Các dạng bài tập Chương I - Vật lý 10

CÁC DẠNG BÀI TẬP CHƯƠNG I I. LỰC ĐIỆN TRƯỜNG Dạng 1: Tìm lực, hợp lực tác dụng lên một điện tích điểm. Bài 1 : Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một electron. Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn ? Bài 2 : Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau R = 1m, đẩy nhau bằng lực F = 1,8N. Điện tích tổng cộng của hai vật là Q = 3.10-5C. Tính điện tích của mỗi vật? Bài 3: Hai bụi ở trong không khí ở cách nhau một đoạn R = 3cm mỗi hạt mang điện t ích q = -9,6.10-13C. a. Tính lực tĩnh điện giữa hai điện tích. b. Tính số electron dư trong mỗi hạt bụi, biết điện tích của electron là e = -16.10-19C. ĐS: a. 9,216.1012N. b. 6.106 Bài 4: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước ( = 81) cách nhau 3 (cm). Lực đẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 (N). Tính độ lớn hai điện tích đó ĐS: cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-3 (C). Bài 5: Electron quay quanh hạt nhân nguyên tử Hiđro theo quỹ đạo tròn bán kính R= 5.1011m. a. Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên electron. b. Tín vận tốc và tần số chuyển động của electron ĐS: a. F = 9.10-8N. b. v = 2,2.106m/s, f = 0,7.1016Hz Bài 6: Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau một đoạn R = 1m, đẩy nhau bằng lực F = 1,8N. Điện tích tổng cộng của hai vật là Q = 3.10-5C. Tính điện tích mỗi vật. ĐS: q1 = 2.10-5C, q2 = 10-5C hặc ngược lại Bài 7: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10-7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N) trong chân không. T ính khoảng cách giữa chúng ĐS: r = 6 (cm). Bài 8: Có hai điện tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách nhau một khoảng 6 (cm). Một điện tích q3 = + 2.10-6 (C), đặt trên đương trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm). Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 bao nhiêu. ĐS: F = 17,28 (N). Bài 9: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-2 (C) và q2 = - 2.10-2 (C) đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a = 30 (cm) trong không khí. Lực điện tác dụng lên điện tích q0 = 2.10-9 (C) đặt tại điểm M cách đều A và B một khoảng bằng a có độ lớn là bao nhiêu? ĐS: F = 4.10-6 (N). Bài 10 : Hai quả cầu nhỏ như nhau mang các điện tích q1 và q2 đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau bằng một lực F =2,7.10-4 N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau bằng một lực F’=3,6.10-4N. Tính q1 và q2? Bài 11: Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng r =3cm trong chân không hút nhau bằng một lực F = 6.10-9N. Điện tích tổng cộng của hai điện tích điểm là Q=10-9C. Tính điện đích của mỗi điện tích điểm: Đs: Bài 12: Hai quả cầu giống nhau mang điện, cùng đặt trong chân không, và cách nhau khoảng r=1m thì chúng hút nhau một lực F1=7,2N. Sau đó cho hai quả cầu đó tiếp xúc với nhau và đưa trở lại vị trí cũ thì chúng đảy nhau một lực F2=0,9N. tính điện tích mỗi quả cầu trước và sau khi tiếp xúc. Đs: A B D FD C Bài 13: Cho hai điện tích bằng +q (q>0) và hai điện tích bằng –q đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a trong chân không, như hình vẽ. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích nói trên Đs: Bài 14: Hai điện tích q1, q2 đặt cách nhau một khoản r =10cm thì tương tác với nhau bằng lực F trong không khí và bằng nếu đặt trong dầu. Để lực tương tác vẫn là F thì hai điện tích phải đạt cách nhau bao nhiêu trong dầu? Bài 15: Cho hai điện tích điểm q1=16 và q2 = -64 lần lượt đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau AB = 100cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q0=4 đặt tại: a. Điểm M: AM = 60cm, BM = 40cm. b. Điểm N: AV = 60cm, BN = 80cm Đs: a. ; b. hợp với NB một góc : tan Bài 16: Hai quả cầu kim loại nhỏ hoàn toàn giống nhau mang điện tích q1 = 1,3.10-9C và q2=6.5.10-9C, đặt trong không khí cách nhau một kh oảng r thì đẩy nhau với lực F. Chi hai quả cầu tiếp xúc nhau, rồi đặt chung trong một lớp điện môi lỏng, cũng cách nhau một khoảng r thì lực đẩy giữa chúng cũng bằn F a. Xác đinh hằng số điện môi b. Biết lực tác đụng F = 4,6.10-6N. Tính r. ĐS: ; b. Bài 17: Hai quả cầu kim loại giống nhau, mang điện tích q1, q2 đặt cách nhau 20cm thì hút nhau bợi một lực F 1 = 5.10-7N. Nối hai quả cầu bằng một dây dẫn, xong bỏ dây dẫn đi thì hai quả cầu đẩy nhau với một lực F2 = 4.10-7 N. Tính q1, q2. ĐS: Bài 18: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau khoảng r = 4cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F = -10-5N a. Tính độ lớn mỗi điện tích. b. Tìm khoảng cách r1 giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện là F1 = 2,5.10-6N. Đs: ; b. Bài 19: Người ta đặt ba điện tích q1 = 8.10-9C, q2 = q3 = - 8.10-C tại ba đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 6cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0=610-9C đặt tại tâm O của tam giác. ĐS: F = 72.10-5N Bài 20: Ba quả cầu nhỏ khối lượng bằng nhau và bằng m, được treo vào 3 sợi dây cùng chiều dài l và được buộc vào cùng một điểm. Khi được tích một điện tích q như nhau, chúng đẩy nhau và xếp thành một tam giác đều cạnh a. Tính điện tích q của mỗi quả cầu. Đs: Bài 21: Hai điện tích điểm và được đặt tại hai điểm A, B cách nhau 1cm trong không khí. Hãy tính lực coulomb do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3 = nếu q3 được đặt tại C cách B 1cm và cách A 2cm. Bài 22: Ba điện tích , được đặt trong không khí lần lươt tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 4cm. Hãy xác định véc tơ lực tác dụng lên q3. Bài 23: Hai điện tích và được đặt tại hai điểm A, B cách nhau 0,15m. Một điện tích được đặt tại điểm C sao cho tam giác ABC vuông cân tại C. Hãy tính lực coulomb do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3. Dạng 2: Khảo sát sự cân bằng của một điện tích. Bài 1 : Ở mỗi đỉnh của hình vuông cạnh a có đặt điện tích Q = 10-8C. Xác định dấu và độ lớn điện tích q đặt ở tâm hình vuông để cả hệ điện tích cân bằng ? Đs : Bài 2: Cho hai điện tích q1=, q2=9 đặt tại hai điểm A và B trong chân không AB=1m. Xác định vị trí của điểm M để đặt tại M một điện tích q0, lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 bằng 0, chứng tỏ rằng vị trí của M không phụ thuộc giá trị của q0. Đs: Bài 3: Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m = 0,01g bằng những sợi dây có chiều dài bằng nhau (khối lượng không đáng kể). Khi hai quả cầu nhiễm điện bằng nhau về độ lớn và cùng dấu chúng đẩy nhau và cách nhau một khoảng R = 6cm. Lấy g = 9,8m/s2. Tính điện tích mỗi quả cầu ĐS: Bài 8: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 1,6g, tích điện q = 2.10-7C được treo bằng một sợi dây tơ mảnh. Ở phía dưới nó cần phải đạt một điện tích q2 như thế nào để lực căng dây giảm đi một nửa. Đs: Vậy q2 > 0 và có độ lớn q2 = 4.10-7C Bài 4: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, cùng khối lượng m = 0,2kg, được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài l = 0,5m. Khi mỗi quả cầu tích điện q như nhau, chúng tách nhau ra một khoảng a = 5cm. Xác đinh q. ĐS: Bài 5: Tại ba đỉnh của một tam giác đều, người ta đặt ba điện tích giống nhau q1=q2=q3=6.10-7C. Hỏi phải đặt điện tích thứ tư q0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng. Đs: Đặt tại trọng tâm của tam giác điện tích Bài 6: Cho hai điện tích dương q1 = 2 (nC) và q2 = 0,018 (C) đặt cố định và cách nhau 10 (cm). Đặt thêm điện tích thứ ba q0 tại một điểm trên đường nối hai điện tích q1, q2 sao cho q0 nằm cân bằng. Xác định vị trí của q0. ĐS: cách q1 2,5 (cm) và cách q2 7,5 (cm). Bài 7: Một quả cầu khối lượng 10 g,được treo vào một sợi chỉ cách điện. Quả cầu mang điện tích q1= 0,1 . Đưa quả cầu thứ 2 mang điện tích q2 lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu,dây treo hợp với đường thẳng đứng một góc =300. Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3 cm. Tìm độ lớn của q2 và lực căng của dây treo? g =10m/s2 ĐS: q2 = 0,058 ; T = 0,115 N II. ĐIỆN TRƯỜNG. Dạng 1: Xác định điện trường tạo bởi 1 điện tích điểm, một hệ điện tích điểm. Bài 11: Hai điện tích điểm q1 = -9.10-5C và q2 = 4.10-5C nằm cố định tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong chân không. Tính cường độ điện trường tai điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách A 20cm ĐS: Cách q2 40 cm Bài 1: Tại 2 điểm A và B cách nhau 10cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = q2 = 4.10-6C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 8cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-8C đặt tại C. Bài 2. Tại 2 điểm A và B cách nhau 10cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = - q2 = 6.10-6C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 12cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8C đặt tại C. Bài 3. Tại 2 điểm A, B cách nhau 20cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = 3.10-6C, q2 = -5.10-6C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 10cm ; BC = 30cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = -5.10-8C đặt tại C. Bài 4. Tại 2 điểm A, B cách nhau 10cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = 4.10-6C, q2 = 9.10-6C. Xác định cường độ điện trường do 2 điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 10cm, BC = 20cm. Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do 2 điện tích này gây ra bằng 0. Bài 5. Tại 2 điểm A, B cách nhau 15cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = -12.10-6C, q2 = - 3.10-6C.Xác định cường độ điện trường do 2 điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 20cm, BC = 5cm. Bài 6. Tại 2 điểm A, B cách nhau 20cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = - 9.10-6C, q2 = 4.10-6C. Xác định cường độ điện trường do 2 điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 15cm, BC = 5cm. Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do 2 điện tích này gây ra bằng 0. Bài 7: Tại hai điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích q1 = 16.10-8C và q2 = - 9.10-8 C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4cm và cách B một khoảng 3 cm ? Bài 8: Ba điện tích q giống nhau được đặt cố định tại 3 đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định cường độ điện trường tại tâm của tam giác? Bài 9 . Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và C, điện tích âm đặt tại B và D. Xác định cường độ tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông. Bài 10. Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và D, điện tích âm đặt tại B và C. Xác định cường độ tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông. Bài 11. Tại 3 đỉnh của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn q. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh thứ tư của hình vuông. Bài 12. Tại 3 đỉnh A, B, C của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn q. Trong đó điện tích tại A và C dương, còn điện tích tại B âm. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh D của hình vuông. Bài 13. Hai điện tích q1 = q2 = q > 0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 2a. a) Xác định véc tơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB và cách trung điểm H của đoạn AB một đoạn x. b) Tìm H để cường độ điện trường tại M là lớn nhất. Dạng 2: Điện trường tổng hợp triệt tiêu. Điều kiện cân bằng của một điện tích trong điện trường. Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = -9.10-5C và q2= 4.10-5C nằm cố định tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong chân không. Tìm vị trí tại đó cường độ điện trường bằng không . Hỏi phải đặt một điện tích q0 ở đâu để nó nằm cân bằng? Bài 2: Tại 2 điểm A, B cách nhau 15cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = -12.10-6C, q2 = - 3.10-6C. Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do 2 điện tích này gây ra bằng 0. Bài 3: Cho hai điện tích đặt tại A và B , AB =2cm. Biết và điểm C cách q1 6cm, cách q2 8cm sao cho cường độ điện trường E = 0. Tìm q1 và q2 ? Đs : Bài 4: Tại 4 đỉnh của hình vuông ABCD cạnh a. Tại đỉnh A, C người ta đặt hai điện tích . Hỏi tại đỉnh B phải đặt một điện tích bằng bao nhiêu để cường độ điện trường tổng hợp tại D triệt tiêu. ĐS: . Bài 5: Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích V = 10mm3, khối lượng m= 9.10-5kg, Dầu có khối lượng riêng D = 800kg/m3, tất cả được đặt trong điện trường đều hướng thẳng đứng từ dưới xuống và có độ lớn E = 4,1.105V/m. Tính điện tích của bi để nó nằm lơ lửng trong dầu. lấy g = 10m/s2. Đs: q = -2.10-9C. Bài 6: Hai quả cầu có cùng khối lượng m, cùng điện tích q được treo trong không khí bằng hai sợi dây mảnh có cùng chiều dài l và cùng treo vào 1 = 1m điểm, do lực đẩy điện tích nên chúng cách nhau một khoảng r = 6cm (r << l). 1) Tính điện tích của mỗi qua cầu. 2) Nhúng cả hệ thống xuống rượu có hằng số điện môi . Tính khoảng cách của hai quả cầu lúc này. Đs: a) ; b) II. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ. Dạng 1: Xác định điện thế. Hiệu điện thế. Công của lực điện trường. Bài 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D trong điện trường là UCD = 200V. Tính: a. Công của điện trường di chuyển proton từ C đến D b. Công của lực điện trường di chuyển electron từ C đến D. a). A = qpUCD = b). A = eUCD = Bài 2: Ba điểm A, B, C là ba đỉnh của một tam giác vuông trong điện trường đều, cường độ E=5000V/m. Đường sức điện trường song song với AC. Biết AC = 4cm, CB = 3cm. Góc ACB = 900. a. Tính hiệu điện thế giữa các điểm A và B, B và C, b. Tích công di chuyển một electro từ A đến B a. ; b. Bài 3: Một electron bay với vận tốc v = 1,12.107m/s từ một điểm có điện thế V1 = 600V, theo hướng của các đường sức. Hãy xác định điện thế V2 ở điểm mà ở đó electron dừng lại. ĐS: Bài 4: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường của một tụ điện phẳng, hai bản cách nhau một khoảng d = 2cm và giữa chúng có một hiệu điện thế U = 120V. Electron sẽ có vận tốc là bai nhiêu sau khi dịch chuyển được một quãng đường 3cm. Đs: Bài 7 : Khi bay qua hai điểm M và N trong điện trường , electron tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính UMN ? Bài 8 : Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều , , AB//. Biết BC = 6cm. UBC = 120V. a) Tìm b) Đặt thêm ở C điện tích điểm . Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A? Bài 3: Ba điểm A,B,C tạo thành một tam giác vuông (vuông ở A); AC= 4 cm; AB=3 cm nằm trong một điện trường đều có song song với cạnh CA, chiều từ C đến A. Điểm D là trung điểm của AC. 1) Biết UCD=100 V. Tính E, UAB; UBC 2) Tính công của lực điện khi một e di chuyển : a) Từ C đến D b) Từ C đến B c) Từ B đến A Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J 1) Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên? 2) Tính vận tốc của e khi nó tới P. Biết vận tốc của e tại M bằng không Bài 2: Một hạt mang điện tích q = +1,6.10-19C ; khối lượng m =1,67.10-27kg chuyển động trong một điện trường. Lúc hạt ở điểm A nó có vận tốc là 2,5.104 m/s. Khi bay đến B thì nó dừng lại. Biết điện thế tại B là 503,3 V. Tính điện thế tại A Bài 9: Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 10cm trong điện trường đều, cường độ điện trường là E = 300V/m. // BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác. Bài 1: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích q = 5.10-10 (C) di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A=2.10-9 (J). Coi điện trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc với các tấm. Tính cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó. ĐS: E = 200 (V/m). Dạng 2: Khảo sát chuyển động của các điện tích trong điện trường đều. Bài 5: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tị điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ có cường độ E=6.104V/m. Khoảng cách giưac hai bản tụ d =5cm. a. Tính gia tốc của electron. Đs: b. tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0. Đs: c. Tính vận tốc tức thời của electron khi chạm bản dương. Đs: v = 3,2.107m/v Bài 6: 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 giưã hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện dương nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống chỉ còn U2 = 995V. Hỏi sau bao lâu giọt thủy ngân rơi xuống bản dương? ĐS: Bài 2: Một êlectron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100 (V/m). Vận tốc ban đầu của êlectron bằng 300 (km/s). Khối lượng của êlectron là m = 9,1.10-31 (kg). Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của êlectron bằng không thì êlectron chuyển động được quãng đường là bao nhiêu. ĐS: S = 2,56 (mm). Bài 7: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường sức với vận tốc 2000km/s. Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế ở cuối đoạn đường đó là 15V. Đs: Bài 3: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN = 1 (V). Công của điện trường làm dịch chuyển điện tích q = - 1 (C) từ M đến N là bao nhiêu ĐS: A = - 1 (J). Bài 4: Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06.10-15 (kg), mang điện tích 4,8.10-18 (C), nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, cách nhau một khoảng 2(cm). Lấy g = 10 (m/s2). Tính Hiệu điện thế đặt vào hai tấm kim loại đó ĐS: U = 127,5 (V). Bài 5: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế U = 2000 (V) là A = 1 (J). Độ lớn của điện tích đó là bao nhiêu. ĐS: q = 5.10-4 (C). Bài 6: Một điện tích q = 1 (C) di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường, nó thu được một năng lượng W = 0,2 (mJ). Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A, B. ĐS: U = 200 (V). Bài 10 : Hạt bụi có khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10-5C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện thế U = 500V. Tìm thời gian hạt bụi chuyển động giữa hai bản và vận tốc của nó khi đến bản tụ âm. Bỏ qua tác dụng của trọng lực? Bài 11 : Tụ phẳng không khí hai bản tụ có khoảng cách d = 1cm chiều dài bản tụ l = 5cm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ U = 91V. Một electron bay vào tụ điện theo phương song song với các bản với vận tốc đầu là v0 = 2.107 m/s và bay ra khỏi tụ điện.Bỏ qua tác dụng của trọng lực . a) Viết phương trình quỹ đạo của electron. b) Tính độ dịch chuyển của electron theo phương vuông góc với các bản khi nó vừa ra khỏi tụ điện. c) Tính vận tốc của electron khi nó rời khỏi tụ điện. d) Tính công của lực điện trường khi electron bay trong tụ Bài 12 : Cho hai tấm kim loại (1). (2) rộng , nằm ngang song song với nhau và cách nhau d = 10cm. Tấm (1) mang điện tích dương, tấm (2) mang điện tích âm. Điện tích hai tấm có độ lớn bằng nhau. Bên trong hai tấm kim loại có một hạt bụi m = 2.10-9g mang điện tích q = - 0,06pC bị vướng tại O. Biết O cách tấm kim loại (2) 1,6 cm và cách mép trái hai tấm kim loại 10cm. Lúc t = 0, ta truyền cho hạt bụi một vận tốc v = 25cm/s theo phương ngang. Sau đó ít lâu hạt bụi đi đến M, M cách tấm kim loại (1) 2cm và cách mép trái hai tấm kim loại 14cm. a) Hỏi hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại bằng bao nhiêu? b) Tính công của lực điện trường trong di chuyển nói trên của hạt bụi. Lấy g = 10 m/s2 IV. TỤ ĐIỆN DẠNG 1 : TÍNH HIỆU ĐIỆN THẾ, ĐIỆN TÍCH VÀ ĐIỆN DUNG Bài 1. Tụ phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 300V. a) Tính điện tích Q của tụ điện ? b) Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là 2. Tính điện dung , điện tích, hiệu điện thế của tụ điện lúc này ? c) Vẫn nối tụ điện với nguồn. Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng = 2. Tính điện dung, điện tích, hiệu điện thế của tụ điện lúc này ? Đs : a) 150nC ; b) 1000pF ; 150nC ;150V c) 1000pF ; 300V ;300nC Bài 2 : Tụ phẳng có các bản hình tròn bán kính 10cm, khoảng cách và hiệu điện thế hai bản là 1cm và 108V. Giữa hai bản là không khí. Tìm điện tích của tụ điện ? Đs: 3.10-9C Bài 3: Tụ phẳng không khí điện dung C =2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600V. a) Tính điện tích Q của tụ ? b) Ngắt tụ ra khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2. Tính của tụ ? c) Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2. Tính của tụ ? Đs : a) 1,2.10-9 C b) 1pF ; 1,2.10-9C ; U1 = 1200V c) C2 = 1pF ; Q2 = 0,6.10-9 C ; U2 = 600V DẠNG 2 : GHÉP CÁC TỤ ĐIỆN Bài 1 : Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó : C1 = C2 = C3 = 6mF ; C4 = 2mF ; C5 = 4mF ; UAB = 12V Điện dung tương đương của bộ tụ. Điện tích và hiệu điện thế trên từng tụ điện. Tính lại a) và b) trong trường hợp C1 bị “ đánh thủng” Bài 2. Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó :C1 = C2 = C3 = 4mF ; C4 = C5 = 6mF ; q1 = 2.10-6C. Điện dung tương đương của bộ tụ. Điện tích và hiệu điện thế trên từng tụ điện. Bài 3. Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó :C1 = C2 = 4mF ; C3 = C4 = 6mF ; C5 = 7mF ; UAB = 6V. Điện dung tương đương của bộ tụ. Điện tích và hiệu điện thế trên từng tụ điện. Bài 4. Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ. Trong đó : C1 = C2 = C3 = 8mF ; C4 = C5 = 12mF ; q3 = 3.10-6C. Điện dung tương đương của bộ tụ. Điện tích và hiệu điện thế trên từng tụ điện. Bài 5. Cho bộ tụ được mắc như hình vẽ.; UAB = 20V. Tính điện dung của bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế của bộ tụ , UMN nếu : a) K mở b) K đóng Bài 6 : Hình vẽ như bài 5. Chứng minh rằng nếu có thì K mở hay K đóng điện dung của bộ tụ không đổi. Bài 1 : Cho hai tụ điện C1 và C2 trên vỏ có ghi lần lượt là . Hai tụ được mắc với nhau thành bộ. Tính hiệu điện thế Umax được phép đặt giữa hai đầu của bộ và điện tích tối đa Qmax mà bộ có thể tích được trong hai trường hợp : a) Hai tụ mắc song song b) Hai tụ mắc nối tiếp Đs : a) 300V;9.10-3C b) 600V;4.10-3C Bài 2 : Tích điện cho tụ điện bằng hiệu điện thế . Tích điện cho bằng hiệu điện thế . Tháo các tụ điện ra khỏi mạch điện rồi mắc các tụ điện với nhau thành một mạch kín. Tính hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện trong các trường hợp sau : a) Các bản cùng dấu của hai tụ điện được nối với nhau. b) Các bản trái dấu của hai tụ được nối với nhau. Đs : a) 16,7 V b) 3,33 V Bài 3 : Bắn một electron với vận tốc đầu là v0 = 106 m/s vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song và cách đều hai bản. Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 40V. Tính vận tốc của electron khi nó bắt đầu ra khỏi tụ điện ? Cho e = -1,6.10-19 C ; m = 9,1.1031 kg. DẠNG 3 : NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG – NHIỆT LƯỢNG Bài 1:Một tụ điện phẳng mà điện môi có =2 mắc vào nguồn điện có hđt U=100 V; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 25 cm2 1) Tính mật độ năng lượng điện trường trong tụ 2) Sau khi ngắt tụ ra khỏi nguồn,điện tích của tụ điện phóng qua lớp điện môi giữa 2 bản tụ đến lúc điện tích của tụ bằng không. Tính nhiệt lượng toả ra ở điện môi Bài 2:Có 2 tụ điện, tụ điện 1 có điện dung C1=1 tích điện đến hđt U1=100 V; tụ điện 2 có điện dung C2= 2 tích điện đến hđt U2=200 V 1) Nối các bản tụ điện cùng dấu với nhau. Tính hiệu điện thế và điện tích của mỗi tụ điện sau khi nối và nhiệt lượng toả ra sau khi nối các bản 2) Hỏi như phần 1 nhưng chỉ khác ta nối các bản trái dấu của 2 tụ với nhau Bài 3:Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có C=10 được nối vào hđt 100 V 1) Hỏi năng lượng của bộ thay đổi ra sao nếu 1 tụ bị đánh thủng 2) Khi tụ điện bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện. Tìm năng lượng tiêu hao đó. Bài 4:Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R=60 cm,khoảng cách giữa 2 bản là 2 mm. Giữa 2 bản là không khí. 1) Tính điện dung của tụ điện 2) Có thể tích cho tụ điện đó một điện tích lớn nhất là bao nhiêu để tụ điện không bị đánh thủng. Biết cđđt lớn nhất mà không khí chịu được là 3.106 V/m . Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ là bao nhiêu? Bài 4 : Bộ tụ điện trong một chiếc đèn chụp ảnh có điện dung 750 được tích điện đến hiệu điện thế 330V. a) Xác định năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần đèn lóe sáng? b) Mỗi lần lóe sáng tụ điện phóng điện trong thời gian 5ms. Tính cống suất phóng điện trung bình của tụ điện ...............................Hết........................