41 2 MB 26 257
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Đang xem trước 10 trên tổng 41 trang, để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11 TRUNG TÂM BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC KHOA NGUYỄN
Địa chỉ: K503/16 Trưng Nữ Vương – Hòa Thuận Tây - Đà Nẵng
. 0986590468 - 0987281303 ch¬ng 1
§IÖN TÝCH - §IÖN TR¦êNG ThS Nguyễn Duy Liệu Đà Nẵng, tháng 06 năm 2016 Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 0 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11 MỤC LỤC
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG............................................................................................... 2
CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN............................................................................................. 2
DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN .................................................... 2
DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCH. ................................................................................................................ 4
DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH .................................................................................. 6
DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH.................................................................................................. 8
CHỦ ĐỀ 2: BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG............................................................................................... 11
DẠNG I: ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA ....................................................... 15
DẠNG 2. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA............................. 17
DẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU .................................................... 19
DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG..................................................... 21
DẠNG 5: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO VẬT TÍCH ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC TẠO NÊN..............
CHỦ ĐỀ 3: ÑIEÄN THEÁ. HIEÄU ÑIEÄN THEÁ. ............................................................................................ 24
DẠNG I: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ.................................................................. 26
CHỦ ĐỀ 4: ĐỀ BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN .................................................................................................... 34
DẠNG I: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG ............................................................................................. 34
DẠNG II: GHÉP TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN ................................................................................................ 36
DẠNG III: GHÉP TỤ ĐÃ CHỨA ĐIỆN TÍCH ........................................ Error! Bookmark not defined.
DẠNG IV: HIỆU ĐIỆN THẾ GIỚI HẠN................................................. Error! Bookmark not defined.
DẠNG V: TỤ CÓ CHỨA NGUỒN, TỤ XOAY ...................................... Error! Bookmark not defined.
DẠNG VI: MẠCH CẦU TỤ ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
DẠNG VII: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG ........................................................................................ 38 Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 1 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11 CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN
DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN
A. LÝ THUYẾT
I. Điện tích – Điện tích điểm
+ Có hai loại điện tích: điện tích dương [+] và điện tích âm [-].
+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.
+ Đơn vị điện tích là culông [C].
+ Điện tích điểm: Một vật nhiễm điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tác dụng được gọi là điện tích điểm.
Cách nhiễm điện: Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng.
Nhiễm điện do cọ xát: Hai vật không nhiễm điện khi cọ xát với nhau thì có thể làm chúng nhiễm điện trái
dấu nhau.
Nhiễm điện do tiếp xúc: Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh
kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu. Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại
vẫn còn nhiễm điện.
Nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu nhiễm điện nhưng
không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại sẽ nhiễm điện. Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu
với điện tích của quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu. Đưa thanh kim loại ra
xa quả cầu thì thanh kim loại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu. Trong nhiễm điện do hưởng
ứng, chỉ có sự phân bố lại điện tích trên vật, tổng đại số điện tích của vật không đổi.
II. Thuyết electron – định luật bảo toàn điện tích
1 Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện – Điện tích nguyên tố
a. Cấu tạo hạt nhân
Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclon. Có hại loại nuclon:
▪ Proton [p]: mang điện tích nguyên tố dương [+e].
▪ Neutron [n]: không mang điện.
b. Cấu tạo nguyên tử
Nguyên tử có đường kính khoảng 10-10[m] gồm một hạt nhân ở giữa, xung quanh có các electron chuyển động
theo những quỹ đạo khác nhau tạo thành lớp vỏ.
Số proton bên trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của các
proton bằng độ lớn điện tích âm của các electron, do đó bình thường nguyên tử trung hòa về điện.
c. Điện tích nguyên tố
– Vật chất đựơc cấu tạo từ những hạt nhỏ bé, riêng biệt được gọi là nguyên tử, phân tử hay gọi chung là các hạt sơ
cấp.
– Điện tích mà các hạt sơ cấp mang được gọi là điện tích nhỏ nhất tồn tại trong tự nhiên gọi là điện tích nguyên tố,
có độ lớn q = 1,6.10-19[C].
▪ Electron: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố âm.
+ Điện tích của electron: qe = -1,6.10-19C.
+ Khối lượng của electron: me = 9,1.10-31kg.
▪ Proton: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố dương.
+ Điện tích của proton: qp = +1,6.10-19C.
+ Khối lượng của proton: mp = 1,67.10-27kg.
▪ Neutron: là hạt sơ cấp không mang điện.
+ Khối lượng của neutron xấp xỉ bằng khối lượng của proton.
2. Thuyết electron
Là thuyết căn cứ vào sự cư trú và dịch chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất
điện của các vật. Nội dung thuyết electron như sau:
- Electron có thể di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
- Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là ion dương.
Ví dụ: Nguyên tử Natri bị mất một electron sẽ trở thành ion Na+.
- Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron sẽ trở thành hạt mang điện âm gọi là ion âm.
Ví dụ: Nguyên tử Clo nhận thêm một electron sẽ trở thành ion Cl-.
- Một vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số proton; Nếu số electron ít hơn số proton thì vật
mang điện tích dương. Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 2 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
3. Vận dụng thuyết electron
Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu.
q q
q1' q2' 1 2
2
Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối.
Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa
Điện tích q của một vật tích điện: q ne
+ Nếu vật thiếu electron [tích điện dương]: q ne
+ Nếu vật thừa electron [tích điện âm]: q ne
Với e 1, 6.1019 C là điện tích nguyên tố
III- Định luật bảo toàn điện tích
Trong một hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các vật ngoài hệ thì tổng đại số các điện
tích luôn luôn là một hằng số.
IV. Định luật Cu lông
Định luật: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích
đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. F k. q1 . q 2
r2 Trong đó: r là khoảng cách giữa hai chất điểm [đơn vị m] Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi
ε là F12 ; F21 có:
- Điểm đặt: trên 2 điện tích.
- Phương: đường nối 2 điện tích.
- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu [Lực đẩy]: q1.q2 > 0 [q1; q2 cùng dấu]
+ Hướng vào nhau nếu [Lực hút]:
q1.q2 < 0 [q1; q2 trái dấu]
- Độ lớn: F k - Biểu diễn:
F21 q1q2 N .m 2
; k = 9.10 C 2 [ghi chú: F là lực tĩnh điện]
9 .r 2
r
F12 r
F21
F12 q1.q2 < 0
q1.q2 >0
+ Lực tương tác giữa nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm: F F1 F2 ... Fn
Lưu ý: Công thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất, khi đó ta coi r là khoảng cách
giữa tâm hai quả cầu.
B. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1. Hai điện tích q 1 2.10 8 C , q 2 10 8 C đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình
lực tương tác giữa chúng?
ĐS: 4,5.10 5 N
Bài 2. Hai điện tích q 1 2.10 6 C , q 2 2.10 6 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa
chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó.
ĐS: 30cm
Bài 3. Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2.10 3 N. Nếu với
khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 10 3 N.
a. Xác định hằng số điện môi.
b. Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì
phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.
ĐS: 2 ; 14,14cm.
Bài 4. Trong nguyên tử hiđrô [e] chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm.
a. Xác định lực hút tĩnh điện giữa [e] và hạt nhân. b. Xác định tần số của [e]
ĐS: a] F=9.10-8 N; b] f = 0,7.1016 Hz Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 3 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
Bài 5. Một quả cầu có khối lượng riêng [KLR] = 9,8.103 kg/m3, bán kính R=1cm tích điện q = -10 -6C được treo
vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l =10cm. Tại điểm treo có đặt một điện tích âm q0 = - 10 -6 C. Tất cả đặt
trong dầu có KLR D = 0,8 .103 kg/m3, hằng số điện môi =3. Tính lực căng của dây? Lấy g = 10m/s2.
ĐS: 0,614N
Bài 6. Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích 2,40 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác điện giữa chúng.
ĐS: 440,2N
-9
Bài 7: Hai quả cầu nhỏ giống nhau [xem như hai điện tích điểm] có q1= 3,2. 10 C và q2 = - 4,8.10-9 C được đặt tại
hai điểm cách nhau 10cm.
a] Quả cầu nào thừa electron, quả cầu nào thiếu electron. Tính lượng electron thừa [hoặc thiếu] của mỗi quả cầu.
b] Tính lực tương tác giữa hai quả cầu [có vẽ hình] nếu môi trường tương tác là:
- Chân không
- Dầu hỏa [ε = 2]
c] Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau:
- Tìm điện tích của mỗi quả sau khi tiếp xúc.
- Nếu sau khi tiếp xúc ta lại đặt chúng cách nhau 15cm trong dầu hỏa, tìm lực tương tác giữa chúng [có vẽ
hình].
Đs:
a] thiếu 2.1010 electron, thừa 3.1010 electron
b] 1,3824.10-5N ; 6,912.10-6N [ lực hút]
c] q1, q2, 8.10 10
lực đẩy: 1,28.10-7N DẠNG 2: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐIỆN TÍCH
A. LÝ THUYẾT
Khi giải dạng BT này cần chú ý:
Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì: q1 q 2 Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: q 1 q 2
Hai điện tích bằng nhau thì: q 1 q 2 . q .q 0 q 1 .q 2 q 1 .q 2
Hai điện tích cùng dấu: 1 2
.
q .q 0 q 1 .q 2 q 1 .q 2
Hai điện tích trái dấu: 1 2
q .q
Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra 1 2 sau đó tùy điều kiện bài toán chúng ra sẽ tìm được
q1 và q2.
q ;q
Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm 1 2
2.1. Bài tập ví dụ
Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 5cm trong chân không thì hút nhau bằng một lực
0,9N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.
Tóm tắt
q1 q 2 r 5cm 0,05m
F 0,9 N , lực hút.
q1 ? q 2 ?
Giải.
Theo định luật Coulomb:
q 1 .q 2
F.r 2
F k. 2
q 1 .q 2
k
r
0,9.0,05 2
25.10 14
q 1 .q 2
9.10 9
2
Mà q1 q 2 nên
q 1 25.10 14 Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 4 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
q 2 q 1 5.10 7 C
Do hai điện tích hút nhau nên chúng phải trái dấu, vậy: q 1 5.10 7 C ; q 2 5.10 7 C
hoặc: q 1 5.10 7 C ; q 2 5.10 7 C
B. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1. Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân không, cách nhau 10 cm. Lực đẩy giữa chúng là 9.10-5N.
a. Xác định dấu và độ lớn hai điện tích đó.
b. Để lực tương các giữa hai điện tích đó tăng 3 lần thì phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai điện tích đó bao
nhiêu lần? Vì sao? Xác định khoảng cách giữa hai điện tích lúc đó.
ĐS: a/ q 1 q 2 10 8 C ; hoặc q 1 q 2 10 8 C
b/Giảm 3 lần; r' 5,77cm
Bài 2. Hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 25cm trong điện môi có hằng số điện môi bằng 2 thì lực
tương tác giữa chúng là 6,48.10-3 N.
a. Xác định độ lớn các điện tích.
b. Nếu đưa hai điện tích đó ra không khí và vẫn giữ khoảng cách đó thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế
nào? Vì sao?
c. Để lực tương tác của hai điện tích đó trong không khí vẫn là 6,48.10-3 N thì phải đặt chúng cách nhau bằng bao
nhiêu?
ĐS: a/ q 1 q 2 3.10 7 C ; b/ tăng 2 lần c/ rkk rđm . 35,36cm .
Bài 3. Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 50cm, hút nhau bằng một lực 0,18N. Điện tích tổng cộng của hai vật là
4.10-6C. Tính điện tích mỗi vật?
q1 106 C
6
12
q1 .q2 5.1012
q2 5.10 C
q1.q2 5.10
ĐS:
6
6
6
q1 q2 4.10
q1 q2 4.10
q1 5.10 C
q 106 C
2
Bài 5. Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau 1 khoảng 5 cm, giữa chúng xuất hiện
lực đẩy F = 1,6.10-4 N.
a. Hãy xác định độ lớn của 2 điện tích điểm trên?
b. Để lực tương tác giữa chúng là 2,5.10-4N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?
ĐS: 667nC và 0,0399
Bài 6. Hai vật nhỏ đặt trong không khí cách nhau một đoạn 1m, đẩy nhau một lực F= 1,8 N. Điện tích tổng cộng của
hai vật là 3.10-5 C. Tìm điện tích của mỗi vật.
ĐS: q1 2.105 C ; q2 105 C
Bài 7. Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1 và q2 đặt trong không khí cách nhau 2 cm, đẩy nhau
bằng một lực 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 3,6.10-4
N. Tính q1, q2 ?
ĐS: q1 2.109 C ; q2 6.10 9 C và q1 2.109 C ; q2 6.10 9 C và đảo lại
Bài 8. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng 50g được treo vào cùng một điểm bằng 2 sợi chỉ
nhỏ không giãn dài 10cm. Hai quả cầu tiếp xúc nhau tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho
đến khi 2 dây treo hợp với nhau một góc 600. Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu quả cầu. Cho g =10
m/s2.
ĐS: q = 1,13µC
Bài 9. Một quả cầu nhỏ có m = 60g, điện tích q = 2. 10 -7 C được treo bằng sợi tơ mảnh. Ở phía dưới nó 10 cm cần
đặt một điện tích q2 như thế nào để sức căng của sợi dây tăng gấp đôi?
ĐS: q = - 3,33µC
Bài 10. Hai quả cầu nhỏ tích điện q1= 1,3.10 -9 C ,q2 = 6,5.10-9 C đặt cách nhau một khoảng r trong chân không thì
đẩy nhau với một những lực bằng F. Cho 2 quả cầu ấy tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau cùng một khoảng r trong một
chất điện môi ε thì lực đẩy giữa chúng vẫn là F.
a. Xác định hằng số điện môi của chất điện môi đó.
b. Biết F = 4,5.10 -6N, tìm r.
ĐS: ε = 1,8; r =13cm Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 5 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
Câu 11. Hai quả cầu nhỏ giống nhau mang điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 10cm trong không khí. Ban đầu chúng
hút nhau bằng lực F1 1, 6.102 N . Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ thì chúng đẩy nhau bằng lực
F2 9.103 N . Xác định q1 và q2 trước khi tiếp xúc. 2 7
q1 3 .10 C
ĐS:
và 3 cặp giá trị còn lại khác. HS tự viết ra.
q 8 .107 C
1 3
Câu 12: Hai quả cầu nhỏ có điện tích q1= 4.10-7C và q2 đặt cách nhau một khoảng 3cm trong chân không thì hút
nhau một lực bằng 0,2N . Xác định q2
- Hai quả cầu nhỏ có điện tích q1= -4.10-7C và q2 đặt cách nhau một khoảng 10cm trong dầu ε = 2 thì đẩy nhau một
lực bằng 0,072N . Xác định q2
ĐS: -5.10-8 C
&
-4.10-7C
Câu 13: Hai viên bi nhỏ giống nhau bằng nhôm được nhiễm điện khi đặt cách nhau r = 10cm thì hút nhau với một
lực F = 2,7 N. Sau khi cho hai viên bi chạm vào nhau rồi đặt chúng như cũ thì chúng đẩy nhau với một lực F’ =
0,9N. Hỏi lúc đầu khi chưa chạm nhau thì mỗi viên thừa thiếu bao nhiêu electron.
ĐS: Một viên thừa 625.109 electron , Một viên thiếu 1875.109 electron DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH
A. LÝTHUYẾT
Dạng 3: Hợp lực do nhiều điện tích tác dụng lên một điện tích.
Phương pháp: Các bước tìm hợp lực Fo do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo:
Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích [vẽ hình].
Bước 2: Tính độ lớn các lực F10 ; F20 ... , Fno lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo.
Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực F10 ; F20 .... Fn 0
Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực Fo .
+ Các trường hợp đặc biệt: Gọi là góc bất kì, bởi hai vectơ lực. F02 F102 F202 2 F10 F20 .cos 3.1. Bài tập ví dụ Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 6 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
Trong chân không, cho hai điện tích q 1 q 2 10 7 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 8cm. Tại điểm C
nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 3cm người ta đặt điện tích q o 10 7 C . Xác định lực điện tổng hợp
tác dụng lên qo.
Tóm tắt:
q 1 10 7 C 7 q 2 10 C
q o 10 7 C; AB 8cm; AH 3cm
Fo ? Bài giải mẫu
Vị trí các điện tích như hình vẽ.
Gọi F10 là lực do q1 tác dụng lên qo:
+ Độ lớn: F10 k q 1q 0 9 10 7.10 7 9.10
0,036 N
AC 2
0,05 2
+ Phương chiều: Được biểu diễn như hình vẽ.
Gọi F20 là lực do q2 tác dụng lên qo:
+ Độ lớn: F20 F10 0,036 N [do q 1 q 2 ]
+ Phương chiều: Được biểu diễn như hình vẽ.
Hợp lực tác dụng lên điện tích q0 là: F0 F10 F20
Do F20 F10 nên hợp lực Fo tác dụng lên qo có độ lớn là: Fo 2 F10 .cos 2.F10 .cosA 2.F10 . AH
AC 4
Fo 2.0, 036. 57, 6.103 N
5
Vậy Fo có phương // AB, cùng chiều với vectơ AB [hình vẽ] và có độ lớn: Fo 57,6.10 3 N
Chú ý: Khi giải toán, chúng ta thường bị nhầm đáp án vì lỗi không đổi đơn vị các đại lượng trong công thức về đơn
vị cơ bản trong hệ đo SI; Lỗi thứ 2 là chúng ta không đọc kỹ yêu cầu của đề bài, cần phân biệt từ “XÁC ĐỊNH” và
từ “TÍNH” khi nói về các đại lượng véc tơ. B. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1. Cho hai điện tích điểm q1 2.107 C ; q2 3.107 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau
5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo 2.10 7 C trong hai trường hợp:
a. qo đặt tại C, với CA = 2cm; CB = 3cm.
b. qo đặt tại D với DA = 2cm; DB = 7cm.
ĐS: a/ Fo 1,5N ; b/ F 0, 79 N .
8 8 Bài 2. Hai điện tích điểm q1 3.10 C ; q2 2.10 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 5cm. Điện
tích qo 2.10 8 C đặt tại M, MA = 4cm, MB = 3cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo .
ĐS: Fo 5, 23.10 3 N .
Bài 3. Trong chân không, cho hai điện tích q1 q2 107 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm. Tại điểm C
nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 5cm người ta đặt điện tích q o 10 7 C . Xác định lực điện tổng hợp
tác dụng lên qo.
ĐS: Fo 0, 051N . Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 7 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11
Bài 4. Có 3 điện tích điểm q1 = q2 = q3 = q = 1,6.10-6 C đặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC
cạnh a = 16 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích.
Bài 5. Ba quả cầu nhỏ mang điện tích q1 = 6.10 -7C, q2 = 2.10 -7C, q3 = 10 -6C theo thứ tự trên một đường thẳng
nhúng trong nước nguyên chất có = 81. Khoảng cách giữa chúng là r12 = 40cm, r23 = 60cm. Xác định lực điện tổng
hợp tác dụng lên mỗi quả cầu.
ĐS:
-8
-8
-8
Bài 6. Ba điện tích điểm q1 = 4. 10 C, q2 = -4. 10 C, q3 = 5. 10 C đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam
giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ?
ĐS:
-8
-8
Bài 7. Hai điện tích q1 = 8.10 C, q2 = -8.10 C đặt tại A và B trong không khí [AB = 10 cm]. Xác định lực tác dụng
lên q3 = 8.10-8 C, nếu:
a. CA = 4 cm, CB = 6 cm.
b. CA = 14 cm, CB = 4 cm.
c. CA = CB = 10 cm.
d. CA=8cm, CB=6cm.
ĐS:
-9
-9
Bài 8. Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10 C, q2 = q3 = -8.10 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong
không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10-9 C đặt ở tâm O của tam giác.
ĐS:7,2.10-5N
Câu 9. Cho hai điện tích điểm +q [q>0] và hai điện tích điểm –q đặt tại bốn đỉnh hình vuông cạnh a trong chân
không như hình vẽ. Các điện tích dương và âm cùng đặt liên tiếp nhau trên các đỉnh của hình vuông. Xác định lực
điện tổng hợp lên mỗi điện tích trên.
2
ĐS: FD F12 FBD
3k q2
2a 2 DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH
A. LÝ THUYẾT
Dạng 4: Điện tích cân bằng
Hai điện tích
Hai điện tích q1 ; q2 đặt tại hai điểm A và B, hãy xác định điểm C đặt điện tích qo để qo cân bằng:
- Điều kiện cân bằng của điện tích qo :
Fo F10 F20 0
F10 F20
F10 F20
F10 F20 [1]
[2] + Trường hợp 1: q1 ; q2 cùng dấu:
Từ [1] C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB [*] q1
q
q
q2
. Từ đây giải tìm được AC…. Kết luận.
22 1 2
2
r1
r2
AC
[AB AC]2
+ Trường hợp 2: q1 ; q2 trái dấu: Trường hợp này chỉ tồn tại một điểm C nằm bên ngoài phía q1 hoặc ngoài phía q2.
Dễ dàng chứng minh được điểm C nằm ngoài phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn.
Từ [1] C thuộc đường thẳng AB: AC BC AB [* ’]
Từ [2] ta có: Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 8 CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11 Ta cũng vẫn có: q1
q
22
2
r1
r2 - Từ [2] q2 . AC 2 q1 .BC 2 0 [**]
- Giải hệ hai pt [*] và [**] hoặc [* ’] và [**] để tìm AC và BC.
* Nhận xét:
- Biểu thức [**] không chứa qo nên vị trí của điểm C cần xác định không phụ thuộc vào dấu và độ lớn của qo .
- Nếu hai điện tích trái dấu thì điểm cân bằng nằm ngoài đoạn AB về phía điện tích có độ lớn nhỏ hơn. Nếu hai
điện tích cùng dấu thì điểm cân bằng nằm giữa đoạn nối hai điện tích.
Ba điện tích:
- Điều kiện cân bằng của q0 khi chịu tác dụng bởi q1, q2, q3:
+ Gọi F0 là tổng hợp lực do q1, q2, q3 tác dụng lên q0 : F0 F10 F20 F30 0
F F30
F10 F20 F30 0
+ Do q0 cân bằng: F0 0
F F30 0
F F10 F20
F F30
Điều kiện cân bằng của hệ: Xét hệ hai điện tích q1 ; q2 đặt tại hai điểm A và B. Đặt điện tích q0 để hệ cân bằng.
Điều kiện hệ cân bằng là tổng lực điện tác dụng các điện tích cũng bằng 0:
F10 F20 0 ; F01 F21 0 ; F02 F12 0
B. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1. Hai điện tích q1 2.108 C ; q2 8.108 C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8cm. Một điện tích qo đặt tại
C. Hỏi:
a. C ở đâu để qo cân bằng?
b. Dấu và độ lớn của qo để q1 ; q2 cũng cân bằng?
ĐS: a/ CA = 8cm; CB = 16cm; b/ qo 8.10 8 C .
Bài 2. Hai điện tích q1 2.108 C ; q2 1,8.107 C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8cm. Một điện tích q3 đặt tại C. Hỏi:
a. Xác định vị trí của C để q3 cân bằng. Để q3 cân bằng thì có phụ thuộc vào điện tích q3 không?
b. Dấu và độ lớn của q3 để q1 ; q2 cũng cân bằng.
ĐS: a/ CA = 2cm; CB = 6cm; b/ q3 1,125.10 8 C .
Bài 3*. Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi quả có điện tích q và khối lượng m = 10g được treo bởi hai sợi dây cùng
chiều dài l 30cm vào cùng một điểm O. Giữ quả cầu 1 cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu 2 sẽ bị
lệch góc 60o so với phương thẳng đứng. Cho g 10m / s 2 . Tìm q?
ĐS: q l mg
106 C
k Bài 4. Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4. 10-8 C đặt tại A và B cách nhau 9 cm trong chân không.
a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?
b. Xác định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 3. 10-6 C đặt tại trung điểm AB.
c. Phải đặt điện tích q3 = 2. 10-6 C tại đâu để điện tích q3 nằm cân bằng?
Bài 5. Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4. 10-6C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Phải đặt điện tích q3 =
4. 10-8C tại đâu để q3 nằm cân bằng?
ĐS: cách đều q1 và q2 5cm. Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468 Trang 9 This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Video liên quan