Chuyên đề Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích - Trường THPT Lý Nhân

CHƯƠNG 1 : ĐIỆN TÍCH Bài 1: Định luật Cu long Bài 1: Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1= 3.10-6C và q2= -3.10-6C cách nhau một khoảng r = 3cm trong hai trường hợp a. Đặt trong chân không b. Đặt trong điện môi có = 4 Đs: a. F = 90N; b. F= 22,5N Bài 2: Cho hai điện tích điểm q1= 9.10-8C và q2= -4.10-8C cách nhau một khoảng r = 6cm trong không khí.  a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích b. Khoảng cách giữa hai điện tích phải bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là 20,25.10-3N Đs: a. F= 9.10-3N ; b. r = 4cm Bài 3: Cho hai quả cầu nhỏ tích điện q1= 9 C và q2= 4 C đặt cách nhau 10cm trong không khí. a. Tính lực tương tác giữa hai điện tích b. Khi đặt hai quả cầu trong điện môi có = 4 thì khoảng cách giữa hai quả cầu phải bằng bao nhiêu để lực tương tác không đổi Đs: a. F= 32,4N ; b. r = 5cm Bài 4: Hai quả cầu nhỏ giống nhau mang điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 3cm trong không khí thí chúng đẩy nhau bằng một lực có độ lớn 3,6.10-2N. Xác định điện tích của 2 quả cầu này. Đs: q1= q2= 6. 10-8C hay q1= q2= -6. 10-8C Bài 5: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích q1, q2 đặt cách nhau 3cm trong không khí thì đẩy nhau bằng một lực 6.10-3N. Điện tích tổng cộng của 2 quả cầu là -5.10-8N. Xác định điện tích của mỗi quả cầu? Biết rằng  Đs: q1= -2.10-8C và q2= -3.10-8C Bài 6: Hai quả cầu nhỏ mang điện tích q1, q2 đặt cách nhau 3cm trong không khí thì hút nhau bằng một lực 2.10-2N. Điện tích tổng cộng của 2 quả cầu là -1.10-8N. Xác định điện tích của mỗi quả cầu? Biết rằng  Đs: q1= -5.10-8C và q2= 4.10-8C Bài 7 : Cho hai điện tích q1= q2==16μC đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 1m trong không khí. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên q0= 4μC đặt tại. a. Điểm M : MA= 60cm ; MB= 40cm b. Điểm N : NA= 60cm ; NB= 80cm c. Điểm P : PA= 60cm ; PB= 80cm d. Điểm Q : QA=QB= 100cm Đs: a. F= 16N ; b.3,9N ; c. 10,4N, d. 0,98N Bài 8 : Cho 3 điện tích điểm q1 = 4.10-8¬C ; q2 = -4.10-8¬C ; q3 = 5.10-8¬C đặt tại ba đỉnh của một tam giác ABC đều cạnh a = 2cm trong không khí. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3. ĐS : Đặt tại C, Phương song song với AB, Chiều từ A tới B, F = 45.10-3N Bài 9 : Cho 3 điện tích điểm q1 = 6.10-9C ; q2 = -8.10-9¬C ; q3 = -8.10-9C đặt tại ba đỉnh của một tam giác ABC đều cạnh a = 6cm trong không khí. Xác định vectơ lực tác dụng lên q0¬= 8.10-9C đặt tại tâm tam giác ĐS : Đặt tại tâm O, Phương vuông góc với BC, Chiều từ A tới BC, F = 8,4.10-4N Bài 10 : Cho hai điện tích q1= -2.10-8 C và q2=1,8.10-7 C đặt tại hai điểm A, B cách nhau 8cm trong không khí. a. Đặt điện tích q0 tại đâu để q0 cân bằng b. Dấu và độ lớn của q0 để q1 và q2 cũng cân bằng Đs : a. AC = 4cm ; BC= 12cm ; b. q0= 4,5.10-8C Bài 11: Cho hai điện tích q1= 2.10-8 C và q2=8.10-8 C đặt tại hai điểm A, B cách nhau 9cm trong không khí. c. Đặt điện tích q0 tại đâu để q0 cân bằng d. Dấu và độ lớn của q0 để q1 và q2 cũng cân bằng Đs : a. AC = 3cm ; BC= 6cm ; b. q0= 8/9.10-8C  Bài 12 : Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a người ta đặt ba điện tích giống nhau q1 = q2 =q3 = 6.10-7C, Phải đặt điện tích q0 tại đâu và có điện tích bằng bao nhiêu để hệ cân bằng Đs : Tại tâm ; q0= - 3,46.10-7C Bài 13 : Một quả cầu nhỏ có m= 1,6g, q1= 2.10-7C được treo bằng một sợi dây mảnh. Ờ phía dưới cách q1 30cm cần phải đặt một điện tích q2 bằng bao nhiêu để lực căng dây giảm đi một nửa Đs : q2= 4.10-7C Bài 14 : Treo hai quả cầu nhỏ cò khối lượng bằng nhau m= 0,6g bằng những dây có cùng chiều dài l= 50cm. Khi hai quả cầu tích điện bằng nhau và cùng dấu thì chúng đẩy nhau và cách nhau 6cm. a. Tính điện tích của các quả cầu b. Nhúng cả hệ vào rượu có hằng số điện môi là = 27. Tính khoảng cách giữa hai quả cầu khi cân bằng. Bỏ qua lực đẩy Acsimet. Lấy g= 10m/s2a Đs : a. ; b. 2cm Bài 2: Thuyết electron Bài 1: Hai quả cầu bằng kim loại giống hệt nhau mang các điện tích q1 và q2. Khi đặt chúng cách nhau 10cm trong không khí thì chúng hút nhau với một lực F1 = 4,5N. Sau khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau và tách ra một khoảng 20cm thì chúng tác dụng lẫn nhau những lực F2= 0,9N. Xác định các điện tích q1 , q2 Đs: q1= 10-6C ; q2= 5.10-6C và ngược lại Bài 2 : Hai quả cầu bằng kim loại giống hệt nhau mang các điện tích q1 và q2. Khi đặt chúng cách nhau 20cm trong không khí thì chúng hút nhau với một lực F1 = 5.10-7N.Nối hai quả cầu bằng một dây dẫn, xong bỏ dây dẫn đi thì thấy hai quả cẩu đẩy nhau với một lực F2= 5.10-7N. Xác định các điện tích q1 , q2 Đs: q1= C ; q2= C và ngược lại Bài 3 : Có ba quả cẩu kim loại kích thước bằng nhau. Quả cầu A mang điện tích 27μC , quả cầu B mang điện tích -3μC , quả cầu C không mang điện. Cho hai quả cầu A và B chạm nhau rồi tách chúng ra. Sau đó cho hai quả cầu B và C chạm nhau rồi tách ra. Tính điện tích trên mỗi quả cầu.  Đs : qA= 12μC ; qB= qC= 6μC Bài 3: Cường độ điện trường Bài 1: Cho điện tích q1 = 4 đặt tại A trong không khí 1. Tính cường độ điện trường tại điểm B cách điện tích một khoảng 5 cm 2. Đặt tại B thêm một điện tích q2 = 1 tính lực điện tác dụng lên q2 3. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại M a. MA = 2cm, MB= 3cm b. MA = 7cm, MB= 2cm  c: MA = 3cm, MB= 4cm d. MA = MB = 5cm 4. Tìm vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường bằng 0 Đs : 1. E= 144.105 V/m ; 2. F= 14,4N ; 3.a. EM= 8.107 V/m ; b. EM = 29,8.106V/m; c. EM= 40,4.106V/m; d. 16,5.106V/m; 4. MA= 10/3 cm, MB= 5/3 cm Bài 2: Cho điện tích q1 = -9 đặt tại A trong không khí 1. Tính cường độ điện trường tại điểm B cách điện tích một khoảng 10 cm 2. Đặt tại B thêm một điện tích q2 = 4 tính lực điện tác dụng lên q2 3. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại M nằm trên trung trực của AB a. nằm tại trung điểm AB b. M cách AB 5cm c: M A = MB=10cm  4. Tìm vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường bằng 0 Đs : 1. E= 81.105 V/m 2. F= 32,4N ; 3.a. EM= 46,8.106 V/m ; b. EM = 17,7.106V/m; c. EM= 7,03.106V/m; 4. MA= 30cm, MB= 20cm Bài 3: Cho hai điện tích bằng nhau q = 10 đặt tại A, B cách nhau 20cm . Tính cường độ điện trường tại M a, Tam giác MAB vuông cân tại A b, Tam giác MAB vuông tại A có góc M bằng 600 c, Tính và vẽ lực điện tác dụng lên q1= 5 tại M trong 2 trường hợp Đs: a. EM= 3,14.106V/m ; b. EM= 7,73.106V/m ; c. Fa= 15,7N; Fb= 38,65N Bài 4: Tại ba đỉnh của tam giác vuông ABC, AB= 30cm, AC= 40cm đặt ba điện tích dương q1 = q2 =q3 = 10-9C. Xác định cường độ điện trường hạ từ đỉnh góc vuông xuống cạnh huyền Đs: E = 245V/m; = 39,380 Bài 5: Tại ba đỉnh của tam giác vuông ABC, AB= 30cm, AC= 40cm đặt q1 = -2,7.10-9C, tại B đặt q2. Biết tổng hợp tại C có phương song song với AB, xác định q2 và tại C Đs: q2= 12,5.10-9C. E = 3,6.104V/m Bài 6: Tại các đỉnh A,C của hình vuông ABCD ta đặt các điện tích dương q1=q2= q . Hỏi phải đặt tại B một điện tích q3 như thế nào để cường độ điện trường tại D bằng 0. Đs: q3=  Bài 7: Cho hai quả cầu nhỏ mang điện tích q1, q2 đặt tại a và B trong không khí cách nhau 2cm. Tại điểm C cách q1 6cm và cách q2 8cm có cường độ điện trường tổng hợp bằng 0. Tìm q1, q2 biết điện tích tổng cộng của chúng là 7.10-8C. Đs: q1= -9.10-8C, q2= 16.10-8C Bài 8: Quả cầu nhỏ có khối lượng m=0,25g mang điện tích q=2,5.10-9C được treo bởi một sợi dây và được đặt vào trong một điện trường đều có phương nằm ngang và E =106V/m. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng. Cho g=10m/s2 Đs: = 450 Bài 9: Một quả cầu có khối lượng m=1g treo trên một sợi dây mảnh, cách điện. Quả cầu được đặt vào trong một điện trường đều có phương nằm ngang và E =2.103V/m. Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 600. Tính lực căng dây và điện tích của quả cầu. Cho g=10m/s2 Đs: q= 8,76 C; T = 0,02N Bài 10: Cường độ điện trường của một điện tích điểm tại A bằng 36V/m , tại B bằng 9V/m. Hỏi cường độ điện trường tại trung điểm của AB? Cho biết A, B cùng nằm trên một đường sức Đs: 16V/m Bài 4: Công của lực điện Bài 1: Một electron chuyển động từ điểm M với vận tốc 3,2.106m/s cùng hướng và dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364V/m. Tính quảng đường mà electron đi được cho đến lúc dừng lại? Đs: 0,08m Bài 2: Công của lực điện khi di chuyển điện tích q=1,5.10-2C từ sát bản dương đến bản âm của hai bản kim loại phẳng đặt song song và cách nhau 2cm là 0,9J. Tính cường độ điện trường giữa hai bản kim loại. Đs: 3000V/m Bài 3: Một điện tích q=10-8 C dịch chuyển theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh 20cm, đặt trong điện trường đều có cường độ 3000V/m. Tính công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích dọc theo AB, BC, AC, ABCA. Biết  Đs: AAB=ACA = -3.10-6J; ABC = 6.10-6J; AABCA= 0 Bài 4: Một tam giác đều ABC cạnh 40cm, đặt trong điện trường đều có cường độ E. Công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích q= -10-9C dọc theo BC là 6.10-7J.Tính E và công khi điện tích dịch chuyển từ A tới C biết  Đs: E = 3000V/m: AAC= -12.10-7J Bài 5: Tam giác ABC vuông tại A, AB = 4cm, AC= 3cm đặt trong điện trường đều E = 4000V/m , . Công của lực điện khi dịch chuyển q từ B đến C là -2.10-8J . Tính công của lực điện khi dịch chuyển q dọc theo BA và CA Đs: A¬BA= -128.10-10J ; A¬CA= 72.10-10J Bài 6: Một electron chuyển động không vận tốc đầu từ A đến B trong điện trường đều, dọc theo một đường sức điện một đoạn 0,6cm thì lực điện thực hiện công 9,6.10-18J.  a. Tính công mà lực điện thực hiện khi electron di chuyển tiếp đoạn đường từ B đến C theo phương chiều nói trên b. Tính vận tốc của electron khi nó tới điểm C. Đs: A = 6,4.10-18J; v = 5,9.106V/m Bài 7: Một điện tích q = 2 C dịch chuyển dọc theo các cạnh của một hình vuông ABCD có cạnh 10cm được đặt trong một điện trường đều E = 2000V/m, . Tính công mà lực điện thực hiện khi dịch chuyển điện tích dọc theo AB, AC, BD, ABC, ABCD. Đs: AAB=ABC= 2,8.10-4J. AAC= 5,6.10-4J, ABD= 0, AABCD= AAD= 2,8.10-4J Bài 5: Điện thế – hiệu điện thế Bài 1: Một điện tích q = 2.10-8 C dịch chuyển theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh 4cm, đặt trong điện trường đều có cường độ 5000V/M. Biết  a. Tính công của lực điện khi q di chuyển từ B đến C. b. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A và B; B và C; A và C c. Điện thế tại A và C biết điện thế tại B là 50V Đs: AAB=4.10-6J; UAB= 200V; UBC = -100V; UAC= 100V; VA= 250V; VC= 150V Bài 2 : Cho tam giác ABC vuông tại B, BA= 8cm, BC = 6cm đặt trong điện trường đều đường sức hướng từ A tới C. Gọi M là trung điểm của AC, H là chân đưởng cao kẻ từ B. U¬AC= 250V. Tính  a. U¬AB ; U¬CB ; U¬AM ; U¬MB ; U¬BH;  b. Điện thế tại M, H, C Biết điện thế tại A là 270V. Đs: U¬AB = 160V; U¬CB = -90V; U¬AM =125V; U¬MB = 35V; U¬BH=0V VM=145V; VH=100V; VC=10V;  Bài 3: Một electron dịch chuyển không vận tốc đầu từ A tới B trong điện trường đều UAB= 45,5V. Tìm vận tốc của electron tại B Đs: v= 4.106m/s Bài 4: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ, d1= 5cm, d2= 8cm. Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đểu có chiều như hình vẽ và có độ lớn E1= 4.104V/m, E2= 5.104V/m. Cho gốc điện thế tại A tính điện thế tại B và C Đs: VB= -2000V, VC= 2000V  Bài 6: Tụ điện Bài 1 : Trên vỏ của một tụ điện có ghi 20μF- 200V. Người ta nối hai bản tụ và hiệu điện thế 120V.  a. Tính điện tích và năng lượng của tụ điện khi mắc vào hiệu điện thế trên b. Tính điện tích tối đa mà tụ có thể tích được Đs : a. 2,4.10-3C , 0,144J ; b. 4.10-3C Bài 2 : Bộ tụ điện gồm hai tụ điện C1= 20μF , C2= 30μF mắc với nhau và được mắc vào hai cực của nguồn điện có U= 60V. Tính điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ trong hai trường hợp. a. Hai tụ mắc nối tiếp b. Hai tụ mắc song song Đs : a. Q1=Q2= 7,2.10-4C, U1 = 45V, U2=15V ; b. Q1=1,2.10-3C, Q2=1,8.10-3C ,U1= U2=60V  Bài 3 : Hai tụ điện có điện dung C1 và C2. Điện dung tương đương của hai tụ khi chúng ghép nối tiếp và khi ghép song song với nhau lần lượt là 2nF và 9nF. Tìm C1 và C2. Biết C1 < C2 Đs : C1 = 6nF ; C3 = 3nF  Bài 4 : Có ba tụ điện C1= 2μF, C2=C3=1μF mắc như hình vẽ :  a. Tính điện dung của bộ tụ b. Mắc hai đầu A, B vào hiệu điện thế 4V. Tính điện tích của các tụ ? Đs : a. Cb= 1 μF ; b. Q1= 4μC ; Q2= Q3= 2μC Bài 5 : Cho bộ tụ điện như hình vẽ C1 =C2 = C3 = 4μF ; C4= 2μF ; UAB = 4V a. Tính điện dung của bộ tụ b. Tính điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ Đs : a. Cb= 2μF ; b. Q1= 8μC, U1= 2V ; Q4= 4μC, U4= 2V ; Q2=Q3= 4μC, U2=U3= 1V  Bài 6 : Cho bộ tụ như hình vẽ trong đó C1 =2 μF ; C2 =3 μF; C3 = 6μF ; C4= 12μF ; UAB = 800V a. Tính điện dung của bộ tụ b. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N Đs : a. Cb= 5,2 μF ; b. UMN= 53V Bài 7 : Cho hai tụ điện có điện dung và hiệu điện thế tới hạn C1 = 5 μF , U1gh= 500V ; C2 = 10 μF , U2gh= 1000V. Ghép hai tụ điện thành bộ. Tính hiệu điện thế tới hạn của bộ tụ điện, nếu hai tụ :  a. Ghép song song b. Ghép nối tiếp Đs : a. Ugh= 500V ; b. Ugh= 750V Bài 8: Có ba tụ điện C1 = 4 μF , U1gh= 1000V ; C2 = 2 μF , U2gh= 500V. C3 = 3 μF , U3gh= 300V. Tính hiệu điện thế tới hạn của bộ tụ Đs: 450V Bài 9: Có 4 tụ như hình vẽ, UAB = 12V. Tính Q1 C1 =3 μF ; C2 =6 μF; C3 = C4= 1μF ; Đs: 12 μC Bài 10: Có 4 tụ như hình vẽ, UAB = 12V.  C1 =3 μF ; C2 =6 μF; C3 = C4= 2F . Tính UAM Đs: 8V