b) Xác định lực điện trường do điện tích điểm q tác dụng lên điện tích điểm q ' = -10 -7 C đặt tại M. a) Electrôn đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không? b) Sau[r]
(1)Tài liệu ôn tập Vật lý 11 nâng cao Chương I: Điện tích Điện trường
Dạng 1: Lực tương tác tĩnh điện
Câu 1: Hai điện tích điểm đặt chân không, cách đoạn R = 4cm Lực đẩy tĩnh điện chúng F = 10-5N Tìm khoảng cách chúng để lực đẩy tĩnh điện chúng F' = 2,5.10-6N. ĐS: 8cm
Câu 2: Hai hạt bụi khơng khí cách đoạn 3cm, hạt mang điện tích q = -9,6.10-13C. a) Tính lực tĩnh điện hai hạt
b) Tính số electrơn dư hạt bụi ĐS: a) 9,216.10-12N b) 6.106
Câu 3: Hai cầu nhỏ giống nhau, vật thừa electrơn Tìm khối lượng cầu để lực tĩnh điện lực hấp dẫn chúng Cho G = 6,67.10-11m3/kg.s2
ĐS: 1,86.10-9 kg
Câu 4: Electrôn quay quanh hạt nhân ngun tử Hiđrơ theo quỹ đạo trịn với bán kính R = 5.10-11 m. a) Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electrơn
b) Tính vận tốc tần số chuyển động electron
Coi electrôn hạt nhân nguyên tử Hiđrô tương tác theo định luật tĩnh điện ĐS: a) F 9.10-8N b) v 2,2.106 m/s; n 0,7 1016 s-1
Câu 5*: Hai vật nhỏ mang điện tích đặt khơng khí cách đoạn R = 1m, đẩy F =1,8N Điện tích tổng cộng hai vật 3.10-5N Tính điện tích vật.
ĐS: q1 = 2.10-5C, q2 = 10-5N ngược lại
Câu 6*: Hai cầu kim loại nhỏ mang điện tích q1, q2 đặt khơng khí cách R = 2cm, đẩy lực F = 2,7.10-4N Cho hai cầu tiếp xúc đưa vị trí cũ, chúng đẩy nhau lực F' = 3,6.10-4N Tính q1, q2.
ĐS: q1 = 6.10-9C, q2 = 2.10-9N ngược lại; q1 = -6.10-9C, q2 = -2.10-9N ngược lại
Câu 7*: Hai cầu kim loại nhỏ mang điện tích q1, q2 đặt khơng khí cách nhau R=20cm, hút lực F = 3,6.10-4N Cho hai cầu tiếp xúc đưa vị trí cũ, chúng đẩy lực F' = 2,025.10-4N Tính q1, q2.
ĐS: q1 = 8.10-8C, q2 = -2.10-8N ngược lại; q1 = -6.10-8C, q2 = 2.10-8N ngược lại
Câu 8: Hai điện tích điểm đặt chân không, cách đoạn R = 20cm Lực tương tác tĩnh điện chúng F Khi đặt dầu, khoảng cách, lực tương tác tĩnh điện chúng giảm lần Hỏi đặt dầu, khoảng cách điện tích phải để lực tương tác tĩnh điện chúng F
ĐS: 10cm
Dạng 2: Lực tổng hợp tác dụng lên điện tích
Câu 1: Ba điện tích điểm q1 = -10-7C, q2 = 5.10-8C, q3 = 4.10-8C đặt A, B, C khơng khí Biết AB = 5cm, AC = 4cm, BC = 1cm Tìm lực tác dụng lên điện tích q3
ĐS: F hướng từ C A, độ lớn F = 20,25.10-2N
Câu 2: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8C, q2 = -4.10-8C, q3 = 5.10-8C đặt khơng khí ba đỉnh ABC của tam giác cạnh a = 2cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3
ĐS: F AB , độ lớn F = 4,5.10-2N
Câu 3: Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = q = 1,6.10-19C đặt chân không ba đỉnh ABC tam giác cạnh a = 16cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3
ĐS: F có phương AB, độ lớn F = 3.10-27N
Câu 4: Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -10-7C đặt khơng khí ba đỉnh ABC của tam giác vuông C Biết AC = 30cm, BC = 40cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q3
ĐS: F hướng từ CO trung điểm AB , độ lớn F = 45.10-4N
Câu 5: Ba điện tích điểm q1 = 6.10-9C, q2 = q3 = -8.10-9C đặt khơng khí ba đỉnh ABC tam giác cạnh a = 6cm Xác định vectơ lực tác dụng lên q0 = 8.10-9C tâm tam giác.
ĐS: F có phương BC hướng từ A BC , độ lớn F = 8,4.10- 4N
Câu 6*: Bốn điện tích giống đặt đỉnh tứ diện cạnh a Tìm độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích
(2)Tài liệu ôn tập Vật lý 11 nâng cao
ĐS: F =
2 q 6.k
a
Câu 7*: Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt hai điểm A, B chân không cách khoảng (cm) Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt đường trung trực AB, cách AB một khoảng (cm) Độ lớn lực điện hai điện tích q1 q2 tác dụng lên điện tích q3
ĐS: F = 17,28 (N)
Dạng 3: Bài toán cân điện tích, hệ điện tích
Câu 1: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt A, B khơng khí, AB = 8cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi:
a) C đâu để q3 cân bằng?
b) Dấu độ lớn q3 để q1, q2 cân bằng? ĐS: CA = 8cm, CB = 16cm
Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8C, q2 = 8.10-8C đặt A, B khơng khí, AB = 9cm Một điện tích q3 đặt C Hỏi:
a) C đâu để q3 cân bằng?
b) Dấu độ lớn q3 để q1, q2 cân bằng? ĐS: CA = 3cm, CB = 6cm
Câu 3: Một hệ điện tích có cấu tạo gồm ion dương +e hai ion âm nằm cân Biết khoảng cách hai ion âm a Bỏ qua trọng lượng ion
a) Hãy cho biết cấu trúc hệ khoảng cách ion dương ion âm (theo a) b) Tính điện tích ion âm (theo e)
ĐS: a) Ba ion nằm đường thẳng, ion dương nằm giữa b) q =- 4e
Câu 4: Tại ba đỉnh tam giác đều, người ta đặt điện tích dương giống có độ lớn q1 = q2 = q3 = q Phải đặt điện tích q0 đâu, dấu độ lớn (theo q) để hệ cân bằng?
ĐS: q0 trọng tâm tam giác q0 = - 3q
Câu 5: Hai cầu nhỏ kim loại giống có điện tích q khối lượng m =10g treo hai dây chiều dài = 30cm vào điểm Giữ cầu I cố định theo phương thẳng đứng dây treo cầu II lệch góc 600 so với phương thẳng đứng Cho g = 10m/s2 Tìm q?
ĐS: q mg 10 C6 k
Câu 6: Hai cầu nhỏ kim loại giống có khối lượng m =5g treo hai dây chiều dài = 10cm vào điểm O Hai cầu tiếp xúc Tích điện cho cầu thấy hai cầu đẩy hai dây treo hợp với góc 600
Cho g = 10m/s2 Tính điện tích truyền cho cầu
ĐS: q 2 mgtan 3, 58.10 C7
k
Câu 7*: Hai cầu nhỏ kim loại giống treo hai dây chiều dài vào điểm, tích điện cách đoạn a = 5cm (a) Chạm nhẹ tay vào cầu Tính khoảng cách chúng sau
ĐS: 3a
Câu 8*: Hai cầu nhỏ kim loại giống có điện tích dấu q1, q2, treo hai dây chiều dài vào điểm O Hai cầu đẩy góc hợp hai dây treo 600 Cho hai cầu tiếp xúc nhau, thả chúng đẩy mạnh góc hợp hai dây treo 900. Tính tỉ số
2 q q
ĐS: 11,77 0,085
(3)Tài liệu ôn tập Vật lý 11 nâng cao ĐIỆN TRƯỜNG
Dạng 1: Xác định cường độ điện trường tạo điện tích điểm. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm Câu 1: Điện tích điểm q = 10-5 C đặt tai điểm O khơng khí
a) Tính vectơ cường độ điện trường điểm M cách điện tích điểm đoạn 10cm
b) Xác định lực điện trường điện tích điểm q tác dụng lên điện tích điểm q' = -10-7C đặt M Suy ra lực điện điện tích điểm q' tác dụng lên điện tích điểm q
ĐS: a) E OM; E = 9.106 V/m b) F E
; F = 0,9N; F/ F
Câu 2: Điện tích điểm q = -10-5 C đặt tai điểm O không khí
a) Tính vectơ cường độ điện trường điểm M cách điện tích điểm đoạn 10cm
b) Xác định lực điện trường điện tích điểm q tác dụng lên điện tích điểm q' = -10-7C đặt M ĐS: a) E OM; E = 9.106 V/m b) F E
; F = 0,9N
Câu 3: Cho hai điểm A B đường sức điện trường điện tích điểm q gây ra. Biết độ lớn cường độ điện trường A , B E1, E2 A gần O B Tính cường độ điện trường M trung điểm đoạn AB
ĐS: A B 2
A B
q
E k
r r 1 1
2 E E
Câu 4: Cường độ điện trường điện tích điểm A 36V/m, B 9V/m Hỏi cường độ điện trường M trung điểm đoạn AB? Biết hai điểm A, B nằm đường sức
ĐS: A B
q E k
r r
= 16V/m
Câu 5: Prôtôn đặt điện trường E = 1,7.106V/m
a) Tính gia tốc prơtơn, cho khối lượng prơtơn mP = 1,7.10-27kg
b) Tính vận tốc prôtôn sau đoạn đường 20cm (cho vận tốc lúc đầu 0) ĐS: a) 1,6.1014m/s2 b) v = 8.106m/s
Câu 6: Electrôn xuất phát từ điểm M với vận tốc v0 = 4.106 m/s, chuyển động dọc theo chiều đường sức của điện trường có E= 910V/m, (E v0
)
a) Electrôn quãng đường dài vận tốc không? b) Sau thời gian kể từ lúc xuất phát, electrôn lại trở điểm M? ĐS: a) s = 5cm
b) Sau electrơn chuyển động nhanh dần ngược chiều với đường sức với a = 1,6.1014m/s2
2v t
a
=5.10-8(s)
Câu 7: Một electrôn chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 106 m/s dọc theo đường sức điện một điện trường quãng đường s =1cm dừng lại Xác định cường độ điện trường
ĐS:
2 mv E
2eS
= 284,375V/m
Câu 8*: Hai cầu nhỏ khối lượng m, M mang điện tích –q +Q tương ứng (Q > q) Ban đầu hai cầu cách khoảng , đặt điện trường E hướng từ m đến M Hãy tìm cường độ điện trường E gia tốc chuyển động cầu, biết khoảng cách hai cầu không đổi Bỏ qua tác dụng trọng lực
ĐS:
2
M m
q.Q k(Q q)qQ
E=k ; a
Mq mQ (Mq mQ)
, a
hướng từ m đến M
Câu 9*: Một giọt mực có khối lượng m= 1,3.10-10kg mang điện tích q = -1,5.10-10C vào miền hai bản, ban đầu chuyển động dọc theo trục Ox nằm ngang với vận tốc v0 = 18m/s Chiều dài L 1,6cm
(4)Tài liệu ôn tập Vật lý 11 nâng cao
Các tích điện trái dấu, tạo hai điện trường có E hướng từ xuống theo phương thẳng đứng Oy, độ lớn E = 1,4.106V/m Tìm độ lệch theo phương thẳng đứng giọt mực mép ra (Bỏ qua tác dụng trọng lực lên giọt mực)
ĐS:
2 q EL h
2mv
= 0,64mm
Dạng 2: Xác định cường độ điện trường tổng hợp
Câu 1: Hai điện tích điểm q1 = q2 = q = 10-9 C đặt cố định A, B; với AB = 2cm Xác định véc tơ cường độ điện trường
a) M trung điểm đoạn AB b) N cách A 1cm cách B 3cm
c) C hợp với A, B thành tam giác
ĐS: a) EM =0; b) EN = 105V/m hướng từ N xa A c) EC =
q
3k 3,9.10
a V/m, EAB
Câu 2: Hai điện tích điểm q1 = 10-10 C, q2 = -9.10-10 C đặt cố định A, B; với AB = a = 2cm Xác định véc tơ cường độ điện trường
a) M trung điểm đoạn AB b) N cách A 1cm cách B 2cm
ĐS: a) EM =72.103 V/m hướng từ M đến A; b) EN = V/m
Câu 3: Hai điện tích điểm q1 = q2 = q = 10-10 C đặt cố định A, B; với AB = 2a = 6cm Một điểm M nằm đường trung trực AB cách AB đoạn x
a) Xác định véc tơ cường độ điện trường điểm M x = 4cm
b)* Xác định vị trí M (nằm đường trung trực AB) để cường độ điện trường M đạt giá trị cực đại Tính giá trị cường độ điện trường M lúc
ĐS: a)
M 3
2 q.x E 2k
a x
= 576 V/m, EAB
b) x a 2,12cm
;
max
M 2
q
E 4k 769,6V / m
3 3.a
Câu 4: Một điện tích điểm q = 10-9 C đặt cố định A điện trường có E hướng từ xuống theo phương thẳng đứng Oy, độ lớn E = 4.104V/m Xác định độ lớn cường độ điện trường tổng hợp M cách A đoạn r = 1,73 cm = cm (Biết OA nằm phương ngang Ox)
ĐS: EM = 5.104 V/m
Câu 5: Tại đỉnh tam giác đều, cạnh a = 10cm có điện tích điểm giống q = 10nC Hãy xác định cường độ điện trường
a) trung điểm cạnh tam giác b) tâm tam giác
ĐS: EM = q 4k
3a =12000 V/m; EG =
Câu 6: Ba điểm A, B, C khơng khí tạo thành tam giác vng A AB = cm, AC = 4cm, vectơ cường độ điện trường tổng hợp EC
C có phương song song với AB Xác định cường độ điện trường tổng hợp EC
C q2
ĐS: EC = 1,5.104 V/m; q2 = 12,5.10-9 C
Câu 7: Cho bốn điện tích độ lớn q đặt bốn đỉnh hình vng cạnh a Tìm cường độ điện trường tại tâm O hình vng trường hợp bốn điện tích có dấu:
a) +, +, +, + b) +, -, +, - c) +, -, -, + ĐS: a) E = 0; b) E = c)
kq E
a
Câu 8*: Một mặt đồng hồ có điện tích âm –q, -2q, -3q,…,-12q, đặt cố định vị trí số tương ứng Các kim đồng hồ không làm nhiễu loạn điện trường tổng hợp điện tích điểm Hỏi kim chiều với vectơ cường độ điện trường tâm mặt đồng hồ?
ĐS: 9giờ 30phút