Chương 1 lý 11

CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN Ở cấp Trung học sở (THCS), ta biết vật mang điện hút nhau, đẩy Lực tương tác (đẩy, hút) chúng phụ thuộc vào yếu tố nào? Người ta dựa vào sở để giải thích tượng nhiễm điện? A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Điện tích - Định luật Cu-lơng a Điện tích • Điện tích vật bị nhiễm điện, vật mang điện, vật tích điện • Điện tích điểm vật tích điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét • Có hai loại điện tích: Điện tích dương (kí hiệu dấu +) điện tích âm (kí hiệu dấu -) Chú ý Các điện tích dấu (cùng loại) đẩy nhau, điện tích trái dấu (khác loại) hút b Định luật Culơng Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm đặt chân khơng tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích ti lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng F k Trong đó: q1q2 r2 k hệ số tỉ lệ, hệ đơn vị SI, k  9.109 Nm C2 F lực tương tác hai điện tích (N) q1 , q2 điện tích điện tích điểm thứ thứ (C) r khoảng cách hai điện tích (m) + Nếu điện tích điểm đặt mơi trường điện mơi (mơi trường cách điện) đồng tính cơng thức định luật Cu-lông trường hợp là: F k q1q2  r2  số điện môi môi trường Hằng số điện môi cho biết đặt điện tích mơi trường lực tương tác chúng giảm lần so với đặt chúng chân không Trong chân khơng   Lưu ý Trong khơng khí  �1 • Véc tơ lực tương tác hai điện tích điểm: Trang - Có điểm: đặt điện tích - Có phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích - Có chiều: hướng xa hai điện tích dấu; hướng lại gần hai điện tích trái dấu (hình vẽ) - Có độ lớn: xác định định luật Cu-lơng ur ur Ở hình vẽ bên, F 21 lực q2 tác dụng lên q1 F 12 lực q1 tác dụng lên q2 + Nếu có điện tích q đặt hệ có n điện tích điểm lực tương tác n điện tích điểm điện tích q là: ur uu r uu r uur F  F1  F2   Fn uu r uu r uur Trong F1 , F2 , , Fn lực điện tích q1 , q2 , , qn tác dụng lên điện tích q Chú ý Định luật Cu-lông áp dụng cho: - Các điện tích điểm - Các điện tích phân hố vật dẫn hình cầu (coi điện tích điểm tâm) Thuyết êlectron a Cấu tạo nguyên tử phương diện điện Điện tích nguyên tố + Các chất cấu tạo từ phân tử, nguyên tử Các phân tử nguyên tử tạo thành Mỗi nguyên tử gồm: hạt nhân mang điện dương nằm trung tâm êlectron có khối lượng bé so với hạt nhân nguyên tử mang điện tích âm ln chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử 31 - Êlectron hạt sơ cấp mang điện tích âm,  e  1, 6.10 19 (C) khối lượng me  9,1.10 kg 19 27 - Proton có điện tích e  1, 6.10  C  khối lượng m p  1, 67.10 kg - Notron khơng mang điện có khối lượng xấp xỉ khối lượng proton - Điện tích êlectron proton điện tích nhỏ mà ta có được, nên ta gọi êlectron proton điện tích nguyên tố (âm dương) STUDY TIP Bình thường tổng đại số tất điện tích ngun tử khơng Ta nói ngun tử trung hịa điện b Thuyết êlectron Thuyết dựa vào cư trú di chuyển êlectron để giải thích tượng điện tính chất điện vật gọi thuyết êlectron + Êlectron rời khỏi nguyên tử để từ nơi đến nơi khác Nguyên tử êlectron trở thành hạt mang điện dương gọi ion dương Ví dụ: Nguyên tử kali bị êlectron trở thành ion K+ Trang + Một ngun tử trung hịa nhận thêm êlectron để trở thành hạt mang điện âm gọi ion âm Ví dụ: Nguyên tử clo nhận thêm êlectron để trở thành ion Cl - STUDY TIP Vật nhiễm điện âm vật thừa êlectron, vật nhiễm điện dương vật thiếu êlectron c Vật (chất) dẫn điện – điện môi Vật (chất) dẫn điện vật (chất) có chứa nhiều điện tích tự Điện tích tự điện tích di chuyển tự phạm vi thể tích vật dẫn Ví dụ: Kim loại chứa nhiều êlectron tự Các dung dịch axit, bazơ, muối chứa nhiều ion tự Điện mơi vật khơng có chứa điện tích tự Ví dụ: khơng khí khơ, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, số loại nhựa, d Sự nhiễm điện tiếp xúc Nếu cho vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện bị nhiễm điện dấu với vật Giải thích: Gọi vật chưa nhiễm điện vật A, vật nhiễm điện vật B Theo thuyết electron, vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện dương electron vật A di chuyển sang vật B làm cho vật A electron nhiêm điện dương (cùng dấu với vật B) Nếu vật A tiếp xúc với vật B nhiễm điện âm electron vật B di chuyển sang vật A làm cho vật A nhận thêm electron nhiễm điện âm (cùng dấu với vật B) e Sự nhiễm diện hưởng ứng Nếu ta đưa cầu A nhiễm điện dương lại gần điểm M kim loại MN trung hòa điện, đầu M nhiễm điện âm, cịn đầu N nhiễm điện dương Sự nhiễm điện kim loại MN nhiễm điện hưởng ứng (hay tượng cảm ứng tĩnh điện) Giải thích: Theo thuyết electron, cầu A để gần MN, cầu A tác dụng lực Cu-lông lên electron kim loại, làm cho electron di chuyển phía đầu M làm đầu M thừa electron, nên đầu M nhiễm điện âm Đầu N thiếu electron nên đầu N nhiễm điện dương Định luật bảo toàn điện tích Hệ lập điện: Là hệ gồm vật khơng trao đổi điện tích với vật khác ngồi hệ Trong hệ lập điện, tổng đại số điện tích vật hệ không đổi q1  q2   qn  số Trang B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: Xác định đại lượng liên quan đến lực tương tác hai điện tích điểm đứng yên Ví dụ 1: Hai điện tích q1  q, q2  3q đặt cách khoảng r chân khơng Nếu điện tích q1 tác dụng lên điện tích q2 có độ lớn F lực tác dụng điện tích q2 lên q1 có độ lớn A F B F C 1,5 F D F Lời giải Theo định luật Cu-lơng lực tương giác hai điện tích là: F k q1q2  F12  F21 r2 Lực tác dụng điện tích q2 lên q1 có độ lớn F Đáp án A Ví dụ 2: Hai hạt bụi khơng khí, hạt chứa 5.108 electron cách cm Lực đẩy tĩnh điện hai hạt A 1, 44.105 N B 1, 44.10 6 N C 1, 44.107 N D 1, 44.10 9 N Lời giải Điện tích hạt bụi q1  q2  5.108  1, 6.1019   8.1011  C  Lực đẩy tĩnh điện hai hạt là: 11 k q1q2 9.10  8.10  F   1, 44.107 N r2  0, 02  Đáp án C STUDY TIP Điện tích electron 1, 6.10 19 (C) Ví dụ 3: Trong mơi trường điện mơi đồng tính, lực hút tĩnh điện hai điện tích 2.106 N Khi đưa chúng xa thêm cm lực hút tĩnh điện lúc 5.107 N Khoảng cách ban đầu chúng là? A cm B cm C cm D cm Lời giải Gọi khoảng cách ban đầu hai điện tích a (m) Theo định luật Cu-lơng, ta có: F1 r22 2.106  a  0, 02  �  �  � a  0,02m  cm r2 F2 r12 5.107 a2 F: Đáp án B Trang Chú ý Các điện tích điểm đặt mơi trường điện mơi đồng tính công thức định luật Cu-lông trường hợp là: F k q1q2  r2 Ví dụ 4: Hai điện tích điểm đứng n khơng khí cách khoảng r tác dụng lên lực có độ lớn F Khi đưa chúng vào dầu hoả có số điện mơi   giảm khoảng cách chúng cịn r độ lớn lực tương tác chúng A 18 F B 1,5 F C F D 4,5 F Lời giải Theo định luật Cu-lơng, ta có lực tương tác hai điện tích điểm tỉ lệ nghịch với  r F: F� r2 F� �  �  2 r F � r� F 1.r �r � � � �3 �  4,5 � F �  4,5 F Đáp án D Ví dụ 5: Hai cầu nhỏ giống kim loại A B đặt khơng khí, có điện tích q1  3, 2.107  C  q2  2, 4.107  C  , cách khoảng 12 cm a) Khi đó, số electron thừa, thiếu cầu 12 A Số electron thừa cầu A N1  2.10 electron, số electron thiếu cầu B N  1,5.1012 electron 12 12 B Số electron thiếu cầu A N1  2.10 electron, số electron thừa cầu B N  1,5.10 electron 12 12 C Số electron thừa cầu A N1  1,5.10 electron, số electron thiếu cầu B N  2.10 electron 12 12 D Số electron thiếu cầu A N1  1,5.10 electron, số electron thừa cầu B N  2.10 electron b) Lực tương tác điện chúng A 24.103 N B 48.103 N C 3.103 N D 72.103 N c) Cho hai cầu tiếp xúc điện với đặt chỗ cũ Lực tương tác điện hai cầu sau A 4,8.103 N B 103 N C 3, 2.103 N D 2.103 N Lời giải Trang a) Điện tích electron có độ lớn 1, 6.10 19  C Vì cầu A nhiễm điện âm nên cầu A thừa electron Số electron thừa cầu A là: N1  3, 2.107  2.1012 electron 19 1, 6.10 Vì cầu B nhiễm điện dương nên cầu B thiếu electron Số electron thiếu cầu B là: N  2, 4.107  1,5.1012 electron 1, 6.1019 Đáp án A b) Lực tương tác điện chúng lực hút (vì hai cầu mang điện tích trái dấu) có độ lớn xác định định luật Cu-lông F k q1q2  48.103 N r2 Đáp án B c) Khi cho hai cầu tiếp xúc với điện tích cầu phân bố lại Vì cầu  q2� q� giống nên sau tách ra, điện tích chúng q1� Mặt khác theo định luật bảo  q2� q1  q2 Từ suy tồn điện tích ta có q1� q1�  q2� q�  q1  q2  0, 4.107 C Lực tương tác điện chúng lực đẩy có độ lớn: F� k q1� q2�  103  N  r Đáp án B Phân tích Tư tưởng giải ý c: - Đã có khoảng cách hai cầu, người ta cho chúng tiếp xúc đưa lại vị trí cũ nên khoảng cách khơng thav đổi - Tính điện tính hai cầu sau tiếp xúc tách định luật bảo tồn điện tính - Dùng định luật Cu-lông xác định lực tương tác Ví dụ 6: Hai điện tích q1 q2 đặt cách 20 cm khơng khí, chúng đẩy với lực F  1,8 N Biết q1  q2  6.106 C q1  q2 Xác định loại điện tích q1 q2 Tính q1 q2 6 6 A q1  1.10  C  q2  5.10  C  6 6 B q1  2.10  C  q2  4.10  C  6 6 C q1  3.10  C  q2  3.10  C  Trang 6 6 D q1  4.10  C  q2  2.10  C  Lời giải Hai điện tích đẩy nên chúng dấu, mặc khác q1  q2  nên chúng điện tích âm Theo định luật Cu-lơng, ta có q1q2 Fr F  9.10 � q1q2   8.1012  C2  r 9.10 Vì q1 q2 dấu nên q1q2  nên q1q2  q1q2  8.1012  1 q1  q2  6.106   Từ (1) (2) ta có q1 q2 nghiệm phương trình: 6 � �x  2.10 x  Sx  P  � x  6.106 x  8.10 12  � �1 6 �x2  4.10 � � q1  2.10 6 q1  4.106 � � Từ suy � � q2  4.106 q2  2.106 � � 6 6 Vì q1  q2 � q1  4.10 C; q2  2.10 C 6 6 Vậy q1  4.10  C  q2  2.10  C  Đáp án D STUDY TIP Nếu tổng số S tích số P số nghiệm phương trình x  Sx  P  Ví dụ 7: Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện mơi dầu 6 A q1  q2  4.10  C  ;   2, 25 6 B q1  q2  3,5.10  C  ;   1, 72 6 C q1  q2  3.10  C  ;   1, 26 6 D q1  q2  4,510  C  ;   2,85 Lời giải Khi đặt khơng khí, theo định luật Cu-lơng ta có F k q2 Fr � q  q   4.106  C  r2 9.109 Khi đặt dầu, lực tương tác cũ, nên ta có: F� k qq q2 �   9.109 22  2, 25  r� Fr � Đáp án A Trang Ví dụ 8: Cho hai cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện cách 20 cm chúng hút lực 1,2 N Cho chúng tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách cũ chúng đẩy với lực đẩy lực hút Tính điện tích lúc đầu cầu � q1  0,96.106 � q1  5,58.10 6 � � ; A � � q2  5,58.106 � q2  0,96.106 � � q1  0,96.106 � q1  5,58.10 6 � � ; B � � q2  5,58.106 � q2  0,96.106 � 6 6 � � �q1  0,96.10 �q1  5,58.10 ; C � 6 � 6 �q2  0,96.10 �q2  5,58.10 D Cả A B Lời giải Hai cầu hút nên chúng tích điện trái dấu Vì điện tích trái dấu theo định luật Cu-lơng ta có F k q1q2 Fr 16 12 16 � q q   q q   10 � q1q2   1012  1 2 r 9.10 3 Khi cho hai cầu tiếp xúc với điện tích cầu phân bố lại Vì cầu  q2� q� Mặt khác theo định luật bảo giống nên sau tách ra, điện tích chúng q1� tồn điện tích ta có q1�  q2� q1  q2  q2� q�  Từ suy q1� q1  q2 Theo định luật Cu-lơng, ta có lực tương tác lúc F� k q1� q2� �q1  q2 � F � r 16 12 6 �   10 � q1  q2  � 10   � � r 3 � � 9.10 Từ (1) (2) ta có q1và q2 nghiệm phương trình: x m8 3.106 x  16.1012  6 6 � � �x1  0,96.10 �x1  0,96.10 �� � 6 6 �x2  5,58.10 �x2  5,58.10 � q1  0,96.106 � q1  5,58.106 � q1  0,96.106 � q1  5,58.10 6 � � � � ; ; ; Vậy � � � � q2  5,58.106 � q2  0,96.106 � q2  5,58.10 6 � q2  0,96.10 6 � Đáp án D Phân tích Ta cần tìm phương trình ẩn q1 , q2 - Từ kiện "cách 20 cm chúng hút lực 1,2 N" ta kiện liên quan Trang đến q1 , q2 - Từ kiện "Cho chúng tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách cũ" ta kiện thứ theo định luật bảo toàn điện tích Trang BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Điện tích Định luật Cu-lơng Câu 1: Có hai điện tích điểm q1và q2 đặt gần nhau, chúng đẩy Khẳng định sau đúng? A q1  q2  B q1  q2  C q1.q2  D q1.q2  Câu 2: Có bốn vật A, B, C, D kích thước nhỏ, nhiễm điện Biết vật A hút vật B lại đẩy C Vật C hút vật D Khẳng định sau không đúng? A Điện tích vật A D trái dấu B Điện tích vật A D dấu C Điện tích vật B D dấu D Điện tích vật A C dấu Câu 3: Phát biểu sau đúng? A Khi nhiễm điện tiếp xúc, electron dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện B Khi nhiễm điện tiếp xúc, electron dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện C Khi nhiễm điện hưởng ứng, electron dịch chuyển từ đầu sang đầu vật bị nhiễm điện D Sau nhiễm điện hưởng ứng, phân bố điện tích vật bị nhiễm điện không thay đổi Câu 4: Độ lớn lực tương tác hai điện tích điểm khơng khí A tỉ lệ với bình phương khoảng cách hai điện tích B tỉ lệ với khoảng cách hai điện tích C tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách hai điện tích D tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai điện tích Câu 5: Tổng điện tích dương tổng điện tích âm 1cm3 khí Hiđrơ điều kiện tiêu chuẩn là: 3 A 4,3.10  C   4,3.10  C  3 B 8, 6.10  C   8, 6.10  C  C 4,3  C   4,3  C  D 8,  C   8,  C  9 Câu 6: Khoảng cách prôton êlectron r  5.10  cm  , coi prôton êlectron điện tích điểm Lực tương tác chúng là: 12 A lực hút với F  9, 216.10  N  12 B lực đẩy với F  9, 216.10  N  8 C lực hút với F  9, 216.10  N  8 D lực đẩy với F  9, 216.10  N  Câu 7: Hai điện tích điểm đặt chân không cách khoảng r   cm  Lực đẩy 4 chúng F  1, 6.10  N  Độ lớn hai điện tích là: 9 A  q1  q2  2, 67.10μC  9 C  q1  q2  2, 67.10  C  7 B  q1  q2  2, 67.10μC  7 D  q1  q2  2, 67.10  C  Trang 10 Cb   C  C  C C1  C2  C3  100  4nF 25 q q � U1  U  U12 �  � C1 C2 � � U  U1  U  30V � � Q3  Q12  Q  CbU  1, 2.107 C � � � 1,2.107 U1  U  U3  30   24V � �� 20.106 � U1  U2  24V � Câu 69: Đáp án C Tụ C1 bị đánh thủng nên điện dung điện tích Câu 70: Đáp án C Tụ C1 bị đánh thủng nên tụ C2 nối song song với dây dẫn nên có hiệu điện điện tích Câu 71: Đáp án C Cb = 4,5μF nên tụ gồm tụ nối tiếp với Cx � 4,5  6.Cx � Cx  18F , Cx gồm tụ ghép song song với  Cx Vậy nên phải dùng tụ Câu 72: Đáp án B + Cb  � 5C  C nên tụ C song song với Cx 5C  C  Cx � Cx  C 3 Vậy Cx gồm tụ C nối tiếp với CY C.CY � C � CY  2C C  CY Vậy CY gồm tụ ghép song song với Vậy nên phải dùng tụ Câu 73: Đáp án A Mắc nối tiếp Q1 = Q2 � C1U1  C2U � U1 C2   U C1 Câu 74: Đáp án A + Điện dung ban đầu tụ: Trang 142 C C1.C2 2C2  C1  C2 + Điện tích ban đầu tụ: Q  CU  CU 2 CU Q + U  1 U C1 2C2 Nếu nhúng C2 vào chất điện mơi có   → C2’ = 2C2 + Điện dung sau nhúng: C'  C1.C'2 2C2.2C2   C2 C1  C'2 2C2  2C2 + Q '  C 'U  C2U Q'1 C2U U   C1 2C2 + U '1  � U '1 E'1   U1 E1 Vậy cường độ điện trường tăng 1,5 lần Câu 75: Đáp án A + Ban đầu ngồi khơng khí C  S 4kd + Sau nhúng S 3S 4S S C1     4kd 4kd 8kd 2kd (ghép song song tụ) � C  , điện dung tụ tăng lần C1 Câu 76: Đáp án C + Ban đầu ngồi khơng khí C  S 4kd + Sau nhúng, lưu ý nằm ngang nên tụ coi ghép nối tiếp tụ C1, C2 với C1  S 4k � Cb  d  2C,C2  3S  6C d 4k C1.C2  C C1  C2 Trang 143 Vậy điện dung tụ tăng 3/2 lần Câu 77: Đáp án B Mắc song song U1 = U2 = U = 60V Câu 78: Đáp án D W   Cb2  Cb1  U2 �8 �1502 �  �  1mJ �9 10 � Câu 79: Đáp án A Cb  C1C2C3 10.15.30   5F C1C2  C2C3  C1C3 10.15 15.30  10.30 Câu 80: Đáp án D Mắc nối tiếp Q1  Q2  Qb  CbU  C1.C2 U  7,2.104 C C1  C2 Trang 144 ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG I Câu 1: Nói nhiễm điện hưởng hứng hai vật A B thì: A Điện tích truyền từ A sang B B Khơng có truyền điện tích từ vật sang vật kia, có xếp lại điện tích khác dấu hai phần vật nhiễm điện hưởng ứng C Điện tích truyền từ B sang A D Điện tích truyền từ vật A sang B ngược lại ur Câu 2: Véctơ cường độ điện trường E u r A phương chiều với lực F tác dụng lên điện tích thử đặt điện trường u r B phương ngược chiều với lực F tác dụng lên điện tích thử đặt điện trường u r C phương chiều với lực F tác dụng lên điện tích thử dương đặt điện trường u r D phương chiều với lực F tác dụng lên điện tích thử âm đặt điện trường Câu 3: Hai điểm M N nằm đường sức điện trường có cường độ E, hiệu điện M N UMN, khoảng cách MN = d Công thức sau không đúng? A UMN = VM - VN B UMN = E.d C AMN = q UMN D E = UMN.d Câu 4: Một tụ điện phẳng gồm hai tụ có diện tích phần đối diện S, khoảng cách hai tụ d, lớp điện mơi có số điện mơi ε, điện dung tính theo cơng thức A C  S 9.109.2d B C  S 9.109.4d C C  9.109.S .4d D C  9.109.S 4d Câu 5: Một tụ điện có điện dung C, nạp điện đến hiệu điện U, điện tích tụ Q Cơng thức sau công thức xác định lượng tụ điện? A W  Q2 2C B W  U2 C C W  CU 2 D W  QU Câu 6: Đặt điện tích q điện trường điện tích Q, cách Q đoạn x Đồ thị sau biễu diễn phụ thuộc lực tương tác tĩnh điện chúng khoảng cách x A Hình B Hình C Hình D Hình Câu 7: Trong điện trường điện tích q, tăng khoảng cách điểm xét đến điện tích q cường độ điện trường A tăng lần B giảm lần C tăng lần D giảm lần Câu 8: Trong nhận xét tụ điện đây, nhận xét không A Điện dung đặc trưng cho khả tích điện tụ B Điện dung tụ lớn tích điện lượng lớn C Điện dung tụ có đơn vị Fara (F) Trang 145 D Hiệu điện lớn điện dung tụ lớn Câu 9: Cho vật tích điện tích q1 = 2.10-5 C tiếp xúc vật tích điện tích C2 = -8.10-5 C Điện tích hai vật sau cân A 2.10-5 C B -8.10-5 C C -6.10-5C D -3.10-5 C Câu 10: Hai điện tích hút lực 2.106 N Khi chúng dời xa thêm cm lực hút 5.10-7 N Khoảng cách ban đầu chúng A cm B cm C cm D cm Câu 11: Một điện tích điểm q đặt điện mơi đồng tính vơ hạn có ε = 2,5 Tại điểm M cách q đoạn 0,4 m, điện trường có cường độ 9.105 V/m hướng phía điện tích q Giá trị q A q = - 40 μC B q = + 40 μC C q = -36 μC D q = + 36 μC Câu 12: Một hạt bụi khối lượng 3,6.10 -15kg nằm lơ lửng hai kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu Điện tích 4,8.10 -18 C Hai kim loại cách cm Hỏi hiệu điện đặt vào hai đó? Lấy g = 10 m/s2 A U = 125 V B U = 150V C U = 75 V D U = 100 V Câu 13: Bốn tụ điện giống có điện dung C ghép song song với thành tụ điện Điện dung tụ điện A Cb = 4C B Cb = 0,25C C Cb = 2C D Cb = 0,5C Câu 14: Một electrôn chuyển động dọc theo đường sức điện trường có cường độ E = 1200 V/m Biết điện tích electrơn qe = - l,6.10-19 C khối lượng m = 9,1.10-31 kg Giá trị gia tốc electron A ae = l,21.1014 m/s2 B ae = -2,11.1014 m/s2 C ae = 2,11.1014 m/s2 D ae = -2,11.1012 m/s2 Câu 15: Dịng điện chạy qua bóng đèn hình tivi thường dùng có cường độ 60 μA Số electron tới đập vào hình tivi giây A 3,75.1014 e/s B 7,35.1014 e/s C 2,66.1014 e/s D 2,66.104 e/s Câu 16: Hai điện tích q1 = q2 (q > 0) đặt hai điểm A B với AB = 2a M điểm nằm đường trung trực AB cách AB đoạn h Cường độ điện trường cực đại M là: A kg a2 B kg 3a C kg a2 D kg a2 Câu 17: Một electron xa chuyển động hướng electron khác cố định với vận tốc ban đầu v Đồ thị biểu diễn thế tương tác hai electron theo khoảng cách cho hình vẽ Giá trị v0 gần giá trị sau đây? A 2.105 m/s B 2.104 m/s C 2.106 m/s D 2.103 m/s Trang 146 Câu 18: Một vật nhỏ tích điện q1 = 3.10-6 C, khối lượng m đặt điểm A khơng khí q gắn vào đầu sợi dây nhẹ, chiều dài l 20 cm , cách điện, đầu cố định Điện tích điểm q2=10-6 C gắn với lò xo nhẹ k = 100 N/m đặt nằm ngang, cách điện, đầu cố định Ban đầu q1 q2 nằm đường thẳng đứng, khoảng cách hai điện ur tích đủ lớn để bỏ qua tương tác chúng Thiết lập điện trường E nằm ngang Khi hai điện tích vị trí cân q q2 thuộc đường thẳng đứng lực căng dây treo q có độ lớn gấp hai lần trọng lực tác dụng lên q1 Bỏ qua ma sát, lấy g = 10 m/s2 Tính giá trị m A kg B kg C kg D kg Câu 19: Trong nguyên tử Hidro, electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn bán kính R = 5.10-9 cm Năng lượng cần thiết để ion hóa nguyên tử Hidro (đưa electron xa vô cực) là: A 14,4 eV B 15,4 eV C 20 eV D 13,9 eV Câu 20: Đặt điện tích +q đến gần điện tích -q chúng sẽ: A hút B đẩy C không tương tác D hút sau đẩy Câu 21: Đặt nhẹ điện tích dương điện trường đều, điện tích dương chuyển động A chiều điện trường B ngược chiều điện trường C vuông góc vói điện trường D theo quỹ đạo Câu 22: Trong mơi trường chân khơng, lực tương tác tĩnh điện hai điện tích điểm: A tỉ lệ thuận với khoảng cách chúng B tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích C tỉ lệ thuận với bình phương khoảng cách chúng D tỉ lệ nghịch với độ lớn điện tích Câu 23: Đơn vị sau đơn vị cường độ điện trường A Niuton B Vôn C Vôn nhân mét D Vôn mét Câu 24: Đại lượng sau không liên quan đến cường độ điện trường điện tích điểm q điểm: A điện tích thử q B điện tích q0 C khoảng cách từ q0 đến q D số điện môi môi trường Câu 25: Thế mà electron gây vị trí cách cm có độ lớn là: A 1,6.10-6 J B 1,44.10-5 J C 2.10-6 J D 3.10-6 J Trang 147 Câu 26: Công lực điện để dịch chuyển động điện tích q = 1,6.10 -19 C chuyển động ngược chiều điện trường có cường độ E = 105 V/m theo phương dọc theo đường sức đoạn 10 cm là: A 1,6.10-15 J B - 1,6.1015 J C 2.10-16 J D 3.10-16 J Câu 27: Người ta thực công A = 0,01 J để di chuyển điện tích thử từ điểm M 0,02 J đến điểm N Thế điện điểm N A 0,01 J B - 0,01 J C 0,03 J D 0,04 J Câu 28: Cho hai cầu mang điện q1 = a C q2 = - a C tiếp xúc với Sau thời gian ta lại tách hai cầu Điện tích cầu thứ sau tách khỏi A 2a C B a C C 0,5a C D C Câu 29: Hai điện tích q loại đặt hai điểm AB Cường độ điện trường trung điểm C đoạn AB có độ lớn bằng  A B k q AC2 C 2k q AC2 D k q AB2 Câu 30: Cho hai điểm A B nằm đường sức điện điện tích q > gây Biết độ lớn cường độ điện trường A 36 V/m, B V/m Xác định cường độ điện trường trung điểm M AB A 10 V/m B 15 V/m C 20 V/m D 16 V/m Câu 31: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-8 C, q2 = -10-8 C Đặt cách 20 cm khơng khí Xác định lực tương tác chúng? A 4,5.10-5 N B 5.10-5 N C 4.10-5 N D 6.10-5 N Câu 32: Hai điện tích điểm có độ lớn đặt khơng khí cách 12 cm Lực tương tác hai điện tích 10 N Đặt hai điện tích dầu đưa chúng lại cách cm lực tương tác chúng 10 N Tính độ lớn điện tích số điện môi dầu A 2,25 B C D 2,5 Câu 33: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo đường sức điện trường hai tụ tụ điện phẳng Hai tụ cách khoảng d = cm chúng có hiệu điện U = 120 V Electron có vận tốc dịch chuyển quãng đường cm A 6.106 m/s B 8.106 m/s C 7,9.106 m/s D 9.106 m/s Câu 34: Cho hai điện tích q1 = μC, q2 = μC đặt hai điểm A B chân khơng AB = m Xác định vị trí điểm C để đặt C điện tích q0 điện tích nằm cân A cách A 40 cm, cách B 60 cm B cách A 50 cm, cách B 60 cm C cách A 60 cm, cách B 40 cm D cách A 60 cm, cách B 60 cm Trang 148 Câu 35: Lần lượt đặt điện tích thử q vào điện trường điện tích q q2 tương tác điện tích thử với điện tích q (nét liền) q2 (nét đứt) theo khoảng cách r cho hình vẽ Tỉ số q1 : q2 A B.2 C 0,5 D 0,25 Câu 36: Tại hai điểm A B cách 10 cm khơng khí, đặt hai điện tích q = q2 = 6.10-6 C Xác định lực điện hai điện tích tác dụng lên q3 = 3.10-8 C đặt C Biết AC = BC = 15 cm B 136.10-3 N A 1,3 N C 1,8.10-3 N D 1,45.10-3 N Câu 37: Cho hai cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện cách 20 cm chúng hút lực 1,2 N Cho chúng tiếp xúc với tách chúng đến khoảng cách cũ chúng đẩy lực lực hút Tính điện tích lúc đầu cầu A q1 = 0,96.10-6 C q2= -5,58.10-6 C B q1 = 0,9.10-6 C q2 = -5,58.10-6 C C q1 = 0,96.10-6 C q2 = -5,3.10-6 C D q1 = 10-6 C q2 = -2.10-6 C Câu 38: Tụ xoay gồm n hình bán nguyệt đường kính D = 12 cm, khoảng cách hai liên tiếp d = 0,5 mm Phần đối diện hai cố định di chuyển có dạng hình quạt với góc tâm a, với < a < 180° Biết điện dung cực đại tụ điện 1500 pF Giá trị n A 15 B 16 C D 25 Câu 39: Để tránh làm nhiễm khơng khí, ống khói nhà máy điện, nhà máy xi măng, nhà máy gạch người ta thường lắp đặt thiết bị lọc bụi tĩnh điện Cấu tạo bảo thiết bị gồm hai kim loại chiều dài L, cách khoảng 2d bố trí dọc theo trục ống khói Hai kim loại đặt vào hiệu điện U thay Các hạt bụi nhẹ bay qua hệ thống tích điện q, giả sử vận tốc ban đầu hạt bụi vào hệ thống v nằm ống Hiệu điện đặt vào hai kim loại có giá trị nhỏ để hạt bụi khơng bay ngồi: A U  4md2v20 q L2 B U  md2v20 q L2 C U  4md2v20 qL D U  md2v20 qL Câu 40: Một electron cố định, electron khác xa chuyển động phía electron cố định với vận tốc ban đầu v0 Khoảng cách nhỏ chúng là: A 2ke2 mv20 B ke2 mv20 C ke2 2mv20 D ke2 4mv20 ĐÁP ÁN Trang 149 l- B 11- A 21- A 31- A 2- C 12- B 22- B 32- A 3- D 13- A 23- D 33- C 4- C 14- B 24- A 34- A 5- B 15- A 25- B 35- B 6- A 16- B 26- B 36- B 7- D 17- A 27- A 37- A 8- D 18- D 28- D 38- B 9- D 19- A 29- A 39- A 10- D 20- A 30- D 40- A HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án B Khi nói nhiễm điện hưởng ứng hai vật A B khơng có truyền điện tích từ vật sang vật kia, có xếp lại điện tích khác dấu hai phần vật dẫn điện hưởng ứng Câu 2: Đáp án C ur u r Vectơ cường độ điện trường E phương, chiều với lực điện F tác dụng lên điện tích thử q dương đặt điện trường Câu 3: Đáp án D Ta có: E  U d Câu 4: Đáp án C Công thức tính điện dung tụ điện phẳng C S 4kd Câu 5: Đáp án B U2 Công thức W  khơng phải cơng thức tính lượng tụ C Câu 6: Đáp án A Ta có: F : → Hình x2 Câu 7: Đáp án D Ta có: F : → r tăng lần E giảm lần x2 Câu 8: Đáp án D Điện dung tụ phụ thuộc vào chất tụ, không phụ thuộc vào điện áp bên ngồi đặt vào Câu 9: Đáp án D Điện tích hai vật sau cân q q1  q2  3.105 C Câu 10: Đáp án D Ta có: F : F � r2  r1  4cm r F2 Trang 150 Câu 11: Đáp án A Điện trường hướng q → q < Mặc khác E  kq � q  40C r2 Câu 12: Đáp án B Để hạt bụi nằm cân lực điện tác dụng lên phải cân với trọng lực P  F � mg  qE � mg  q U mgd �U   150V d q Câu 13: Đáp án A Điện dung tụ điện giống ghép song song Cb = 4C Câu 14: Đáp án B Electron chuyển động ngược chiều đường sức � a  qE  2,11.1014 m/ s2 m Câu 15: Đáp án A Số electron đập đến tivi giây n q It   3,75.1014 e e Câu 16: Đáp án B uuu r uur uur + Cường độ điện trường điểm M E M  E1  E2 uur uur Trong E1, E2 cường độ điện trường q1 q2 gây M E1  E  k q1 a  h2 + Cường độ điện trường tổng hợp M E M  2E1 cos  Ta có: a2  h2  2k q h  a h 1,5 V /m a2 a2 a4h2   h2 �33 2 Trang 151  � a h 2   27 � a4h2 � a2  h2  3 � ah 2kqh kq EM �  Vậy 3 3a2 ah → EM cực đại h  a � E M max  4kq 3a2 Câu 17: Đáp án A Chọn mốc vô + Năng lượng hệ ban đầu bao gồm động electrong thứ hai (thế ban đầu hai electron cách xa nhau) → Ed  mv + Năng lượng hệ lúc sau electron thứ hai điện trường electron thứ → Et  kq2 r Cơ hệ bảo toàn Ed = Et � r  2ke2 (r vị trí cực đại) mv20 Từ hình đồ thị ta có r = 12 nm Từ ta tìm v0 = 2.105 m/s Câu 18: Đáp án D P1 + Tại vị trí cân mới, ta có: cos=  0,5 T1 + Mặc khác l  lsin  10 cm + Đối với lắc lò xo Fđh =q2E �E Fdh kl   107 V / m q2 q2 Ta có tan  F1 q1E qE  � m1   3kg P1 m1g gtan Trang 152 Câu 19: Đáp án A + Electron chuyển động trịn quanh hạt nhân, lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm: F  maht � k e2 v2 ke2  m � E  mv  d r 2r r2 ke2 + Thế electron E t  eV   r ke2 → Năng lượng electron E  Ed  E t   2r ke2 Vậy lượng cần thiết để ion hóa nguyên tử Hidro E   14,4eV 2r Lưu ý: eV = 1,6.10-19 J Câu 20: Đáp án A Các điện tích trái dấu hút Câu 21: Đáp án A Điện tích dương chuyển động chiều điện trường Câu 22: Đáp án B Trong chân không lực tương tác tĩnh điện tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích Câu 23: Đáp án D Đơn vị đo cường độ điện trường V/m Câu 24: Đáp án A Điện tích thử khơng liên quan đến cường độ điện trường điện tích q0 điểm Câu 25: Đáp án B Thế điện tích q: E t  kq  1,44.105 J r Câu 26: Đáp án B Công lực điện A = - qEd = - 1,6.10-15 J Câu 27: Đáp án A Công hiệu → EN =EM - A = 0,01 J Câu 28: Đáp án D Điện tích cầu sau tiếp xúc Câu 29: Đáp án A Cường độ điện trường trung điểm Câu 30: Đáp án D Trang 153 � q � OB  2OA �E A  k OA2  36 � � � q � �EM �OA � 9 �� � � Ta có: �EB  k OB � �E A �OM � q � � OA  OB OM   1,5OA �EM  k OM � � � → EM = 16 V/m Câu 31: Đáp án A uur uuu r Lực tương tác hai điện tích điểm q1 q2 F12 F21 có: + Phương đường thẳng nối hai điện tích điểm + Chiều lực hút + Độ lớn F12  F21  k q1q2 r2  9.109.2.108.108  4,5.105 N 0,2 Câu 32: Đáp án A + Lực tương tác hai điện tích đặt khơng khí F0  k F0r2 q2 � q   4.1012 C k r + Khi đặt điện môi mà lực tương tác không đổi nên ta có:  r2 122   2,25 r'2 82 Câu 33: Đáp án A Áp dụng định lí động A  + Mặt khác A  Fs  qEs  q � v mv  U s d 2qUs  7,9.106 m/ s md Câu 34: Đáp án A + Giả sử q0 > Để q0 nằm cân hợp lực tác dụng lên q0 phải 0, ta có: uur uur u r uur uur r uur uur � F � � F � 20 F  F10  F20  � F10  F20 � �10 �F10  F20 Trang 154 + Vì q1 q2 dấu nên C thuộc đường thẳng AB AC + BC = AB q1 AC  q2 BC2 �AC  BC  100 �AC  40cm � �� �4 �BC  60cm � 2 BC2 �AC Câu 35: Đáp án B Với khoảng cách ta ln có Et ~ q Từ đồ thị ta thấy, ứng với giá trị r E1 = E2 → q1 = 2q2 Câu 36: Đáp án B uur uur + Các điện tích q1 q2 tác dụng lên điện tích q3 lực F13 F23 có phương chiều hình vẽ độ lớn F13  F23  k q1q3  72.103 N AC + Lực tổng hợp tác dụng lên q3 có phương chiều hình vẽ, độ lớn � � AC2  AH2 F  2F13 cos� � 2F13  136.103 N AC �2 � Câu 37: Đáp án A + Hai cầu ban đầu hút nên chúng mang điện trái dấu + Từ giả thuyết tốn, ta có: � Fr2 16 12 q q   q q   10 �1 2 k � � �q1  q2 � Fr 192 6 � � q1  q2  � 10 � � � � � k � + Hệ phương trình cho ta nghiệm � � q1  0,96.106 C q1  5,58.106 C � � � � q2  5,58.106 C q2  0,96.106C � � Câu 38: Đáp án B Trang 155 + Diện tích phần đối diện S   R 180 + Hai đối diện tạo nên tụ điện có điện dung  R S 180   1011F C 2 4kd 4kd 180 + n tương đương với (n-1) tụ ghép song song nhau, điện dung tụ là: Cb   n  1 C   n  1  1011  1500.1012  180 � n  16 Câu 39: Đáp án A Tương tự cho toán chuyển động ném ngang + Theo phương Oy vật chuyển động thẳng với vận tốc v0 + Theo phương Ox vật chuyển động với gia tốc a  Để hạt bụi khơng khỏi ống tmin  qE m  qU 2md L v0 + Theo phương Ox thì: tmin 2d L  �  a v0 4md v02 2d � U  q U q L2 2md Câu 40: Đáp án A Chọn mốc vô + Năng lượng hệ ban đầu bao gồm động electrong thứ hai (thế ban đầu hai electron cách xa nhau) → Ed  mv + Năng lượng hệ lúc sau electron thứ hai điện trường electron thứ → Et  kq2 r Cơ hệ bảo toàn Ed = Et 2ke2 �r mv20 Trang 156 ... bụi q1  q2  5 .10 8  ? ?1, 6 .10 ? ?19   8 .10 ? ?11  C  Lực đẩy tĩnh điện hai hạt là: ? ?11 k q1q2 9 .10  8 .10  F   1, 44 .10 7 N r2  0, 02  Đáp án C STUDY TIP Điện tích electron ? ?1, 6 .10 ? ?19 ... có q1q2 Fr F  9 .10 � q1q2   8 .10 ? ?12  C2  r 9 .10 Vì q1 q2 dấu nên q1q2  nên q1q2  q1q2  8 .10 ? ?12  1? ?? q1  q2  6 .10 6   Từ (1) (2) ta có q1 q2 nghiệm phương trình: 6 � �x  2 .10 ... 5 .10 8 C Tính cường độ điện trường điểm M cách tâm cầu 10 cm: A 36 .10 3 V/m B 45 .10 3 V/m C 67 .10 3 V/m D 47 .10 3 V/m ĐÁP ÁN 1- C 11 -A 21- B 2-A 12 -C 3-B 13 -D 4-D 14 -B 5-B 15 -B 6-B 16 -B 7-B 17 -B 8-C 18 -B