BTTL Điện tích điện trường

Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1. Tính lực tương tác điện giữa êlectron và hạt nhân trong nguyên tử hiđrô. Biết rằng điện tích của chúng có độ lớn 1,6.10 -19 C và khoảng cách giữa chúng là 5.10 -9 cm. So sánh với lực vạn vật hấp dẫn giữa chúng ?. Cho biết G = 6,672.10 -11 ( 2 2 Nm kg ), m e = 9,11.10 -31 kg và m p = 1,67.10 -27 kg. Bài 2. Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không cách nhau một khoảng r 1 = 2cm thì lực đẩy giữa chúng là F 1 =1,6.10 -4 N. a) Tìm độ lớn của các điện tích đó. b) Tìm khoảng cách r 2 giữa chúng để lực đẩy là F 2 = 2,5.10 -4 N. Bài 3. Xác định lực tương tác điện giữa hai điện tích q 1 = +3.10 -6 C và q 2 = -3.10 -6 C cách nhau một khoảng r =3cm trong hai trường hợp: a) Đặt trong chân không. b) Đặt trong dầu hỏa ( 2 ε = ). Bài 4. Hai điện tích điểm q 1 =q 2 =4.10 -10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng a=10cm trong không khí. Xác định lực điện mà q 1 và q 2 tác dụng lên q 3 =3.10 -12 C đặt tại C cách A và B những khoảng bằng a. Bài 5. Có hai điện tích q và –q đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng AB=2d. Một điện tích dương q 1 =q đặt trên đường trung trực của AB cách AB một khoảng x. a) Xác định lực điện tác dụng lên q 1 b) Áp dụng số q =2.10 -6 C; d=3cm; x=4cm. Bài 6. Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau tích điện q 1 =4.10 -7 C và q 2 hút nhau một lực 0,5N trong chân không với khoảng cách giữa chúng là 3cm. a) Tính điện tích q 2 . b) Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi lại đặt ra xa cách nhau 3cm. Tìm lực tương tác mới. Bài 7. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5g, được treo vào cùng điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu một điện tích q thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60 0 . Lấy g=10m/s 2 . Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu? Bài 8. Hai quả cầu giống nhau tích điện như nhau q 1 =q 2 =10 -6 C được treo vào cùng điểm O bằng hai sợi dây, không dãn, dài 10cm. Khi hai điện tích cân bằng thì hai điện tích điểm và điểm treo tạo thành một tam giác đều. Tìm lực căng dây treo. Bài 9. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại được treo vào điểm O bằng hai sợi dây mảnh có chiều dài bằng nhau l=50cm. Mỗi quả cầu có khối lượng m=0,1g và được tích điện cùng dấu gấp đôi nhau q và 2q. Chúng đẩy nhau và nằm cân bằng cách nhau r =14cm. a) Tính góc nghiêng của hai sợi dây so với đường thẳng đứng. b) Tìm điện tích của mỗi quả cầu. Bài 10 . Cho hai điện tích q và 4q đặt trên trục xx’ cách nhau một khoảng a. a) Phải đặt điện tích q 3 ở đâu để nó cân bằng. Tìm điều kiện để q 3 cân bằng bền. b) Muốn cả ba điện tích đó cân bằng thì q 3 phải đặt ở đâu và bằng bao nhiêu? Bài 11. Hai quả cầu nhỏ như nhau, mang điện tích q 1 và q 2 đặt trong không khí, cách nhau 20cm thì hút nhau một lực F 1 = 5.10 -7 N. Nối hai quả cầu bằng một dây dẫn, sau đó bỏ dây nối đi. Với khoảng cách như cũ thì hai quả cầu đẩy nhau một lực F 2 =4.10 -7 N. Tính q 1 và q 2 ? Bài 12. Hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m 1 =m 2 =0,01(g) treo vào hai sợi dây dài bằng nhau có chiều dài l =50cm (bỏ qua khối lượng của sợi dây) vào chung điểm treo O, tích điện bằng nhau, cùng dấu đẩy nhau và cách nhau 6cm. a) Tìm độ lớn điện tích của mỗi quả cầu. 1 Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 b) Nhúng cả hệ thống vào trong rượu Êtylic ( 27 ε = ). Tìm khoảng cách giữa hai quả cầu (Bỏ qua lực đẩy Ácsimét và có thể dùng công thức gần đúng). c) Nhúng cả hệ thống vào trong dầu hỏa ( 2 ε = ). Tìm khối lượng riêng của quả cầu để góc lệch giữa hai sợi dây trong dầu hỏa bằng góc lệch giữa hai sọi dây trong không khí. Cho biết khối lượng riêng của dầu hỏa là 3 3 0,8.10 ( / ) d kg m ρ = Bài 13. Một quả cầu có khối 10g được treo vào một sợi dây cách điện. Quả cầu mang điện tích q 1 =10 -7 C. Đưa một quả cầu mang điện tích q 2 lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu, dây treo hợp với đường thẳng đứng một góc 30 0 . Khi đó hai quả cầu cùng nằm trên một mặ phẳng nằm ngang và cách nhau 3m. Lấy g=10m/s 2 . Xác định dấu, độ lớn của q 2 và lực căng sợi dây? Bài 14. Hai quả cầu nhỏ mang điện tích cùng dấu q 1 và q 2 được treo vào điểm O chug bằng hai dây mảnh, không dãn, bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa hai dây là 0 1 60 α = . Cho hai quả tiếp xúc nhau rồi lại cô lập chúng thì chúng đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa hai dây treo bây giờ là 0 2 90 α = . Tìm tỉ số 1 2 ? q q = Bài 15. Hai quả cầu nhỏ như nhau, mang điện tích q 1 và q 2 đặt trong chân không, cách nhau r 1 =20cm thì hút nhau một lực F 1 = 5.10 -7 N. Nếu đặt một tấm thủy tinh dày d =5cm; 4 ε = vào giữa hai quả cầu thì lực hút F 2 giữa chúng là bao nhiêu? Chủ đề 2: ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1. Cho hai điện tích +q và –q đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng a=3cm trong chân không. Cho q=2.10 -6 C. a) Xác định cường độ điện trường tại C là trung điểm của AB. b) Xác định cường độ điện trường tại D nằm trên đường trung trực của AB và cách A một khoảng a. c) Xác định lực tĩnh điện tác dụng lên điện tích +q đặt tại C và D. Bài 2. Có ba điện tích điểm, cùng độ lớn q đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định cường độ điện trường tại điểm đặt của mỗi điện tích do hai điện tích kia gây ra trong hai trường hợp. a) Ba điện tích cùng dấu. b) Một điện tích trái dấu với hai điện tích còn lại. Bài 3. Có 4 điện tích điểm cùng độ lớn q đặt tại 4 đỉnh của một hình vuông cạnh a. Xác định cường độ điện trường gây ra bởi 4 điện tích đó tại tâm O của hình vuông trong các trường hợp sau: a) Bốn điện tích cùng dấu. b) Hai điện tích có dấu + và hai điện tích có dấu – Bài 4. Có hai điện tích q 1 = 5.10 -9 C và q 2 =-5.10 -9 C đặt cách nhau 10cm trong chân không. Xác định cường độ điện trường tại M trong các trường hợp sau: a) Cách đều hai điện tích b) Cách q 1 5cm và q 2 15cm Bài 5. Có hai điện tích điểm q 1 =q 2 =5.10 -16 C đặt cố định tại hai điểm B,C của một tam giác đều cạnh a=8cm. Các điện tích đặt trong không khí. a) Xác định cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác nói trên. b) Câu trả lời sẽ thay đổi như thế nào nếu q 1 = 5.10 -16 C và q 2 = - 5.10 -16 C. Bài 6. Ba điện tích có cùng độ lớn q đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định cường độ điện trường tại trọng tâm G của tam giác trong các trường hợp: a) Ba điện tích cùng dấu. b) Một điện tích trái dấu với hai điện tích còn lại. 2 Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 Bài 7. Tại hai điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích q 1 =+16.10 -8 C và q 2 = -910 -8 C. Xác định cường độ điện trường tại C cách A một khoảng 4cm và cách B một khoảng 3cm. Bài 8. Một quả cầu bằng sắt có bán kính R=1cm mang điện tích q nằm lơ lửng trong dầu, có một điện trường đều, hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có cường độ E=20000V/m. Tính điện tích của quả cầu? Cho biết khối lượng riêng của sắt là 7800kg/m 3 , của dầu là 800kg/m 3 . Lấy g=10m/s 2 . Bài 9. Trong chân không có hai điện tích điểm q 1 = 2.10 -8 C và q 2 = -32.10 -8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 30cm. Xác định vị trí M để cường độ điện trường tại đó bằng không? Bài 10. Một con lắc đơn gồm quả cầu có trọng lượng P=0,5N và một sợi dây mảnh, không dãn. Con lắc đặt trong điện trường đều có đường sức điện nằm ngang. Tích cho quả cầu một điện tích q thì dây treo lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 45 0 . Tính lực điện tác dụng lên điện tích q và lực căng dây? Bài 11: Một điện tích đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 (V/m). Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.10 -4 (N). Tính độ lớn của điện tích đó Bài 12: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q = 5.10 -9 (C), Tính cường độ điện trường tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng 10 (cm) . Bài 13: Ba điện tích q giống hệt nhau được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều có cạnh a. Tính độ lớn cường độ điện trường tại tâm của tam giác đó Bài 14: Hai điện tích q 1 = 5.10 -9 (C), q 2 = - 5.10 -9 (C) đặt tại hai điểm cách nhau 10 (cm) trong chân không. Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích và cách đều hai điện tích đó. Bài 15: Hai điện tích q 1 = q 2 = 5.10 -16 (C), đặt tại hai đỉnh B và C của một tam giác đều ABC cạnh bằng 8 (cm) trong không khí. Tính cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác ABC Bài 16: Hai điện tích q 1 = 5.10 -9 (C), q 2 = - 5.10 -9 (C) đặt tại hai điểm cách nhau 10 (cm) trong chân không. Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích và cách q 1 5 (cm), cách q 2 15 (cm). Bài 17: Hai điện tích q 1 = 5.10 -16 (C), q 2 = - 5.10 -16 (C), đặt tại hai đỉnh B và C của một tam giác đều ABC cạnh bằng 8 (cm) trong không khí. Xác định cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác ABC Chủ đề 3: ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. Bài 1. Hãy tính công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q =10 -8 C theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a=20cm trong một điện trường đều, có véc tơ cường độ điện trường //E BC ur uuur và có cường độ E= 3000V/m Bài 2. Trong vật lý người ta thường dùng đơn vị năng lượng là electron vôn, kí hiệu là eV. Electron vôn là năng lượng mà một electron thu được khi nó đi qua một đoạn đường có một hiệu điện thế 1V. a) Tính năng lượng eV ra J. b) Tính vận tốc của electron có năng lượng 0,01MeV (1MeV=10 6 eV) Bài 3. Một Electron bay trong điện trường. Khi qua M có điện thế V M =240V thì có vận tốc v M =10 7 (m/s). Khi qua điểm N nó có vận tốc v N =6.10 6 (m/s). Tính điện thế ở điểm N. Bài 4. Một electron bay với vận tốc v =8.10 6 m/s từ một điểm có điện thế V 1 =600V theo hướng của đường sức điện. Hãy xác định điện thế V 2 của điểm mà tại đó electron dừng lại 3 Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 Bài 5. Một hạt bụi có khối lượng m=1mg tích điện dương q =5.10 -8 C đang lơ lửng ở chình giữa hai tấm kim loại phẳng nằm ngang, tích điện trái dấu và cách nhau một khoảng d = 20cm. Cho g=10m/s 2 . a) Xác định hiệu điện thế U giữa hai tấm kim loại phẳng. b) Hạt bụi sẽ chuyển động như thế nào nếu ta đổi dấu hai bản kim loại. Tìm thời gian để hạt bụi chạm vào một bản kim loại. Bài 6. Hai bản kim loại phẳng nằm ngang, song song và cách nhau d=10cm. Hiệu điện thế giãu hai bản là U=910V. Một electron có vận tốc ban đầu v 0 = 64.10 5 m/s chuyển động dọc theo đường sức về phía bản tích điện âm. a) Tính gia tốc của electron. b) Electron chuyển động như thế nào. Biết rằng điện trường giữa hai bản là đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực. Bài 7. Hai bản kin loại phẳng cách nhau d=5cm được tích điện trái dấu cho đến khi hiệu điện thế giữa hai bản là U=157V. Ở giữa bản tụ tích điện dương có một lỗ nhỏ, ta bắn qua lỗ nhỏ đó một electron theo chiều của đường sức điện trường vào giữa hai bản. a) Tìm điều kiện của vận tốc ban đầu v 0 của electron bắn vào để nó có thể tới được bản âm. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. b) Giả sử có một electron được bắn như thế và vừa dừng lại khi đến sát bản âm rồi quay trở lại. Tìm động năng của electron lúc ra khỏi hai bản kim loại và thời gian chuyển động của electron ở giữa hai bản kim loại. Bài 8. Cho hai bản kim loại phẳng có độ dài l=5cm đặt nằm ngang, song song, cách nhau một khoảng d =2cm. Giữa hai bản kim loại có một hiệu điện thế U=910V. Một electron bay theo phương nằm ngang vào giữa hai bản với vận tốc ban đầu v 0 = 5.10 4 km/s. Tính độ lệch của electron khỏi phương ban đầu khi nó vừa ra khỏi hai bản kim loại. Coi điện trường giữa hai bản kim loại là đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực. Bài 9. Hai bản kim loại phẳng có chiều dài l =16cm, đặt song song cách nhau một khoảng d=10cm, được tích điện cho đến khi hiệu điện thế giữa chúng là U=9kV. Một electron bay vào điểm cách đều hai tấm kim loại và theo phương vuông góc với đường sức điện trường với động năng là W 0đ = 18keV. Khối lượng của êlectron là m = 9.1.10 -31 kg. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. a) Viết phương trình quỹ đạo của electron theo m, d, U và v 0 . b) Tìm độ lệch ngang h của êlectron khi ra khỏi hai tấm kim loại. c) Xác định véctơ vận tốc của êlectron khi ra khỏi hai tấm kim loại (độ lớn và góc lệch) d) Tìm điều kiện của hiệu điện thế U để êlectron thoát ra khỏi tụ. Bài 10. Một êlectron được bắn vào điện trường đều trong lòng giữa hai bản kim loại phẳng với vận tốc ban đầu v 0 =4.10 6 m/s, hợp góc 0 30 α = so với trục song song với hai bản kim loại. Biết chiều dài của các bản kim loại là 50cm, đặt cách nhau 30cm. Tìm hiệu điện thế U giữa hai bản kim loại để êlectron bay ra khỏi hai bản kim loại theo phương song song với các bản. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CHỦ ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN Bài 1. Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R = 60cm, khoảng cách giữa hai bản là d=2mm. Giữa hai bản là không khí. a) Tính điện dung của tụ điện. b) Có thể tích điện cho tụ điện một điện tích lớn nhất bằng bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng. Cho biết điện trường đánh thủng đối với không khí là 10 6 V/m. Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản là bao nhiêu? 4 Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 Bài 2. Một tụ điện không khí có điện dung C=2000pF được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế U=5000V. a) Tính điện tích của tụ điện. b) Người ta ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi 2 ε = . Tìm điện dung của tụ điện và hiệu điện thế của tụ điện khi đó. 5 Giáo viên: Phan Tiến Hùng Tel: 0985.421.069 Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1. ĐS: F đ = 0,92.10 -7 N và F hd = 0,4.10 -46 N Bài 2. ĐS: a. 2,7.10 -9 C; b. 1,6cm . Bài 3. ĐS: a. 90N; b. 45N Bài 4 ĐS: 1,87.10 -9 N. Bài 5ĐS: 17,28N Bài 6 ĐS: a. q 2 =-1,25.10 -7 C; b. F=0,189N Bài 7 ĐS: 7 3,58.10q C − = ± Bài 8 ĐS: 1,8N Bài 9 ĐS: a. 8 0 ; b. q= ± 1,23.10 -8 C. Bài 10 ĐS: a. q 3 đặt cách d một khoảng x=a/3. q 3 cùng dấu với q. b. q 3 đặt cách d một khoảng x=a/3 và q 3 = -4/9q Bài 11 ĐS: 9 1 10 .10 ( ) 3 q C − = ± và 9 2 2 .10 ( ) 3 q C − = m Bài 12. ĐS: a. q=+1,55.10 -10 C; b. r 2 =2cm; c. 1,6.10 3 kg/m 3 . Bài 13 ĐS: q 2 =0,58.10 -7 C và T=0,115N Bài 14 ĐS: x 1 = 11,76 và x 2 =0,085. Bài 15 ĐS: 2 7 1 2 1 1 . 3, 2.10 ( ) ( 1) r F F N r d ε −   = =   + −   Chủ đề 2: ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1 ĐS: a.E C =16.10 7 V/m; b. E D =2.10 7 V/m; c. F C =320N, F D =40N. Bài 2 ĐS:a. 2 3 q k a ε , có phương là đường trung trực của tam giác. b. 2 q k a ε , có phương song song với cạnh tam giác. Bài 3 ĐS: a. E=0; b. 2 4 2 q k a ε Bài 4 ĐS: a. 36000V/m, hướng về phía q 2 ; b. 16000V/m, hướng ra xa q 1 Bài 5. ĐS: E=1,2.10 -3 V/m, phương vuông góc BC và hướng ra phía xa trung điểm BC. b. E=0,7.10 -3 C, phương song song với BC. Bài 6 ĐS: a. E=0, b. 2 6k q E a = Bài 7 ĐS: 12,7.10 5 V/m Bài 8 ĐS: 14,7.10 -6 C Bài 9 ĐS:M cách A 10cm, cách B 40cm. Bài 10 ĐS: F=0,5N; T=0,707N Bài 11: ĐS: q = 8 ( µ C). Bài 12: ĐS: E = 4500 (V/m). Bài 13 ĐS: E = 0. Bài 14 ĐS: E = 36000 (V/m). Bài 15: ĐS: E = 1,2178.10 -3 (V/m). Bài 16: ĐS: E = 16000 (V/m). Bài 17: ĐS: E = 0,7031.10 -3 (V/m). Chủ đề 3: ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. Bài 1 ĐS: A AB = -3.10 -6 J, A BC = 6.10 -6 J. A CA = -3.10 -6 J. Bài 2 ĐS: a. 1eV=1,6.10-19-J; b.5,9.10 7 m/s Bài 3 ĐS: V M =422V Bài 4 ĐS: V 2 =418V Bài 5 ĐS: U=40V, t =0,1s Bài 6 ĐS: a. a=16.10 14 m/s 2 ; b. Chuyển động chậm dần, đi được 1,28cm thì dừng lại, dổi chiều và chuyển động NDĐ với cùng gia tốc Bài 7. ĐS:a. v 0 ≥ 7,43.10 6 m/s; b.W đ =2,512.10 -17 J, t=2,7.10 -8 s Bài 8 ĐS: h = 0,4cm Bài 9 ĐS: a. 2 2 0 2 eU y x mdv = ; b. h=0,032m, t=2.10 -9 s; c. Bài 10 ĐS: U=23,7V CHỦ ĐỀ 4: TỤ ĐIỆN Bài 1 ĐS: a. 5.10 -9 F; b. 2000V, 10 -5 C 6 . định cường độ điện trường tại điểm đặt của mỗi điện tích do hai điện tích kia gây ra trong hai trường hợp. a) Ba điện tích cùng dấu. b) Một điện tích trái. của điện tích đó Bài 12: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q = 5.10 -9 (C), Tính cường độ điện trường tại một điểm trong chân không cách điện tích