Bài tập xác định Vecto cường độ điện trường và tìm cường độ điện trường tổng hợp môn Vật lý 11

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường[r]

Ví dụ 1: Tam giác ABC vng A đặt điện trường

0

E ; ABC 60 , AB / /E Biết BC = 6cm, UBC 120V

a) Tìm UAC, UBA cường độ điện trường E0

b) Đặt thêm C điện tích điểm 10

q9.10 C Tìm cường độ điện trường A

Lời giải

a) Hiệu điện điểm A, C: UACE AC.cos 900  0

(hình chiếu AC lên đường sức 0) Hiệu điện điểm A, B:

BC 0 BA

U E BC.cos 60 E BAU 120V Cường độ điện trường E0:

BC

U 120

E 4000V / m

BC.cos 60 0, 06.cos 60

  

 

b) Điện trường A tổng hợp điện trường E điện trường gây điện tích điểm q đặt C

 

 

q 2

9 10

q

kq kq

E

AC BC sin 9.10 9.10

E 3000V / m

0, 06.sin 60 

 



  



Vì Eq E0  E E02Eq2  3000240002 5000V / m

Ví dụ 2: Có ba kim loại phẳng A, B, C đặt song song hình vẽ Cho

1

d 5cm, d 4cm , C nối đất, A, B tích điện có điện -100V, +50V Điện trường điện trường Xác định vecto cường độ điện trường E , E

Lời giải Chọn C làm gốc VC=0

BC B C B

2

2 2

2

U V V V

E

d d d

50

E 1250V / m

0, 04 

  

  

2

E hướng từ B sang C

 

BA B A

1

1

50 100

U V V

E 3000V / m

d d 0, 05

  

   

Ví dụ 3: Tìm hiệu điện hai vị trí M, N khơng khí Biết điện tích điểm q3.10 C9 dịch chuyển từ M đến N thu lượng W6.10 J7

Lời giải Năng lượng W công lực điện trường:

MN MN

MN

W A qU

W

U 200V

q

 

  

Ví dụ 4: Điện tích Q5.10 C9 đặt O khơng khí

a) Cần thực cơng A1 để đưa điện tích q4.10 C8 từ M (cách Q đoạn r140cm) đến N (cách Q đoạn r2 25cm)

Lời giải

a) Điện M Q gây là:

9

M M

kQ 9.10 5.10

V 112,5V

r 0,



  

Điện N Q gây là:

9

N N

kQ 9.10 5.10

V 180V

r 0, 25



  

Khi di chuyển q từ M đến N, lực điện (do điện trường điện tích Q gây ra) thực công:

  8 

M N

Aq V V 4.10 112,5 180   2, 7.10 J

Công cần thiết để di chuyển q từ M đến N là:

A   A 2, 7.10 J

b) Điện M Q gây là:

9

M M

kQ 9.10 5.10

V 112,5V

r 0,



  

Điện vô

Khi di chuyển q từ M vô cùng, lực điện (do điện trường điện tích Q gây ra) thực công:

  8 

M

Aq V V 4.10 112,5 0 45.10 J

Để di chuyển q từ M vô chậm dần phải có ngoại lực ngược chiều lực điện cơng cần thiết để di chuyển từ M vô là:

2

A    A 45.10 J

Ví dụ 5: Có điện tích điểm 9

1

q 15.10 C, q  12.10 C, q 7.10 C, đặt ba đỉnh tam giác ABC, cạnh 10cm (hình vẽ)

a) Tính điện tâm O tam giác

b) H trung điểm BC Tính hiệu điện UOH

c) Tính cơng cần thiết để electron chuyển động từ O đến H Lời giải Ta có: HBHC5cm0, 05m

2

Vì tam giác ABC 2 2 10 0,1

OA OB OC AH 10 cm m

3 3

       

a) Điện O

O 1O 2O 3O

kq kq kq

V V V V

OA OB OC

     

 

9 9

O

3

V 9.10 15.10 12.10 7.10 1558,8V 0,1

  

    

b) Điện H

H 1H 2H 3H

kq kq kq

V V V V

BH AH CH

     

9 9

9 H

15.10 12.10 7.10

V 9.10 658,8V

0, 05 0, 05 0, 05

  

 

     

 

OH O H

U V V 1558,8 658,8 900V

     

c) Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H là:

19 16

OH OH

A e.U  1, 6.10 900  1, 44.10 J

Ví dụ 6: Hai điện tích điểm 9

1

q 10 , q 4.10 C đặt cách a = 9cm chân khơng Tính điện điểm mà cường độ điện trường tổng hợp

Lời giải

Gọi E , E vecto cường độ điện trường điện tích q1 1,q2 gây

Theo nguyên lí chồng chất điện trường: EC E1E2

Tại điểm C có EC 0 nên E1 E2  Điểm C phải nằm đoạn nối hai điện tích

Gọi khoảng cách từ C tới hai điện tích q1,q2 r1,r2  

2

1 2

2

2 2

1 1

kq kq r q

4 r 2r

r r r q

      

Mà r2 r1 2 

 Điện C

9

9

1

C

1

q q 10 4.10

V k 9.10 900V

r r 0, 03 0, 06

 

   

      

 

 

Ví dụ 7: Hai cầu kim loại bán kính R1, R2 tích điện tích q1,q2 đặt hai nơi xa khơng khí Điện cầu V1, V2 Hỏi nối hai cầu dây dẫn, electron chuyển động từ cầu sang cầu nào? Xét trường hợp:

a) R1R ;q2 1 q2 0

b) R1R ; V2 1 V2 So sánh q , q 1 2

c) q10, q2 0

Lời giải

Quả cầu cô lập vật đẳng thế, điện tích nằm bề mặt cầu

Điện cầu V k q R 

Khi nối hai cầu dây dẫn, điện tích di chuyển từ cầu sang cầu điện cầu khác Electron mang điện tích âm di chuyển từ cầu có điện thấp đến cầu có điện cao

a) Trường hợp 1: R1 R ;q2 1q2 0

Điện thế:

1

1

q q

V k V k

R R

   : Electron di chuyển từ cầu (I) sang cầu (II) b) Trường hợp 2: R1 R ; V2 1V2

Điện thế:

1

1

q q

V V k k :

R R

   Các electron khơng di chuyển Điện tích q1,q2 dấu q1  q2

c) Trường hợp 3: q1 0, q2 0

Điện cầu I: 1

1 q

V k

R

Điện cầu II: 2

2 q

V k

R

 

Vì V1V2 nên electron di chuyển từ cầu (II) sang cầu (I)

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng

các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác

TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam

Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia