Đề cương vật lý 11 hk1

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TP.HCM - - TÀI LIỆU HỌC TẬP HỌC KÌ I VẬT LÝ 11 Năm học: 2018 – 2019 (Lưu hành nội bộ) TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC PHẦN MỘT – ĐIỆN HỌC ĐIỆN TỪ HỌC CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1: Điện tích Định luật Cu-lơng A Bài học I Sự nhiễm điện vật Điện tích Tương tác điện Sự nhiễm điện vật - Khi cọ xát vật thủy tinh, nhựa, mảnh polietilen,… vào lụa, … vật hút vật nhẹ mẩu giấy, sợi bơng,… Ta nói vật đ~ bị nhiễm điện Điện tích Điện tích điểm - Vật bị nhiễm điện gọi vật mang điện, vật tích điện điện tích - Điện tích điểm l{ điện tích có kích thước nhỏ so với khoảng cách mà ta xét Tương tác điện Hai hoại điện tích - Sự đẩy hay hút c|c điện tích gọi tương t|c điện - Có loại điện tích: điện tích âm điện tích dương + C|c điện tích dấu (cùng loại) đẩy + C|c điện tích khác dấu (khác loại) hút II Định luật Cu-lông Hằng số điện môi Định luật Cu-lông - Lực hút hay đẩy hai điện tích điểm đặt ch}n khơng có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng qq F  k 12 r đó, k l{ hệ số tỉ lệ N.m2 C2 Lực tương tác điện tích điểm đặt điện mơi đồng tính Hằng số điện mơi - Điện môi môi trường c|ch điện - Khi đặt c|c điện tích điểm điện mơi đồng tính lực tương t|c chúng yếu  lần so với đặt chúng chân không -  gọi số điện môi môi trường (   ) - Công thức định luật Cu-lông trường hợp : qq F  k 22 r Đối với chân khơng   - Hằng số điện môi cho biết đặt c|c điện tích chất lực tác dụng chúng nhỏ lần so với đặt chúng chân không B Bài tập Dạng Lực tương tác hai điện tích điểm đứng yên Định luật Cu-lông - Trong hệ đơn vị SI, k có giá trị : k  9.109 TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Trong ch}n không đặt electron (e) (coi điện tích điểm) cách 5.10-9 cm Cho biết điện tích e qe = -1,6.10-19 C a Hai điện tích n{y tương t|c với nào? b Tìm lực tương t|c chúng? Hãy so sánh lực tĩnh điện với lực hấp dẫn e? (Biết số hấp dẫn G = 6,67.10-11 N.m2/kg2, khối lượng e me = 9,1.10-31 kg) c Nếu cho e vào dầu lửa lực tương t|c chúng thay đổi nào? (Biết số điện môi dầu hỏa  =2,1) d Nếu khoảng cách e tăng lên 2.10-6 cm, lực tương t|c chúng tăng hay giảm? Câu Điện tích điểm q1 = 6.10-5 C, đặt c|ch điện tích q2 đoạn r = mm, điện tích xuất lực hút tĩnh điện có độ lớn F = 2.10-3 N a Cho biết điện tích q2 l{ điện tích dương hay }m? Vì sao? b Tìm độ lớn điện tích q2 c Nếu lực tương t|c điện tích tăng lần, cho biết khoảng cách điện tích lúc này? Câu Hai điện tích điểm có độ lớn đặt chân khơng, cách khoảng cm, chúng xuất lực đẩy F = 1,6.10-4 N a H~y x|c định độ lớn điện tích điểm trên? b Để lực tương t|c chúng 2,5.10-4 N khoảng cách chúng bao nhiêu? Câu Hai cầu nhỏ mang hai điện tích q1 = 2.10-7 C q2 = 3.10-7 C đặt chân khơng tương t|c lực 0,6 N Tìm khoảng cách chúng Câu Hai vật nhỏ mang điện tích đặt khơng khí c|ch đoạn r  m, đẩy lực F  1,8 N Điện tích tổng cộng hai vật Q  3.105 C Tính điện tích vật Dạng Tổng hợp lực tác dụng lên điện tích điểm Câu Hai điện tích điểm q1 = - 2.10-8 C, q2 = 2.10-6 C, đặt điểm A, B chân không, cách cm, điểm nằm điện tích người ta đặt điện tích q3 = 2.10-6 C, tính lực tương t|c q1, q2 tác dụng lên q3 c|c trường hợp sau: a q3 đặt điểm C l{ trung điểm AB b q3 đặt điểm D nằm cách A cm Câu Hai điện tích điểm q1 = q2 = 4.10-10 C đặt hai điểm A B cách khoảng a = 10 cm khơng khí X|c định lực điện mà q1, q2 tác dụng lên q3 = 3.10-12 C đặt C cách A B khoảng a Đ|p số: 1,87.10-9 N TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Ba điện tích điểm q1  107 C, q2  5.108 C, q3  4.108 C đặt A, B, C khơng khí (A, B, C thẳng hàng) AB  cm, AC  cm, BC  cm Tính lực tác dụng lên điện tích Câu Hai điện tích điểm q1 = 5.10-5 C q2 = 6.10-5 C đặt điểm A, B cách 10 cm ch}n không X|c định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q3 = -5.10-5 C c|c trường hợp sau: a q3 nằm điểm C l{ trung điểm AB b q3 nằm điểm D nằm đường thẳng AB, cách A cm cách B 15 cm c q3 nẳm điểm E cách A 10 cm cách B 10 cm Câu Cho điện tích điểm q1 q2 có độ lớn nhau, nằm cách cm, lực điện điện tích lực hút v{ có độ lớn F = 2,25.10-3 N a H~y x|c định độ lớn điện tích cho biết chúng dấu hay trái dấu? b Tại trung điểm điện tích nói người ta đặt điện tích q3 = -2.10-6 C Hãy xác định lực điện tổng cộng tác dụng lên q3? Câu Hai điện tích q = -4.10-8 C, q2 = 4.10-8 C đặt hai điểm A B cách khoảng cm khơng khí X|c định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi: a q đặt trung điểm O AB b q đặt M cho AM = cm, BM = cm Câu Ba điện tích điểm q1  q2  q3  1,6.1019 C đặt chân không ba đỉnh tam gi|c cạnh a  16 cm X|c định lực tác dụng lên điện tích q3 Câu Ba điện tích điểm q1  4.108 C, q2  4.108 C, q3  5.108 C đặt khơng khí đỉnh ABC tam gi|c đều, cạnh a  cm X|c định vectơ lực tác dụng lên q3 Câu Ba điện tích điểm q1  27.108 C, q2  64.108 C, q3  107 C đặt khơng khí ba đỉnh tam giác ABC vng góc C Cho AC  30 cm, BC  40 cm X|c định vectơ lực tác dụng lên q3 Câu 10 Hai điện tích q1  4.108 C, q2  12,5.108 C đặt A, B khơng khí, AB  cm X|c định lực tác dụng lên q3  2.109 đặt C với CA  AB CA  cm Dạng Sự cân điện tích Câu Hai điện tích q1  2.108 C, q2  8.108 C đặt A B khơng khí, AB = cm Một điện tích q0 đặt C Hỏi C đ}u để q0 cân bằng? TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Hai điện tích q1  2.108 C, q2  8.108 C đặt A B khơng khí, AB = 8cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi C đ}u để q3 cân bằng? Câu Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 10-8 C đặt A B cách cm chân không a X|c định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 10-6 C đặt trung điểm AB b Phải đặt điện tích q3 = 10-6 C đ}u để điện tích q3 nằm cân bằng? Câu Hai điện tích q1  2.108 C, q2  1,8.107 C đặt không khí A B, AB  l  cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi C nằm đ}u để q3 cân bằng? Câu Cho hai điện tích q1 = -2.10-8 C, q2 = 18.10-8 C đặt A B khơng khí, AB = cm a Tìm lực tương tác chúng Lực lực hút hay lực đẩy? b Phải thay đổi khoảng cách chúng n{o để lực tương t|c chúng không thay đổi đặt chúng v{o điện môi, biết số điện môi ε = 16 c Một điện tích q3 đặt C Tìm vị trí đặt q3 để q3 nằm cân BÀI 2: THUYẾT ELECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH A Bài học I Thuyết electron Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích nguyên tố - Nguyên tử có cấu tạo gồm hạt nh}n mang điện dương nằm trung tâm electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh - Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt l{ nơtron khơng mang điện v{ proton mang điện dương - Electron có điện tích 1, 6.1019 C khối lượng 9,1.1031 kg - Proton có điện tích 1, 6.1019 C khối lượng 1, 6726.1027 kg - Số proton hạt nhân số electron nên độ lớn điện tích dương hạt nhân độ lớn điện tích âm electron nguyên tử trạng thái trung hịa điện - Điện tích electron v{ điện tích proton l{ điện tích nhỏ mà ta có Vì vậy, ta gọi chúng điện tích nguyên tố (âm dương) Thuyết electron - Thuyết electron dựa vào cư trú v{ di chuyển electron để giải thích tượng điện tính chất điện vật - Nội dung thuyết electron: + Electron rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi n{y đến nơi kh|c Nguyên từ bị electron trở thành hạt mang điện dương gọi ion dương Ví dụ: ion Na  + Một ngun tử trung hịa nhận thêm electron để trở thành hạt mang điện }m v{ gọi ion âm Ví dụ: ion Cl  TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC + Một vật nhiễm điện âm số electron mà chứa lớn số điện tích nguyên tố dương (proton) Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện - Vật (chất) dẫn điện vật (chất) có chứa nhiều điện tích tự Kim loại có chứa nhiều electron tự do; dung dịch axit, bazơ v{ muối có chứa nhiều ion tự Chúng chất dẫn điện - Vật (chất) c|ch điện vật (chất) không chứa chứa điện tích tự Khơng khí khơ, dầu, thủy tinh, sứ, cao su… l{ c|c chất c|c điện Sự nhiễm điện tiếp xúc - Nếu cho vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện bị nhiễm điện dấu với vật Đó l{ nhiễm điện tiếp xúc Sự nhiễm điện hưởng ứng - Đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M kim loại MN trung hòa điện Ta thấy đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương Sự nhiễm điện kim loại MN nhiễm điện hưởng ứng III Định luật bảo tồn điện tích - Trong hệ cô lập điện, tổng đại số c|c điện tích l{ khơng đổi - Hệ vật lập điện hệ vật khơng có trao đổi điện tích với vật khác hệ B Bài tập Câu Hai cầu trung hòa điện đặt khơng khí, cách 12 cm Giả sử có 5.1012 electron từ cầu di chuyển sang cầu Hỏi cầu hút hay đẩy nhau? Tính độ lớn lực tương t|c (Biết điện tích electron: -1,6.10-19 C) Câu Hai cầu kim loại nhỏ giống tích điện q1 = 4.10-7 C q2 hút lực 0,5 N chân không với khoảng cách chúng cm a Tính điện tích q2 b Cho hai cầu tiếp xúc đặt xa cách cm Tìm lực tương t|c Đ|p số: a q2 = -1,25.10-7 C; b F = 0,189 N Câu Có cầu kim loại, kích thước Quả cầu A mang điện tích 27 C , cầu B mang điện tích 3 C , cầu C không mang điện Cho hai cầu A, B chạm t|ch chúng Sau lại cho hai cầu B, C chạm Hỏi điện tích cầu? Điện tích tổng cộng cầu lúc lúc sau cùng? Câu Cho cầu kim loại nhỏ, giống nhau, nhiễm điện cách 20 cm Lực hút hai cầu 1,2 N Cho hai cầu tiếp xúc t|ch chúng đến khoảng c|ch cũ hai cầu đẩy với lực đẩy lực hút Hỏi điện tích lúc đầu cầu? TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC Câu Hai cầu kim loại nhỏ mang c|c điện tích q1 , q2 đặt khơng khí cách r  cm, đẩy lực F  2,7.104 N Cho hai cầu tiếp xúc lại đưa vị trí cũ, chúng đẩy lực F'  3,6.104 N Tính q1 , q2 Câu Hai cầu nhỏ kim loại giống hệt nhau, mang điện tích q1 q2 đặt cách 10 cm chân khơng chúng hút lực 40,5N Cho chúng tiếp xúc với đặt trở lại vị trí cũ thấy lực tương t|c chúng giảm 11,25 lần Tìm q1 q2 Câu Người ta treo hai cầu nhỏ có khối lượng m = 0,01 g sợi dây có chiều d{i (khối lượng d}y không đ|ng kể) Khi hai cầu nhiễm điện độ lớn dấu chúng đẩy cách khoảng r = cm Lấy g = 9,8 m/s2 Tìm độ lớn điện tích hai cầu Bỏ qua lực hấp dẫn hai cầu Câu Hai cầu nhỏ giống nhau, có điện tích q khối lượng m = 10 g treo hai sợi dây chiều dài l = 30 cm vào điểm O Giữ cầu cố định theo phương thẳng đứng, dây treo cầu bị lệch góc  = 60o so với phương thẳng đứng Cho g = 10m/s2 Tìm q? Đ|p số: q = 10-6 C Câu Hai cầu giống tích điện q1 = q2 = 10-6 C treo vào điểm O hai sợi d}y, không d~n, d{i 10cm Khi hai điện tích cân hai điện tích điểm v{ điểm treo tạo thành tam gi|c Tìm lực căng d}y treo Đ|p số: 1,8 N Câu 10 Trong nguyên tử H, e quay xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo trịn với bán kính R = 5.10-11 m Hãy tính vận tốc tần số chuyển động e (cho khối lượng e 9,1.10-31 kg, điện tích proton qp = 1,6.10-19 C) BÀI 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN A Bài học I Điện trường - Điện trường dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích gắn liền với điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên c|c điện tích kh|c đặt II Cường độ điện trường Định nghĩa - Để đặc trưng cho mạnh, yếu điện trường điểm, ta xây dựng khái niệm cường độ điện trường TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Cường độ điện trường điểm l{ đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực điện trường điểm Nó x|c định thương số độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt điểm v{ độ lớn q F E q đó, E l{ cường độ điện trường điểm mà ta xét Vectơ cường độ điện trường - Cường độ điện trường biểu diễn vectơ gọi l{ vectơ cường độ điện trường r r F E q ur - Vectơ cường độ điện trường E có: + phương v{ chiều trùng với phương v{ chiều lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương + chiều d{i (môđun) biểu diễn độ lớn cường độ điện trường theo tỉ xích n{o Đơn vị đo cường độ điện trường - Đơn vị đo cường độ điện trường vôn mét (V/m) Cường độ điện trường điện tích điểm - Cơng thức tính cường độ điện trường điện tích điểm Q chân khơng: E Q F k q r - Công thức cho thấy độ lớn cường độ điện trường E không phụ thuộc v{o độ lớn điện tích thử q Nguyên lý chồng chất điện trường uur uur - C|c điện trường E1 , E đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q c|ch độc lập ur với v{ điện tích q chịu tác dụng điện trường tổng hợp E : ur uur uur E  E1  E - C|c vectơ cường độ điện trường điểm tổng hợp theo quy tắc hình bình hành III Đường sức điện Định nghĩa - Đường sức điện l{ đường mà tiếp tuyến điểm giá vectơ cường độ điện trường điểm Nói c|ch kh|c, đường sức điện l{ đường mà lực điện tác dụng dọc theo Hình dạng đường sức số điện trường - Đường sức điện điện trường điện tích điểm TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC - Những trường hợp khác: Các đặc điểm đường sức điện - Qua điểm điện trường có đường sức điện mà thơi - Đường sức điện đường có hướng Hướng đường sức điện điểm hướng vectơ cường độ điện trường điểm - Đường sức điện điện trường tĩnh điện l{ đường khơng khép kín Nó từ điện tích dương v{ kết thúc điện tích âm - Ở chỗ cường độ điện trường lớn c|c đường sức điện mau, chỗ cường độ điện trường nhỏ c|c đường sức điện thưa Điện trường - Điện trường l{ điện trường m{ vectơ cường độ điện trường điểm có phương, chiều v{ độ lớn; đường sức điện đường thẳng song song cách B Bài tập Dạng Tính cường độ điện trường điểm hay nhiều điện tích gây Câu Một điện tích điểm q = 4.10-8 C đặt khơng khí a H~y x|c định cường độ điện trường điện tích gây điểm M c|ch điện tích đoạn cm b Nếu M đặt điện tích q’ = -2.10-8 C q’ có bị tác dụng lực tĩnh điện hay không? Nếu có, h~y tính độ lớn lực này? Câu Tại điểm N nằm c|ch điện tích q1 khoảng cm tồn điện trường E = V/m TRƯỜNG THCS-THPT VIỆT ANH TỔ KHOA HỌC a Hãy x|c định điện tích q1? b Nếu điểm M nằm cách q1 khoảng cm có điện tích q2 = 4.10-8 C tính lực điện q1 tác dụng lên q2? Điện tích q2 có tác dụng lực lên q1 hay không? Câu Hai điện tích điểm q1 = 3.10-7 C, q2 = 3.10-8 C đặt điểm A, B chân khơng AB = cm a Tìm cường độ điện trường q1, q2 gây điểm C nằm AB cách B cm? Vẽ hình b Giả sử C có điện tích q3 = 3.10-5 C, lực điện tác dụng lên q3 có độ lớn nào? Câu Cho hai điện tích điểm q1 = 3.10-5 C v{ điện tích q2 = -3.10-6 C đặt chân không điểm A, B cách cm a Tính lực điện điện tích cho biết lực hút hay lực đẩy ? b Tìm cường độ điện trường điện tích gây điểm C nằm AB cách A cm? Vẽ hình minh họa Câu Hai điện tích q1 = 5.10-5 C q2 = -5.10-5 C đặt điểm A, B cách 10 cm ch}n không H~y x|c định: a Cường độ điện trường q1, q2 gây điểm C l{ trung điểm AB? b Cường độ điện trường q1, q2 gây điểm D nằm cách A 15 cm, cách B cm bao nhiêu? Vẽ hình? Câu Cho hai điện tích q1  q2  4.1010 C đặt A, B khơng khí, AB  a  cm Xác ur định vectơ cường độ điện trường E tại: a H l{ trung điểm AB b M cách A cm, cách B cm c N hợp với A, B th{nh tam gi|c Đ|p số: a 72.103 V/m; b 32.103 V/m; c 9.103 V/m Câu Hai điện tích q1 = 8.10-8 C ; q2 = -8.10-8 C đặt A, B khơng khí, AB = cm Tìm vectơ cường độ điện trường C trung trực AB cách AB cm suy lực tác dụng lên q = 2.10-9 C đặt C Đ|p số: E  12,7.105 V/m; F = 25,4.10-4 N Câu Tại đỉnh tam giác ABC vuông A cạnh a  50 cm, b  40 cm, c  30 cm ta đặt c|c điện tích q1  q2  q3  109 C Tính cường độ điện trường H, với H l{ ch}n đường cao kẻ từ A Đ|p số: 246 V/m ... học I Sự nhiễm điện vật Điện tích Tương tác điện Sự nhiễm điện vật - Khi cọ xát vật thủy tinh, nhựa, mảnh polietilen,… vào lụa, … vật hút vật nhẹ mẩu giấy, sợi bơng,… Ta nói vật đ~ bị nhiễm điện... + Một vật nhiễm điện âm số electron mà chứa lớn số điện tích ngun tố dương (proton) Nếu số electron số proton vật nhiễm điện dương II Vận dụng Vật (chất) dẫn điện vật (chất) cách điện - Vật (chất)... quanh - Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn Q  RI2t Cơng suất tỏa nhiệt vật dẫn có dịng điện chạy