Bài tập cơ bản về cường độ điện trường

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƯỜNG I/ ĐIỆN TÍCH 1/ Một số điều cần nắm khi nói về điện tích Định nghĩa về điện tích, đơn vị đo, phân loại điện tích Khi hai điện tích đặt gần nhau thì chúng sẽ tương tác với nhau, cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút và lực tương tác giữa chúng được xác định theo công thức: (1). Nếu một điện tích chịu tác động của nhiều điện tích thì lực mà nó chịu sẽ là tổng của các lực do các điện tích khác tác dụng lên nó, cụ thể: Trong một hệ cô lập thì tổng đại số điện tích của các điện tích là một đại lượng không đổi 2/ Các dạng toán cơ bản Dạng 1. Xác định các đại lượng trong công thức (1) Các bước cần thiết để làm được dạng này: Bước 1. Tóm tắt bài toán để xem bài toán cho gì, yêu cầu tìm gì? Bước 2. Từ 1 hãy biến đổi để suy ra công thức của đại lượng cần tìm Bước 3. Thay các đại lượng vào công thức(xem có đại lượng nào cần đổi thì phải đổi) Chú ý: Ngoài những điều đó rồi em còn cần phải biết giải hệ phương trình, và một số suy luận cơ bản của toán học, cụ thể thì hãy làm các bài toán sau. BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Cho hai điện tích điểm có độ lớn lần lượt là q1, q2 đặt cách nhau một khoảng r trong chân không Hãy tính lực tương tác giữa hai điện tích khi và r=10cm Hãy xác định khoảng cách giữa hai điện tích khi F=9000N, Hãy xác định độ lớn của hai điện tích biết với r=30cm thì F=10000N và , biết q1,,q2 trái dấu nhau. Xác định khoảng cách giữa hai điện tích biết nếu ta thay đổi khoảng cách giữa hai điện tích một khoảng 30cm thì lực tương tác giữa chúng sẽ giảm 9 lần Bài 2. Cho hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng R trong môi trường điện môi có . Hãy tính lực tương tác giữa hai điện tích khi khoảng cách giữa chúng là 30cm Hãy xác định khoảng cách giữa hai điện tích nếu F=500N Bây giờ ta hãy đưa hai điện tích trên vào chân không thì khoảng cách giữa hai điện tích phải bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng cũng như khi đặt trong môi trường điện môi. Biết khoảng cách giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi là 20cm. Hãy xác định khoảng cách và độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích. Biết nếu ta thay đổi khoảng cách giữa hai điện tích một khoảng 40cm thì lực tương tác giữa chúng sẽ tăng lên 4 lần. Bài 3. Cho hai điện tích điểm q1,q2 đặt cách nhau một khoảng r trong chân không. Người ta tiến hành đo đạc và thấy lực tương tác giữa chúng là 8000N. Nếu bây giờ ta tăng khoảng cách giữa chúng thêm 2 lần, tăng q1 lên 2 lần và giữ nguyên q2 thì lực tương tác giữa chúng sẽ là bao nhiêu? Nếu bây giờ ta giảm khoảng cách giữa chúng 2 lần, giảm q1 và q2 2 lần thì lực tương tác giữa chúng là bao nhiêu? Nếu tăng r lên 3 lần, tăng q1 6 lần, giảm q2 2 lần thì lực tương tác giữa chúng sẽ là bao nhiêu? Nếu bây giờ ta đưa hai điện tích trên vào điện môi có mà vẫn giữ nguyên khoảng cách thì lực tương tác giữa chúng sẽ là bao nhiêu? Bài 4. Cho hai điện tích điểm đặt trong chân không và cách nhau một khoảng là r. Lực tương tác giữa chúng là F. Giờ ta đưa chúng vào trong môi trường điện môi có hằng số điện môi bằng 3 thì khoảng cách giữa chúng phải như thế nào để lực tương tác giữa chúng không thay đổi. Tương tự a nhưng với hằng số điện môi bằng 4. DẠNG 2. XÁC ĐỊNH HỢP LỰC DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH TÁC DỤNG VÀO MỘT ĐIỆN TÍCH. Phương pháp giải Bước 1. Xác định yêu cầu bài toán Bước 2. Suy luận xem yêu cầu bài toán sẽ đạt được khi nào? Bước 3. Áp dụng những kiến thức biểu đạt suy luận đó * Các vấn đề cần nắm để làm bài tập dạng này: - Biểu diễn được phương chiều của lực do các điện tích tác dụng lên điện tích đó trên hình vẽ - Nắm được cách tổng hợp lực(quy tắc hình bình hành) - Biết được công thức để tính hợp lực(định lý hàm số cos) - Một vật sẽ đứng yên nếu hợp lực tác dụng vào vật bằng không Bài 1. Cho một tam giác vuông ABC vuông ở A, và góc B bằng 60 độ và BC=60cm. Tại ba đỉnh của tam giác ta lần lượt đặt 3 điện tích điểm, tại A đặt q1= 3.10-6 C, tại B đặt q2=5.10-5C còn tại C đặt q3=-2.10-4C và tam giác này đặt trong chân không Hãy tính lực do q2 tác dụng lên q1 và do q3 tác dụng lên q1 Hãy tính hợp lực do hai điện tích tác dụng lên q1 Hãy làm tương tự câu b nhưng đối với hai điện tích còn lại Nếu bây giờ có thêm một điện tích q4=2,5.10-4C thì phải đặt nó ở đâu để hợp lực tác dụng lên q1 bằng không? Bài 2. Cho hai điện tích điểm q1=6.10-5C, q2=8.10-5C đặt cách nhau 30cm trong môi trường có hằng số điện môi là 2. Hãy tính lực tương tác giữa hai điện tích Bây giờ ta đặt thêm một điện tích q3=10-5C vào để ba điện tích đó thành 1 tam giác đều thì hợp lực do hai điện tích kia tác dụng lên q3 bằng bao nhiêu? Nếu muốn hợp lực do hai điện tích kia tác dụng lên q3 ở câu b bằng không thì phải đặt nó ở đâu? DẠNG 3. CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH Điều cần biết: Cho hai điện tích điểm có q1 và q2 nếu cho chúng tiếp xúc nhau thì điện tích của chúng sau khi tiếp xúc là như nhau và có độ lớn là: Bài 1. Cho hai điện tích điểm q1=4.10-5C, q2=-6.10-5C đặt cách nhau 20cm trong chân không. Hãy tính lực tương tác giữa chúng Bây giờ ta cho hai điện tích tiếp xúc nhau rồi đưa chúng về khoảng cách cũ thì lực tương tác giữa chúng bây giờ sẽ bằng bao nhiêu? Và lực đó là đẩy hay hút? Nếu muốn lực tương tác giữa hai điện tích sau khi tiếp xúc có độ lớn bằng trước khi tiếp xúc thì khoảng cách giữa chúng phải bằng bao nhiêu? Bài 2. Cho hai điện tích điểm q1, q2 đặt cách 30cm trong chân không thì lực tương tác giữa chúng là 240N. Bây giờ người ta cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa về khoảng cách cũ thì lực tương tác giữa chúng tăng thêm 10N. Lực tương tác giữa chúng trước và sau khi tiếp xúc đều là lực đẩy Hãy xác định độ lớn của hai điện tích trước khi tiếp xúc Nếu sau khi cho tiếp xúc mà ta đưa chúng vào trong môi trường điện môi có hằng số điện môi bằng 2 thì khoảng cách giữa chúng phải bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa hai điện tích giông như khi đặt chúng ở trong chân không. Bài 3. Cho hai điện tích điểm q1,q2 đặt cách nhau 60cm trong môi trường điện môi có hằng số điện môi bằng 8 thì lực tương tác giưa chúng là 250N. Bây giờ ta cho hai điện tích tiếp xúc với nhau rồi đưa chúng vào trong chân không và giữ nguyên khoảng cách thì thấy lực tương tác giữa chúng vẫn là 250N. Hãy tính độ lớn của hai điện tích trước khi tiếp xúc. Biết trước khi tiếp xúc lực tương tác giữa chúng là lực hút. II/ ĐIỆN TRƯỜNG 1/ Một số vấn đề cần nắm khi nói về điện trường Điện trường là gì? Cường độ điện trường là gì? Cường độ điện trường được xác định theo công thức:(2)(V/m) Nguyên lí chồng chất điện trường: Nguyên lý tổng hợp và tính giá trị của một vecto Bài 1. một điện tích điểm đặt q=được đặt trong chân không. Một điểm N cách điện tích một khoảng là 60cm. hãy tính cường độ điện trường do điện tích đó gây ra tại N bây giờ người ta đặt thêm một điện tích q’ cách q 1m thì thấy cường độ điện trường tại N bằng không, hãy xác định giá trị của q’ bây giờ người ta muốn đặt thêm một điện tích q’’=6.10-6C. hỏi phải đặt q’’ ở đâu để cường độ điện trường tại N bằng không Bài 2. cho hai điện tích điểm q1= đặt cách nhau 90cm trong chân không. hãy xác định vị trí sao cho cường độ điện trường tại đó bằng không? Hãy tính cường độ điện trường do hai điện tích trên gây ra tại N biết N cách đều hai điện tích một khoảng là . Trên đây là bài tập cơ bản về cường độ điện trường. qua những bài toán trên ngoài củng cố những kiến thức vật lý cơ bản, nó còn giúp các em củng cố thêm một số kĩ năng giải hệ phương trình và giải các phương trình chứa dấu giá trị tuyệt đối. đồng thời một lần nữa chúng ta đã biết khắc phục một số sai lầm trong giải toán. Cuối cùng tôi chúc các em thành công hơn trong cuộc sống. Hương sơn ngày: 20/11/2011