Bài tập Vật lí 11 NC - Chuơng I: Điện trường

BÀI TẬP VẬT LÍ 11 NC CHUƠNG I Bài 1 : Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 , q2 cách nhau một khoảng r trong chất điện môi có hằng số điện môi trong các trường hợp sau: a. b. ĐS : F=90N; F=108N Bài 2 : Một quả cầu nhỏ có khối lượng m =1,6 g, q1 = 2.10-7C được treo bằng sợi tơ mảnh. Ở dưới nó 30 cm cần đặt một điện tích q2 như thế nào để sức căng của sợi dây giảm đi một nữa. ĐS : q2=4.10-7C Bài 3 : Hai quả cầu nhỏ giống nhau có cùng khối lượng m, điện tích q được treo tại cùng một điểm bằng hai dây mảnh. Do lực đẩy tĩnh điện , hai quả cầu tách ra xa nhau một đoạn a. Xác định góc lệch của các sợi dây so với phương thẳng đứng Áp dụng : m=2,5g , q=5.10-7C, a=60cm ĐS : Bài 4 : Hai quả cầu kim loại giống nhau, mang điện tích q1, q2 đất cách nhau 20cm thì hút nhau một lực F1=5.10-7N. Nối hai quả cầu bằng một dây dẫn, xong bỏ dây dẫn đi thì thấy hai quả cầu đẩy nhau với một lực F2=4.10-7N . Tính q1, q2 ĐS : Bài 5 : Hai điện tích q1 = -4.10-8C , q2 = 4.10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng a = 4 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9C khi : q đặt tại trung điểm 0 của AB q đặt tại M sao cho AM = 4cm, BM = 8cm ĐS : F= 3,6 N ; F=0,135N Bài 6 : Hai điện tích điểm đặt cach nhau 1m trong không khí thì đẩy nhau một lực F = 1,8 N. Độ lớn tổng cộng là 3.10-5C. Tính điện tích mỗi vật ĐS : q1 = 2.10-5C ; q2 =10-5C Hay : q2 = 2.10-5C ; q1 =10-5C Bài 7 :Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C ; q2 =64.10-8C ; q3 = -10-7C đặt tại ba đỉnh của tam giác vuông ABC tại C. Cho AC = 30 cm ; BC = 40cm. Xác định lực tác dụng lên q3 ( hệ thống đặt trong không khí) ĐS : F = 45.10-4N Bài 8 : Hai điện tích điểm +q và –q đặt tại hai điểm A và B cách nhau 2d trong không khí . Xác định lực tác dụng lên q0=q đặt tại điểm M trên đường trung trực AB, cách AB một khoảng là x Áp dụng : q = 10-6C ; d = 4cm ; x =3cm ĐS : F = 5,76N Bài 9 : Ở trọng tâm của một tam giác đều, người ta đặt một điện tích Xác định dấu và độ lớn của điện tích q cần đặt ở mỗi đỉnh của tam giác để cho cả hệ trạng tahí cân bằng ĐS : Bài 10 : Người ta đặt ở tâm hình vuông một điện tích q1 = 2,5.10-7C và ở 4 đỉnh của nó 4 điện tích q, hệ ở trạng thái cân bằng. Xác định q ĐS : Bài 11 : cho hai điện tích q1 = q và q2 = 4q đặt cố định trong không khí cách nhau một khoảng a=30cm. Phải chọn một điện tích thứ ba q0 như thế nào và đặt ở đâu để nó cân bằng ? ĐS : r1=10cm ; r2= 20cm , q0 tuỳ ý Bài 12 : Hai quả cầu giống nhau, mang điện, đặt cách nhau một đoạn r = 20 cm, chúng hút nhau một lực .Sau đó, cho chúng tiếp xúc nhau và lại đưa ra vị trí cũ thì thấy chúng đẩy nhau bằng một lực .Hãy xác định điện tích ban đầu của mỗi quả cầu. Bài 13: Hai điện tích dương và một điện tích âm có cùng độ lớn đặt tại 3 đỉnh của tam giác ABC với AB = 3cm, BC = 4cm, AC = 5cm, trong đó điện tích âm đặt tại C. Tính độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích ở A. Bài 14: Hai quả cầu nhỏ giống nhau treo ở 2 đầu dây OA và OB. Lúc cân bằng 2 dây có phương thẳng đứng và 2 quả cầu tiếp xúc nhau. Cho 2 quả cầu cùng mang điện tích q và giữ quả cầu A cố định thì quả cầu B bị đẩy làm dây OB lệch với phương thẳng đứng góc (hình vẽ). Tính q, biết khối lượng quả cầu là m, chiều dài dây treo là l . Bài 15: Hai điện tích dương và đặt cách nhau khoảng d trong chân không. Hỏi phải đặt điện tích ở đâu và bằng bao nhiêu để cả 3 điện tích đều cân bằng khi chúng không bị lực cản. 2. ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1: Hai điện tích , đặt tại 2 điểm A, B cách nhau 40cm trong chân không. Xác định véctơ cường độ điện trường tại: M là trung điểm của AB N có AN = 20cm; BN = 60cm Bài 2: Có 3 điện tích điểm cùng độ lớn q đặt tại 3 đỉnh của 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 khi: Ba điện tích cùng dấu Một điện tích trái dấu với hai điện tích kia. Bài 3: Tại 3 đỉnh của tam giác vuông ABC: AB = 30cm, AC = 40cm đặt 3 điện tích dương . Xác định tại chân đường cao hạ từ đỉnh góc vuông xuống cạnh huyền. Bài 4: Tại 3 điểm A, B, C trong không khí tạo thành tam giác vuông tại A: AB = 4cm, AC = 3cm. Tại A đặt , tại B đặt . Biết tổng hợp tại C có phương song song AB. Xác định và tại C Bài 5: Hai điện tích +q và – q (q>0) đặt tại hai điểm A, B với AB = 2a trong không khí. Xác định cường độ điện trường tại M nằm trên trung trực của AB, cách AB một đoạn x Tính x để EM cực đại và tính giá trị cực đại này Bài 6 : Hai điệntích q1 = 4q > 0 và q2 = -q đặt tại hai điểm A và B cách nhau 9cm trong chân không. Xác định điểm M để cường độ điện trường tổng hợp tại đó bằng 0 . ĐS : x = 9 cm Bài 7 : Cho ba điện tích điểm q1, q2, q3 đặt tại ba đỉnh A, B, C của hình vuông ABCD trong không khí, xác định hệ thức giữa q1, q2, q3 để cường độ điện trường bằng không ĐS : , q2 là điệ tích âm ( kết quả trên vẫn đúng cho trường hợp q1, q3 âm , q2 dương) Bài 8 : Một quả cầu nhỏ, khối lượng m =20g mang điện tích q = 10-7 C được treo bởi dây mảnh trong điện trường đều có véctơ cường độ điện trường nằm ngang. Khi quả cầu cân bằng , dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α = 300 . Tính độ lớn của cường độ điện trường, cho g=10m/s2. B E C D A ĐS : E = 1,15.106 V/m Bài 1 : Ba điểm A,B,C nằm trong điện trừong đều E song song với CA. cho AB AC và AB =6 cm , AC=8cm . a.Tính cường độ điệ trường E, UAB và UBC . Biết UCD = 100 V (D là trung điểm của AC ) b. Tính công của lực điện trừong khi electron di chuyển từ B đến C, từ B đến D ĐS : E=2500 V/m ; UBC=-200 V ABC=3,2.10-17 J ; ABD=1,6.10-17 J Bài 2 : Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang, tích điện trái dấu , có một hiệu điện thế U1=1000V. Khoảng cách giữa hai bản là d=1cm. Ở đúng giữa khoảng hai bản có một giạt thuỷ ngân nhỏ nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống, chỉ còn U2= 995 V. Hỏi sau bao lâu giọt thuỷ ngân rơi đến xuống bản dưới? ĐS : t = 0,45 s Bài 3 :Một điện tử có vận tốc v0 = 6.109 cm/s bay vào khoảng giữa hai bản của một tụ điện phẳng theo hướng song song với các bản . Hỏi sau khi bay qua tụ điện , điện tử sẽ bị lệch đi một đoạn bằng bao nhiêu so với phương ban đầu, biết rằng hai bản cách nhau 1cm có chiều dài 5cm và có hiệu điện thế bằng 600 V ĐS : y = 0,36 cm Bài 4: Một electron bắct đầu vào trong điện trường đều E = 2.103 V/m với vận tốc ban đầu V0=5.106 V/m theo hướng đường sức . Tính quãng đường S và thời gian t mà electron đi được cho đến khi dừng lại, cho rằng điện trường đủ rộng. Mô tả chuyển động tiếp theo của electron sau khi nó dừng lại. Nếu điện trường chỉ tồn tại trong khoảng dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường. ĐS: S=3,57cm ; t=14,3.10-9s ; V1=4,24.106m/s Bài 5 : Hai bản kim loại tích điện trái dấu, đặt song song và cách nhau d = 10cm . Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 10V. Một electron được bắn đi từ phía bản dương về phía bản âm với vận tốc hợp với bản góc độ lớn . Lập phương trình quỹ đạo chuyển động của electron giữa hai bản. Tính khoảng cách gần nhất giữa electron và bản âm ĐS : ; Hmin=8,6cm Bài 6 : Hai bản kim loại mỗi bản dài đặt song song và cách nhau khoảng d. Hiệu điện thế giữa hai bản U. Một êlectron bay vào điện trường đều giữa hai bản theo phương song song với hai bản và gần sát bản âm với độ lớn vận tốc là V0 . Thiết lập phương trình quỹ đạo của êlectron trong điện trường đều và xác định dạng quỹ đạo của chuyển động Tính thời gian và độ lêch h của êlectron trong điện trường đều ( so với phương ban đầu) Xác định phương và độ lớn vận tốc của êlectron khi nó bắt đầu bay ra khỏi điện trường đều. Áp dụng : l =10cm . d =10 cm , V0=2.106m/s , U=10 V. Bài 7 : Cho 5 tụ điện lần lượt là 1µF, 2µF , 3µF, 4µF, 5µF. được ghép nối tiếp, song song, hỗn tạp với nhau . a. Hỏi có thể ghép được bao nhiêu bộ tụ ? b.Xác định điện dung tương đương của mỗi bộ tụ ? c.giả sử đặt vào 2 đầu mạch U = 30V Xác định điện tích và hiệu điện thế trên mỗi đầu tụ điện? Bài 8: Cho 5 tụ điện có điên dung là 5µF đem ghép lại với nhau ? a.Hỏi có thể ghép được bao nhiêu bộ tụ ? b.Xác định điện dung tương đương của mỗi bộ tụ ? c.giả sử đặt vào 2 đầu mạch U = 50V Xác định điện tích và hiệu điện thế trên mỗi đầu tụ điện? d.Trong mỗi mạch nếu tụ C3 bị đánh thủng thì bộ tụ được vẽ lại như thế nào? Tìm điện tích trên mỗi tụ và hiệu điện thế trên mỗi đầu tụ?