ε = 81 Khoảng cách chúng r12 = 40cm,r23 = 60cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên cầu Bài 9: Hai cầu nhỏ tích điện q1= 1,3.10 -9 C ,q2 = 6,5.10-9 Cđặt cách khoảng r chân khôngthì đẩy với lực F.Cho cầu tiếp xúc đặt cách khoảng r chất điện môi thì lực đẩy chúng F A, Xác định số điện môi chất điện môi B, Biết F = 4,5.10 -6 N ,tìm r Bài 10 : Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm A, Xác định lực hút tĩnh điện (e) hạt nhân B,Xác định tần số (e) Bài 11: Một cầu có KLR ρ = 9,8.103 kg/m3,bán kính R=1cm tích điện q= -10 -6 Cđược treo vào đầu sợi dây mảnh có chiều dài l =10cm.Tại điểm treo có đặt điện tích âmq0 =- 10 -6 C Tất đặt dầu có KLR D= 0,8 103 kg/m3 , số điện môi ε =3.Tính lực căng dây? Lấy g=10m/s2 Onthionline.net GV: Pham Thu Hằng –THPT Lý Bôn - BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG ĐIỆN TRƯỜNG : Bài 1: Cho diện tích điểm q1 = 8.10-8 C ,q2 = - 2.10-8 C đặt hai điểm A B cách khoảng l= 10cm A, Xác địnhcường độ điện trường C trung điểm AB B, Tìm vị trí điểm M mà cường độ điện trường Bài 2: Tại đỉnh A C hình vuông ABCD có đặt điện tích dương q1= q3 =q.Hỏi phải đặt đỉnh B điện tích q2 để cường độ điện trường đỉnh D Bài 3: Ba điện tích dương q1=q2 =q3 =5.10 -9Cđặt ba đỉnh hình vuông cạnh a= 30cm Xác định cường độ điện trường đỉnh thứ tư Bài 4: Hai điện tích q1 = 4.10-8 C ,q2= q1 đặt điểm A B không khí cách AB= 50 cm a, Xác định cường độ điện trường C biết CA= 30cm,CB= 40 cm b, Xác định vị trí điểm M AB đặt M điện tích q3 có giá trị thích hợp cường độ điện trường C 0.Tìm q3 Bài 5: Hai điện tích điểm q1,q2 đặt điểm A B chất điện môi có số điện môi ε Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M nằm đường trung trực AB cách A khoảng d.Áp dụng : A, q1 = - q2 = 5.10-5 C,AB= 6cm,d= 4cm, ε = B, q1= q2 = 0,1 µc,AB = 9cm,,d = cm, ε = Bài 6: Hai điện tích điểm q1 = 8.10-8 C,q2 = 2.10 -8 C đặt hai điểm A B cách l= 60cm Xác định vị trí điểm mà đò cường độ điện trường Bài 7: Tại đỉnh tam giác vuông ABC vuông A có AB= 30cm,AC= 40cm có đặt điện tích q1= q2 =q3 = 5.10-5 C Xác định cường độ điện trường tai chân H đường cao AH hạ từ A xuống cạnh huyền BC Bài : Xác định điện tích hạt bụi có khối lượng 2.10- g nằm cân điện trường tụ điện mà HĐT 600V,khoảng cách giũa hai 2cm Bài 9: Hai kim loại phẳng giống A B ,song song đối diện nhaucách d= 8mm,A tích điện dương,B tích điện âm,UAB =240V.Từ A phát (e) bay theo hướng vuông góc với B với vận tốc ban đầu v0 đến điểm M cách B 2mm dừng lạivà quay A a, Tìm UAM b, Tìm vận tốc ban đầu (e) ,giả thiết (e) chịu tác dụng lực điện Bài 10: 1, Hạt bụi tích điện có m= 5mg nằm cân điện trường có phương thẳng đứng hướng lên có E= 500 V/m.Tính điện tích hạt bụi Onthionline.net GV: Pham Thu Hằng –THPT Lý Bôn - BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN ĐIỆN TÍCH-ĐIỆN TRƯỜNG 2, Sau điện tích hạt bụi giảm 50% hạt bụi bắt đầu chuyển động từ VTCB M vận tốc ban đầu a, Tính gia tốc hạt bụi b, Sau t= 2s hạt bụi chuyển động đến vị trí điểm N.Tính đoạn đường MN c, Tính động hạt bụi N BÌNH GIANG -HẢI DƯƠNG GV.VŨ HÀ-0983504945 ĐỊNH LUẬT CULOMB A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP 1. Hai loại điện tích: - Điện tích dương và điện tích âm - Điện tích dương nhỏ nhất là của proton, điện tích âm nhỏ nhất là điện tích của electron Giá trị tuyệt đối của chúng là e = 1,6.10 -19 C 2. Tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên. - Điểm đặt: Tại điện tích đang xét. - Giá: Là đường thẳng nối hai điện tích. - Chiều: là lực đẩynếu hai điện tích cùng dấu, lực hút nếu hai điện tích trái dấu. - Độ lớn: 1 2 2 q q F k r = ε Trong đó k = 9.10 9 ( ) 2 2 Nm / c . ε : là hằng số điện môi. 3. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là một hằng số 4. Khi điện tích chịu tác dụng của nhiều lực: Hợp lực tác dụng lên điện tích Là: 1 2 F F F = + + r r r Xét trường hợp chỉ có hai lực: 1 2 F F F= + r r r a. Khí 1 F r cùng hướng với 2 F r : F r cùng hướng với 1 F r , 2 F r F = F 1 + F 2 b. Khi 1 F r ngược hướng với 2 F r : 1 2 F F F= − F r cùng hướng với 1 1 2 2 1 2 F khi : F F F khi : F F > < r r c. Khi 1 2 F F⊥ r r 2 2 1 2 F F F = + F r hợp với 1 F r một góc α xác định bởi: 2 1 F tan F α = d. Khi F 1 = F 2 và · 1 2 F ,F = α r 1 F 2F cos 2 α = ÷ F r hợp với 1 F r một góc 2 α B. BÀI TẬP: I. BÀI TẬP VÍ DỤ: Bài 1: Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng r =3cm trong chân không hút nhau bằng một lực F = 6.10 -9 N. Điện tích tổng cộng của hai điện tích điểm là Q=10 -9 C. Tính điện đích của mỗi điện tích điểm: Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật Culong: 1 2 2 q q F k r = ε ( ) 2 18 2 1 2 Fr q q 6.10 C k − ε ⇒ = = (1) Theo đề: 9 1 2 q q 10 C − + = (2) Giả hệ (1) và (2) 9 1 9 2 q 3.10 C q 2.10 C − − = ⇒ = − Bài 2: Hai quả cầu giống nhau mang điện, cùng đặt trong chân không, và cách nhau khoảng r=1m thì chúng hút nhau một lực F 1 =7,2N. Sau đó cho hai quả cầu đó tiếp xúc với nhau và đưa trở lại vị trí cũ thì chúng đảy nhau một lực F 2 =0,9N. tính điện tích mỗi quả cầu trước và sau khi tiếp xúc. Hướng dẫn giải: Trước khi tiếp xúc ( ) 2 10 2 1 2 Fr q q 8.10 C k − ε ⇒ = = − (1) Điện tích hai quả cầu sau khi tiếp xúc: , , 1 2 1 2 q q q q 2 + = = 2 1 2 5 2 1 2 2 q q 2 F k q q 2.10 C r − + ÷ = ⇒ + = ± ε (2) Từ hệ (1) và (2) suy ra: 5 1 5 2 q 4.10 C q 2.10 C − − = ± = m Bài 3: Cho hai điện tích bằng +q (q>0) và hai điện tích bằng –q đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a trong chân không, như hình vẽ. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích nói trên Hướng dẫn giải: A B F BD F CD D F D C F AD F 1 Các lự tác dụng lên +q ở D như hình vẽ, ta có 2 1 2 AD CD 2 2 q q q F F k k r a = = = ( ) 2 2 1 2 BD 2 2 2 q q q q F k k k r 2a a 2 = = = D AD CD BD 1 BD F F F F F F= + + = + r r r r r r 2 1 AD 2 q F F 2 k 2 a = = 1 F r hợp với CD một góc 45 0 . 2 2 2 D 1 BD 2 q F F F 3k 2a = + = Đây cũng là độ lớn lực tác dụng lên các điện tích khác Bài 4: Cho hai điện tích q 1 = 4 Cµ , q 2 =9 Cµ đặt tại hai điểm A và B trong chân không AB=1m. Xác định vị trí của điểm M để đặt tại M một điện tích q 0 , lực điện tổng hợp tác dụng lên q 0 bằng 0, chứng tỏ rằng vị trí của M không phụ thuộc giá trị của q 0 . Hướng dẫn giải: q 1 q 0 q 2 A B F 20 F 10 Giả sử q 0 > 0. Hợp lực tác dụng lên q 0 : 10 20 F F 0+ = r r r Do đó: 1 0 1 0 10 20 2 q q q q F F k k AM 0,4m AM AB AM = ⇔ = ⇒ = − Theo phép tính toán trên ta thấy AM không phụ thuộc vào q 0 . 0 α l T H F Bài 5: Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m = 0,01g bằng những sợi dây có chiều dài bằng nhau (khối lượng không đáng kể). Khi hai quả cầu nhiễm Câu hỏ i và bài tậ p phầ n điệ n trường (Tiếp) C1 : Một quả cầu nhỏ khối lượng m=20g mang điện tích q=10 -7 C được treo bởi sợi dây mảnh đặt trong điện trường đều có E nằm ngang.Khi quả cầu nằm cân bằng dây treo lệch theo phương thẳng đứng góc α=30 0 . Độ lớn cường độ điện trường là: A.1,2.10 6 V/m B.2,5.10 6 V/m C.3,0.10 6 V/m D.2,7.10 5 V/m C2:Hai bản kim loại phẳng song song mang điện trái dấu, cách nhau 2cm, cường độ điện trường giữa hai bảnl là 3.10 3 V/m.Sát bản dương có một điện tích q=1,5.10 -2 C.Công của lực điện trường thực hiện lên điên tích khi điện tích di chuyển đến bản âm là: A.9J. B.0,09J. C.0,9J D.1,8J C3:Một hạt electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều.Cường độ điện trường E=100V/m.Vận tốc ban đầu của e là v 0 =3.10 5 m/s,khối lượng của e la m e =9,1.10 -31 kg.Quãng đường e đi được đến khi đừng lại là bao nhiêu? A.5,12.mm B.2,56mm C.5,12.10 -3 mm D. Một kết quả khác C4:Một điện tích q=10 -6 C thu được năng lượng W=2.10 -4 J khi đi từ A đến B trong điện trường .Hiệu điện thế giữa hai điểm A.B là bao nhiêu? A.100V B.200V C.150V D.250V C5:Một electron ở trong điện trường đều thu gia tốc a=10 12 m/s 2 . Độ lớn của cường độ điện trường là: A.6,8765V/m B.9,7524V/m C.8,6234V/m D. A,B,C đều sai. C6:Chọn câu đúng :Một điện tích di chuyển từ M đến N trong điện trường đều như hình vẽ: A.Lực điên thực hiện công dương. B. Lực điên thực hiện công âm. C.Lực điện không thực hiện công. D.Không thể xác định được công của lực điện C7:Chọn đáp án đúng: Hai điểm Avà B nằm trong mặt phẳng chứa các đường sức của một điện trường đều(hình vẽ) AB=10cm, E=100V/m.Nếu vậy hiệu điện thế giữa hai điểm A,B là ao nhiêu? A.10V B.5V C.20V D.5√3V C8:Khi một điện tích q=-2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6J.Hỏi hiệu điện thế U MN bang bao nhiêu? A.+12 V B 12V C.+3V D 3V C9:Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, Giữa hai điểm có hiệu điện thế U MN =100V .Công mà lực điện trương sinh ra sẽ là: A.1,6.10 -19 J B 1,6.10 -19 J C.+100eV D 100eV C10.Một electron di chuyển được đoạn đường 1cm,dọc theo một đường sức điện,dưới tác dụng của lực,trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000V/m.Hỏi công của lực điện là bao nhiêu? A 1,6.10 -16 J B.+1,6.10 -16 J C 1,6.10 -18 J D.+ 1,6.10 -18 J C11:Cho một điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP và lực điện sinh công dương. Biết rằng MN dài hơn NP.Hỏi kết quả nào sau đây là đúng khi so sánh các công A MN và A NP của lực điện? A.A MN >A NP B. A MN <A NP C. A MN =A NP D.Cả ba trương hợp A,B,C đều có thể xảy ra. C12:Một điện tích q chuyển động trong điện trường(đều thay không đều) theo một đường cong kín.Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì: A. A>0 nếu q>0 B. A<0 nếu q<0 C.A ≠ 0 nếu điện trường không đều D. A = 0 C13:Chọn câu trả lời sai: Công của lực điện trường lamf di chuyển một điện tích q đặt trong nó: A.phụ thuộc vào hình dạng đường đi B.phụ thuộc cường độ điện trường C.phụ thuộc hiệu điện thế ở hai đầu đường đi. D.cả A,B,C đều sai. C14:Q là điện tích điểm âm đặt tại tại O.M và N là hai điểm nằm trong điện trường của Q với OM=10cm;ON= 20cm.Chỉ ra bất đẳng thức đúng: A.V M <V N <0 B.V N <V M <0 C.0<V M <V N D.O<V N <V M TS. Huỳnh Trúc Phương Bài tập Điện và Từ BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN TRƯỜNG – ĐIỆN THẾ 1. Hai điện tích điểm q và 2q đặt cách nhau 10 cm. M là một điểm nằm trên đường nối dài hai điện tích và cách q một đoạn r. Tìm r để điện trường tổng hợp tại M triệt tiêu. 2. Cho ba điện tích điểm q 1 = -2µC, q 2 = 3µC và q 3 = -1µC đặt tại 3 điểm A, B và C thẳng hàng. Điểm M nằm bên trái A và N nằm bên phải C, sao cho MA = AB = BC = CN = 10cm. (a) Tính điện trường và điện thế tại M và N. (b) Một điện tích điểm q 0 = 1µC di chuyển từ M đến N. Tính công của lực điện trường đối với điện tích q 0 ? (c) Tính điện thông gửi qua mặt cầu tâm M, bán kính: R = 5cm, 15cm và 50cm. 3. Xác định cường độ điện trường tại M của mặt phẳng trung trực của đoạn AB tích điện đều với mật độ điện dài λ >0, cách AB một đoạn r (AB = 2a) 4. Một điện tích q = 0,7.10 -9 C phân bố đều trên nữa đường tròn tâm O bán kính R = 20cm. Xác định cường độ điện trường và điện thế tại O? 5. Hai mặt phẳng song song rộng vô hạn phân bố đều với điện tích σ = σ 0 và σ’ = -3σ 0 . Tính cường độ điện trường tại M: (a) M nằm trong 2 mặt phẳng, (b) M nằm ngoài hai mặt phẳng. 6. Một điện tích điểm q = 4.10 -9 C chuyển động trên trục Ox theo chiều dương trong một trường tĩnh điện và khi qua các điểm A, B, C theo thứ tự đó, điện tích q có động năng lần lượt là 6.10 -7 J, 10,8.10 -7 J, 12.10 - 7 J. Cho biết điện thế tại A là V A = 200V. Tính điện thế tại B và C. 7. Tính công của lực điện trường khi điện tích điểm q = (1/3).10 -7 C dịch chuyển từ M cách mặt một quả cầu tích điện đều bán kính r = 10cm một khoảng a = 10cm, ra xa vô cùng. Cho biết quả cầu có mật độ điện mặt σ = 10 -11 C/m 2 . 8. Một điện tích q = (1/9).10 -8 C phân bố đều trên vòng dây mảnh tròn bán kính r = 4cm. Tính điện thế tại: (a) Tâm O của vòng tròn. (b) Tại một điểm M nằm trên trục của vòng tròn cách tâm h = 3cm. 9. Một sợi dây thẳng dài vô hạn, đặt trong không khí, tích điện đều với mật độ điện tích dài λ= -6.10 –9 C/m. Tính cường độ điện trường và điện thế do sợi dây này gây ra tại điểm M cách dây một đoạn h = 20cm. 10. Một tấm kim loại phẳng rất rộng, tích điện đều. Người ta xác định được điện tích chứa trên một hình chữ nhật kích thước 2m x 5m là 4µC. Tính cường độ điện trường tại điểm M cách tấm kim loại đó 20cm. 11. Tại A và B cách nhau 20cm ta đặt 2 điện tích điểm q A = -5.10 –9 C, q B = 5.10 –9 C. Tính điện thông Φ e do hệ điện tích này gởi qua mặt cầu tâm A, bán kính R = 30 cm. 12. Thông lượng điện trường qua một mặt kín có giá trị Ф e = 6.10 3 (Vm). Biết hằng số điện ε o = 8.86.10 –12 (F/m). Tính tổng điện tích chứa trong mặt kín đó. 1 TS. Huỳnh Trúc Phương Bài tập Điện và Từ 13. Diện tích phẳng S nằm trong mặt phẳng (Oxy), điện trường đều có vectơ cường độ điện: j.bi.aE += , với a, b là những hằng số dương. Tính thông lượng điện trường Φ e qua diện tích S. 14. Diện tích phẳng S nằm trong mặt phẳng (Oxy), điện trường đều có vectơ cường độ điện: k.aE = , với a là những hằng số dương. Tính thông lượng điện trường Φ e qua diện tích S. 15. Cho một đoạn dây mảnh tích điện đều với mật độ điện dài λ được uốn thành một cung tròn bán kính R, góc ở tâm α= 60 0 , đặt trong không khí. Chọn gốc điện thế ở vô cùng, tính điện thế tại tâm cung tròn. 16. Trong hệ tọa độ Descartes, điện thế có dạng V = a(x 2 +y 2 ) – bz 2 với a, b là những hằng số dương. Viết biểu thức vectơ cường độ điện trường trong không gian. 17. Điện tích Q = -5µC đặt cố định trong không khí. Điện tích q = +8µC di chuyển trên đường thẳng xuyên qua Q, từ M cách Q một khoảng 50cm, lại gần Q thêm 30cm. Tính công của lực điện trường trong dịch chuyển đó. 18. Hai quả cầu nhỏ A và B cách nhau 0,05m và mang điện tích q A = 12,8.10 -7 C, q B = 1,8.10 -7 C. Một điện tích điểm thứ ba C (q C ) được đặt trong tĩnh điện trường của A và B. Định vị trí của C sao cho hợp lực của tĩnh điện trường tác dụng MỞ ĐẦU Đối với học sinh trung học phổ thông, bài tập vật lý là một phương tiện quan trọng giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết đã học vào thực tiễn. Việc giải bài tập vật lý giúp các em ôn tập, cũng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Ngoài ra, nó còn giúp các em làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy cũng như giúp các em tự kiểm tra mức độ nắm kiến thức của bản thân. Tuy nhiên, các em còn gặp nhiều khó khăn trong việc giải bài tập vật lý như: không tìm được hướng giải quyết vấn đề, không vận dụng được lý thuyết vào việc giải bài tập, không tổng hợp được kiến thức thuộc nhiều phần của chương trình đã học để giải quyết một vấn đề chung, hay khi giải các bài tập thì thường áp dụng một cách máy móc các công thức mà không hiểu rõ ý nghĩa vật lý của chúng. Hiện nay, với việc tổ chức kiểm tra đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan, các kỹ năng giải bài tập càng đòi hỏi sự nhanh chóng và chính xác. Do đó, việc hệ thống, phân loại và đưa ra phương pháp giải bài tập lại càng thể hiên tính quan trọng của nó. Việc nghiên cứu nhằm tìm cách để giải bài tập một cách dể hiểu, cơ bản, từ thấp đến cao, giúp học sinh có kỹ năng giải quyết tốt các bài tập, hiểu được ý nghĩa vật lý của từng bài đã giải, rèn luyện thói quen làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy, giúp các em học tập môn Vật lý tốt hơn. Qua thực tế giảng dạy, tôi đã tổng hợp và đưa ra đề tài: Phân loại và phương pháp giải bài tập phần Điện trường − lớp 11 THPT. Mục tiêu của đề tài này là: - Phân loại được các bài tập liên quan đến phần Điện trường, Dòng điện không đổi trong chương trình Vật lý lớp 11 THPT. - Đề ra phương pháp giải bài tập Vật lý nói chung, phương pháp giải các loại bài tập vật lý theo phân loại, phương pháp giải từng dạng bài tập cụ thể của các bài tập về Điện trường lớp 11 nói riêng (các bài tập cơ bản, phổ biến mà học sinh thường gặp ). 3 21 F 21 F 12 F q 1 .q 2 >0 r 21 F 12 F r q 1 .q 2 < 0 NỘI DUNG PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG I.1. Các khái niệm cơ bản: + Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng. + Có hai loại điện tích: Điện tích dương (+) và Điện tích âm (-). + Giữa các điện tích có tương tác điện. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. I.2. Định luật Cu lông: Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q 1 ; q 2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi ε là 12 21 ;F F r r có: - Điểm đặt: trên 2 điện tích. - Phương: đường nối 2 điện tích. - Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q 1 .q 2 > 0 (q 1 ; q 2 cùng dấu) + Hướng vào nhau nếu q 1 .q 2 < 0 (q 1 ; q 2 trái dấu) - Độ lớn: 1 2 2 . . q q F k r ε = ; với k = 9.10 9 2 2 .N m C ÷ - Biểu diễn: I.3. Vật dẫn điện, điện môi: + Vật (chất) có nhiều điện tích tự do → dẫn điện + Vật (chất) có chứa ít điện tích tự do → cách điện. (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 I.4. Điện trường + Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó. + Cường độ điện trường: Là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng tác dụng lực. EqF q F E .=⇒= Đơn vị: E(V/m) q > 0 : F cùng phương, cùng chiều với E . q < 0 : F cùng phương, ngược chiều với E . + Đường sức điện trường: Là đường được vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của véc tơ CĐĐT tại điểm đó. 4 r r r + Tính chất của đường sức: - Qua mỗi điểm trong đ.trường ta chỉ có thể vẽ được 1 và chỉ 1 đường sức điện trường. - Các