[f=800]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/Dien11-hay.pdf[/f]
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 1
Bổsung kiến thức vềvéctơ lực
1. Lực
-Đặc điểm của vecto lực + Điểm đặt tại vật
+ Phương của lực tác dụng
+ Chiều của lực tác dụng
+ Độlớn tỉlệvới độlớn của lực tác dụng
2.Cân bằng lực: là các lực cùng tác dụng vào một vật và không gây gia tốc cho vật
-Hai lực cân bằng: là hai lực cùng tác dụng vào một vật, cùng giá cùng độlớn nhưng ngược
chiều
3. Tổng hợp lực:
-Quy tắc tổng hợp lực: Quy tắc hình bình hành
Nếu vật chịu tác dụng của 2 lực
4. Phân tích lực:
-Quy tắc phân tích lực: Quy tắc hình bình hành
Chú ý: chỉphân tích lực theo các phương mà lực có tác dụng cụthể
5. Điều kiện cân bằng củachất điểm
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 2
II. Bài tập
Bài 1: Tìm hợp lực của các lực trong các trường hợp sau (Các lực được vẽtheo thứtựchiều quay của
kim đồng hồ)
Đáp số: a. 19,3 N b. 28,7 N c. 10 N d. 24 N
Bài 2: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của 2 lực có độlớn 20N và 30N, xác định góc hợp bởi
phương của 2 lực nếu hợp lực có giá trị:
a. 50N b. 10N c. 40N d. 20N
Bài 3: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của 3 lực: F1= 20N, F2=
20N và F3. Biết góc giữa các lực là bằng nhau và đều bằng 1200
. Tìm F3để
hợp lực tác dụng lên chất điểm bằng 0? Đáp số: F3= 20 N
Bài 4: Vật m = 5kg được đặt nằm yên trên mặt phẳng nghiêng góc 30
0
so với phương ngang như hình
vẽ. Xác định các lực tác dụng lên vật? Biết trọng lực được xác định bằng công thức P = mg, với g =
10m/s
2
. Đáp số: P = 50N; N = 25 3N; Fms= 25 N
Bài 5: Vật m = 3kg được giữnằm yên trên mặt phẳng nghiêng góc 45
0
so với phương ngang bằng
một sợi dây mảnh và nhẹ, bỏqua ma sát. Tìm lực căng của sợi dây( lực mà vật
tác dụng lên sợi dây làm cho sợi dây bịcăng ra) Đáp số: T = 15 2N
m
m
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 3
=E
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG.
Gồm ba chủ đề.
- Chủ đề 1: Điện tích. Lực điện. Điện trường.
- Chủ đề 2: Điện thế. Hiệu điện thế.
- Chủ đề 3: Tụ điện.
Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH. LỰC ĐIỆN. ĐIỆN TRƯỜNG.
I. Kiến thức:
1. Vật nhiểm điện_ vật mang điện, điện tích_ là vật có khả năng hút được các vật nhẹ.
Có 3 hiện tượng nhiễm điện là nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do do tiếp xúc và nhiễm điện
do hưởng ứng.
2. Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét được gọi là điện
tích điểm.
3. Các điện tíchcùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút nhau.
4. Định luật Cu_Lông (Coulomb): Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đạt trong chân
không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ
lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng
Công thức:
q1, q2: hai điện tích điểm (C )
r : Khoảng cách giữa hai điện tích (m)
5.Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (môi trường đồng tính)
Điện môi là môi trường cách điện.
Các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong một điện
lần khi chúng được đặt trong emôi đồng chất, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giãm đi
chân không:
= 1)e: hằng số điện môi của môi trường. (chân không thì e =
6. Thuyết electron (e) dựa vào sự cư trú và di chuyển của các e để giải thích các hiện tượng
điện và các tính chất điện của các vật. Trong việc vận dụng thuyết e để giải thích các hiện tượng
nhiễm điện (do cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng), ta thừa nhận chỉ có e có thể di chuyển từ vật này sang
vật kia hoặc từ điểm này đến điểm kia trên vật.
7. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích
là không đổi.
8. Xung quanh mỗi điện tích tồn tại một điện trường, điện trường này tác dụnglực điện lên
các điện tích khác đặt trong nó.
9. Cường độ điện trường (cđđt) đặc trưng cho tác dụng lực điện của điện trường.
Cường độ điện trường là đại lượng vectơ được biểu diễn bằng vectơ CĐĐT:
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 4
10. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q tại điểm cách nó một khoảng r trong chân
không (hoặc trong không khí) :
Nếu đặt điện tích trong môi trường điện môi đồng chất:
là hằng số điện môi e Với =
của môi trường.
11. Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cđđt tại điểm
đó.
Đường sức điện đi ra từ điện tích dương và đi vào (kết thúc) ở điện tích âm. Qua mỗi điểm
trong điện trường chỉ duy nhất có một đường sức.
Quy ước vẽ số đường sức: số đường sức đi qua một điện tích nhất định, đặt vuông góc với
đường sức tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cđđt tại điểm đó.
.= +12. Nguyên lí chồng chất điện trường: 2 1 E E E
II. Hướng dẫn giải bài tập:
-Trong SGK VL 11, công thức của định luật CouLomb chỉ dùng để tính độ lớn của lực tác
dụng giữa hai điện tích điểm. Vì vậy, ta chỉ đưa độ lớn (chứ không đưa dấu) của các điện tích vào
công thức.
-Để xác định lực tương tác giữa haiđiện tích điểm, ta dùng định luật CouLomb. Để xác định
=lực điện trong trường hợp tổng quát, ta dùng công thức: E q F .
-Ngoài lực điện, trên điện tích còn có thể có các lực khác tác dụng như trọng lực, lực đàn hồi,
… Hợp lực của các lựcnày sẽ gây ra gia tốc cho điện tích.
-Thuật ngữ “cường độ điện trường” vừa được dùng để chỉ chính đại lượng cường độ điện
trường với tư cách là đại lượng vectơ, vừa để chỉ độ lớn của đại lượng đó.
III. Bài tập:
Dạng 1: XÁC ĐỊNH LỰC TƯƠNG TÁC CỦA CÁC ĐIỆN TÍCH ĐIỂM.
PP chung:
TH chỉ có hai (2) điện tích điểmq1và q2.ø
-Áp dụng công thức của định luật Cu_Lông :
(Lưu ý đơn vị của các đại lượng)=
e= 1. Trong các môi trường khác e-Trong chân không hay trong không khí > 1.
TH có nhiều điện tích điểm.ø
-Lực tác dụng lên một điện tích là hợp lực cùa các lực tác dụng lên điện tích đó tạo bởi các
điện tích còn lại.
-Xác định phương, chiều, độ lớn của từng lực, vẽ các vectơ lực.
-Vẽ vectơ hợp lực.
-Xác định hợp lực từ hình vẽ.
Khi xác định tổng của 2 vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt là tam gaic1 vuông, cân, đều,
… Nếu không xảy ra ở các trường hợp đặc biệt đó thì có thể tính độ dài của vec tơ bằng định lý hàm
số cosin: a
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 5
1. Hai điện tích điểm dương q1và q2có cùng độ lớn điện tích là 8.10
C được đặt trong không khí
cách nhau 10 cm.
a. Hãy xác định lực tương tác giữa hai điện tích đó.
=2 thì lực tương tác giữa eb. Đặt hai điện tích đó vào trong môi trường có hằng số điện môi là
chúng sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa chúng là không đổi (bằng lực tương tác khi đặt
=2 là etrong không khí) thì khoảng cách giữachúng khi đặt trong môi trường có hằng số điện môi
bao nhiêu ? Đs: 0,576
N, 0,288 N, 7 cm.
2. Hai điện tích điểm như nhau đặt trong chân không cách nhau một đoạn 4 cm, lực đẩy tĩnh điện
giữa chúng là 10
a. Tìm độ lớn mỗi điện tích.
b. Tìm khoảng cách giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 2,5. 10
3. Mỗi prôtôn có khối lượng m= 1,67.10
kg, điện tích q= 1,6.10
C. Hỏi lực đẩy giữa hai prôtôn
lớn hơn lực hấp dẫn giữa chúng bao nhiêu lần ? Đs: 1,35. 10
36
4. Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa 1 electron. Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực
hấp dẫn. Đ s: 1,86. 10
5.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. Đ s: q1= 2. 10
(hoặc ngược lại)
6. Hai điện tích q1= 8.10
C đặt tại A và B trong không khí (AB = 6 cm). Xác định
lực tác dụng lên q3= 8.10
-8
C , nếu:
a. CA = 4 cm, CB = 2 cm.
b. CA = 4 cm, CB = 10 cm.
c. CA = CB = 5 cm. Đ s: 0,18 N; 30,24.10
-3
N; 27,65.10
-3
N.
7.Người ta đặt 3 điện tích q1= 8.10
-9
C, q2= q3= -8.10
-9
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.
Đ s: 72.10
-5
N.
8.Ba điện tích điểm q1= -10
-7
C, q2= 5.10
-7
C, q3= 4.10
-7
C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí,
AB = 5 cm. AC = 4 cm. BC = 1 cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích.
Đ s: 4,05. 10
-2
N, 16,2. 10
-2
N,20,25. 10
-2
N.
9. Ba điện tích điểm q1= 4. 10
-8
C, q2= -4. 10
-8
C, q3= 5. 10
-8
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: 45. 10
-3
N.
10Ba điện tích điểmq1= q2= q3= 1,6. 10
-19
C. đặt trong chân không tại ba đỉnh của một tam giác
đều cạnh 16 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3? Đ s: 15,6. 10
-27
N.
11. Ba điện tích điểm q1= 27.10
-8
C, q2= 64.10
-8
C, q3= -10
-7
C đặt trong không khí lần lượt tại ba
đỉnh của một tam giác vuông (vuông góc tại C). Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực
tác dụng lên q3. Đ s: 45.10
-4
N.
12. Hai điện tích q1= -4.10
-8
C, q2= 4. 10
-8
C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm
trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10
-9
C khi:
a. q đặt tại trung điểm O của AB.
b. q đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 6
13. Hai điện tích điểm q1= q2= 5.10
-10
C đặt trong không khí cách nhau một đoạn 10 cm.
a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?
b. Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trườ= 81), hỏi lực tương tác giữa hai điện eng nước (
tích sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa hai điện tích không thay đổi (như đặt trong không
khí) thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu?
14.Cho hai điện tích q1và q2đặt cách nhau một khoảng r = 30 cm trong không khí, lực tác dụng giữa
chúng là F0. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần. Vậy cần dịch chuyển chúng lại một
khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F ?
Đ s: 10 cm.
Dạng 2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.
PP Chung:
Đối với dạng bài tập này, Hs cần vận dụng định luật bảo toàn điện tích: “ Trong một hệ cô lập về ø
điện, tổng đại số các điện tích luôn luôn là mộthằng số”
1. Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1và q2đặt 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, chú đẩy
nhau bằng một lực 3,6.10
ai 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 giữachúng. Đ s: 40,8 N.
3. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau, mang điện tích như nhau q đặt cách nhau một
khoảng R, chúng đẩy nhau một lực có độ lớn 6,4 N. Sau khi cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra một
khoảng 2R thì chúng đẩy nhau một lực bao nhiêu ? Đ s: 1,6 N.
4. Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau, hòn bi này có độ lớn điện tích bằng 5 lần hòn bi kia. Cho xê
dịch hai hòn bi chạm nhau rồi đặt chúng lại vị trí cũ. Độ lớn của lực tương tác biến đổi thế nào nếu
điện tích của chúng :
a. cùng dấu.
b. trái dấu. Đ s: Tăng 1,8 lần, giảm 0,8 lần.
5. Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau có điện tích cùng dấu q và 4q ở cách nhau một khoảng r. Sau
khi cho hai hòn bi tiếp xúc nhau, để cho lực tương tác giữa chúng không thay đổi, ta phải đặt chúng
cách một khoảng r
. Hai quả cầu kim loại giống nhau, được tích điện 3.10
-5
C và 2.10
-5
C. Cho hai quả cầu tiếp xúc
nhau rồi đặt cách nhau một khoảng 1m. Lực điện tác dụng lên mỗi quả cầu có độ lớn là bao nhiêu?
Đ s: 5,625 N.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 7
Dạng 3: ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH.
PP Chung
Khi khảo sát điều kiện cân bằng của một điện tích ta thường gặp hai trường hợp:
. Trường hợp chỉ có lực điện:ø
-Xác định phương, chiều, độ lớn của tất cả các lực điện 1 F
r
,
2 F
r
, … tác dụng lên điện tích
đã xét.
-Dùng điều kiện cân bằng: 0 ...
2 1
r r r
F F+ + =
-Vẽ hình và tìm kết quả.
. Trường hợp có thêm lực cơ học (trọng lực, lực căng dây, …)ø
-Xác định đầy đủ phương, chiều, độ lớn của tất cả các lực tác dụng lên vật mang điện mà ta
xét.
-Tìm hợp lực của các lực cơ học và hợp lực của các lực điện.
-Dùng điều kiện cân bằng: 0
r r r
F RóF R + =
r r
(hay độ lớn R = F).= -
1.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. Phải
đặt điện tích q3= 2. 10
-6
C tại đâu để điện tích q3nằm cân bằng (không di chuyển) ?
Đ s: Tại C cách A 3 cm, cách B 6 cm.
2. Hai điện tích điểm q1= q2= -4. 10
-6
C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Phải đặt
điện tích q3= 4. 10
-8
C tại đâu để q3nằm cân bằng? Đ s: CA = CB = 5 cm.
3. Hai điện tích q1= 2. 10
-8
C, q2= -8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8 cm.Một điện
tích q3đặt tại C. Hỏi:
a. C ở đâu để q3 cân bằng?
b. Dấu và độ lớn của q3để q1và q2cũng cân bằng?Đs: CA= 8 cm,CB= 16 cm, q3= -8. 10
-8
C.
4. Hai điện tích q1= -2. 10
-8
C, q2= 1,8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8 cm. Một điện
tích q3đặt tại C. Hỏi:
a. C ở đâu để q3cân bằng? Đs: CA= 4 cm,CB= 12 cm
b. Dấu và độ lớn của q3để q1và q2cũng cân bằng ? Đs:q3= 4,5. 10
-8
C.
5. Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a người ta đặt ba điện tích giống nhau q1= q2= q3= 6. 10
-7
C. Hỏi phải đặt đặt điện tích thứ tư q0tại đâu, có giá trị là bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng?
Đ s: q0= C q
7
1 10 . 46 , 3
3
-3
- » -
6. Cho hai điện tích q1= 6q, q2=
2
. 3q
lần lượt đặt tại A và B cách nhau một một khoảng a (cm). Phải
đặt một điện tích q0 ở đâu và có trị số thế nào để nó cân bằng? Đ s: Nằm trên AB, cách B:
3
a
cm.
7.Hai điện tích q1= 2. 10
-8
C đặt tại A và q2= -8. 10
-8
C đặt tại B, chúng cách nhau một đoạn AB =
15 cm trong không khí. Phải đặt một điện tích q3tại M cách A bao nhiêu để nó cân bằng?
Đ s: AM = 10 cm.
8. Ở trọng tâm của một tam giác đều người ta đặt một điện tích q1= C
6
10 . 3
-
. Xác định điện tích q
cần đặt ở mỗi đỉnh của tam giác để cho cả hệ ở trạng thí cân bằng? Đ s: -3. 10
-6
C.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 8
9.Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m= 0,6 kg được treo trong không khí bằng hai sợi dây nhẹ cùng
chiều dài l= 50 cm vào cùng một điểm. Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy nhau và
cách nhau một khoảng R = 6 cm.
a. Tính điện tích của mỗi quả cầu, lấy g= 10m/s
2
.
= 27), tính khoảng cách Reb. Nhúng hệ thống vào rượu êtylic (
’
giữa hai quả cầu, bỏ qua lực
đẩy Acsimet.
. Đs: 12. 10a ≈ tg anhỏ thì sin aCho biết khi góc
-9
C,2 cm.
10.Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng nhôm không nhiễm điện, mỗi quả cầu có khốilượng 0,1 kg và
được treo vào hai đầu một sợi chỉ tơ dài 1m rồi móc vào cùng một điểm cố định sao cho hai quả cầu
vừa chạm vào nhau. Sau khi chạm một vật nhiễm điện vào một trong hai quả cầu thì thấy chúng đẩy
nhau và tách ra xa nhau một khoảng r = 6 cm. Xác định điện tích của mỗi quả cầu?
Đs: 0,035. 10
-9
C.
11
*
. Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mỗi quả có điện tích q khối lượng m = 10g treo bởi hai dây
cùng chiều dài 30 cm vào cùng một điểm. Giữ cho quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây
= 60atreo quả cầu II sẽ lệch góc
0
so với phương thẳng đứng. Cho g= 10m/s
2
. Tìm q ?
Đ s: q = C
k
g m
l
6
10
.
-
=
Dạng 4: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG.
PP Chung
. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q:ø
Ápdụng công thức
. Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm:ø
Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:
+ Xác định phương, chiều, độ lớn của từng vectơ cường độ điện trường do từng điện tích gây
ra.
+ Vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp.
+ Xác định độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ.
, tam giac vuông, ^,¯, Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt:
tam giác đều, … Nếu không xảy ra các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dài của vectơ bằng định
lý hàm cosin: a
2
= b
2
+ c
2
–2bc.cosA.
1.Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10
-8
C
một khoảng 3 cm.
Đ s: 2.10
5
V/m.
2. Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E = 3. 10
4
V/m
tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm. Tính độ lớn điện tích Q ?
Đ s: 3. 10
-7
C.
1 E
r
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 9
3.Một điện tích điểm q = 10
-7
C đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác
dụng của một lực F = 3.10
-3
N. Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại M có độ lớn là
bao nhiêu ?
Đ s: 3. 10
4
V/m.
4. Cho hai điện tích q1= 4. 10
-10
C, q2= -4. 10
-10
C, đặt tại A và B trong không khí biết AB = 2 cm.
Xác định vectơ cường độ điện trường E
r
tại:
a. H, là trung điểm của AB.
b. M, MA = 1 cm, MB = 3 cm.
c. N, biết rằng NAB là một tam giác đều.
Đ s: 72. 10
3
V/m. 32. 10
3
V/m. 9. 10
3
V/m.
5. Giải lại bàitoán số 4 trên với q1= q2= 4. 10
-10
C.
Đ s: 0 V/m. 40. 10
3
V/m. 15,6. 10
3
V/m.
6. Hai điện tích q1= 8. 10
-8
C, q2= -8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí biết AB = 4 cm. Tìm
vectơ cường độ điện trường tại C trên đường trung trực của AB và cách AB 2 cm, suy ra lực tác dụng
lên điện tích q = 2. 10
-9
C đặt tại C.
Đ s: ≈ 12,7. 10
5
V/m. F = 25,4. 10
-4
N.
7.Hai điện tích q1= -10
-8
C, q2= 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 6 cm. Xác định vectơ
cường độ điện trường tại M nằm trên đường trung trực của AB cách AB 4 cm.
Đs: ≈ 0,432. 10
5
V/m.
8. Tại ba đỉnh của một tam giác vuông tại A cạnh a= 50 cm, b= 40 cm, c= 30 cm.Ta đặt lần lượt các
điện tích q1= q2= q3= 10
-9
C. Xác định vectơ cường độ điện trường tại H, H là chân đường cao kẻ từ
A.
Đ s: 246 V/m.
9. Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q1= 16.10
-8
C, q2= -9.10
-8
C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một
khoảng 4 cm, cách B một khoảng 3 cm.
Đs: 12,7. 10
5
V/m.
10. Hai điện tích điểm q1= 2. 10
-2
µC, q2= -2. 10
-2
µC đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a
= 30 cm trong không khí. Tính cường độ điện trường tại M cách đều A và B một khoảng là a.
Đ s: 2000 V/m.
11. Trong chân không, một điện tích điểm q = 2. 10
-8
C đặt tại một điểm M trong điện trường của một
điện tích điểm Q = 2. 10
-6
C chịu tác dụng của một lực điện F = 9.10
-3
N. Tính cường độ điện trường
tại M và khoảng cách giữa hai điện tích?
Đs: 45.10
4
V/m, R = 0,2 m.
12. Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 3. 10
-8
C và q2= 4.10
-8
C đặt theo thứ tự tại hai đỉnh B
và C của tam giác ABC vuông cân tại A với AB=AC= 0,1 m. Tính cường độ điện trường tại A.
Đ s: 45. 10
3
V/m.
13. Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 2. 10
-8
C và q2= -32.10
-8
C đặt tại hai điểm A và B
cách nhau một khoảng 30 cm. Xác định vị trí điểm M tại đó cường độ điện trường bằng không.
Đ s: MA = 10 cm, MB = 40 cm.
14*. Bốn điểm A, B, C, D trong không khí tạo thành một hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a= 3 cm,
AB= b= 1 cm.Các điện tích q1, q2, q3được đặt lần lượt tại A, B, C. Biết q2= -12,5. 10
-8
C và cường
độ điện trường tổng hợp ở D 0
v r
D E . Tính q1và q3?=
Đ s: q12,7. 10
-8
C, q2= 6,4. 10
-8
C.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 10
15. Cho hai điện tích điểm q1và q2đặt ở A và B trong không khí, AB = 100 cm. Tìm điểm C mà tại
đó cường độ điện trường bằng không với:
a. q1= 36. 10
-6
C, q2= 4. 10
-6
C. b. q1= -36. 10
-6
C, q2= 4. 10
-6
C.
Đ s: a. CA= 75cm, CB= 25cm. b. CA= 150 cm, CB= 50 cm.
16. Cho hai điện tích điểm q1, q2đặt tại A và B, AB= 2 cm. Biết q1+ q2= 7. 10
-8
C và điểm C cách q1
là 6 cm, cách q2là 8 cm có cường độ điện trường bằng E = 0. Tìm q1và q2?
Đ s: q1= -9.10
-8
C, q2= 16.10
-8
C.
17.Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1= q3= q. Hỏi phải đặt ở B một điện tích
bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không?
Đ s: q2= - q . 2 2
18.Một quả cầu nhỏ khối lượng m= 0,25 g mang điện tích q= 2,5. 10
-9
C được treo bởi một dây và
đặt trong một điện trường đều E
r
. E
r
có phương nằm ngang và có độ lớn E= 10
6
V/m. Tính góc lệch
của dây treo so với phương thẳng đứng. Lấy g= 10 m/s
2
.
= 45aĐ s:
0
.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 11
Chủ đề 2:ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ.
I. Kiến thức:
1. Khi một điện tích dương q dịch chuyển trong điện trường đều có cường độ E (từ M đến N)
thì công mà lực điện tác dụng lên q có biểu thức: A = q.E.d
điểm cuối (theo phương của EàVới: d là khoảng cách từ điểm đầu
r
).
Vì thế d có thể dương (d> 0) và cũng có thể âm (d< 0)
N thì d = MH. àCụ thể như hình vẽ:khi điện tích q di chuyển từ M
Vì cùng chiều với E
r
nên trong trường hợp trên d>0. E
r
F
r
Nếu A > 0 thì lực điện sinh công dương, A< 0 thì lực điện sinh công âm.
2. Công A chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường mà
không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Tính chất này cũng đúng cho điện trường bất kì (không
đều). Tuy nhiên, công thức tính công sẽ khác.
Điện trường là một trường thế.
3. Thế năng của điệntích q tại một điểm M trong điện trường tỉ lệ với độ lớn của điện tích q:
= q.VM.¥WM= AM
¥AM
là công của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến vô cực.
(mốc để tính thế năng.)
4. Điện thế tại điểm M trong điện trường là đạilượng đặc trưng cho khả năng của điện trường
trong việc tạo ra thế năng của điện tích q đặt tại M.
5. Hiệu điện thế UMNgiữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của
điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N.
6. Đơn vị đo điện thế, hiệu điện thế là Vôn (V)
II. Hướng dẫn giải bài tập:
-Công mà ta đề cập ở đây là công của lực điện hay công của điện trường. Công này có thể có
giá trị dương hay âm.
-Có thể áp dụng định lý động năng cho chuyển động củađiện tích.Nếu ngoài lực điện còn có
các lực khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng của tất cả các lực tác dụng lên điện tích bằng
độ tăng động năng của vật mang điện tích.
-Nếu vật mang điện chuyển động đều thì công tổng cộng bằng không. Công của lực điện và
công của các lực khác sẽ có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu.
-Nếu chỉ có lực điện tác dụng lên điện tích thì công của lực điện bằng độ tăng động năng của
vật mang điện tích.
Với m là khối lượng của vật mang điện tích q.
-Trong công thức A= q.E.d chỉ áp dụng được cho trường hợp điện tích di chuyển trong điện
trường đều.
2
.
2
.
. = - =N M MN
2 2
M N
MN MN
v m v m
= = -U q A
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 12
1 E
2 Er
r
III. Bài tập:
Dạng 1: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ.
PP Chung
-Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của
điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Do
đó, với một đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công của lực điện trong
trường hợp này bằng không.
Công của lực điện: A = qEd = q.U
Công của lực ngoài A
’
= A.
Định lý động năng:
Biểu thức hiệu điện thế:
q
A
U
MN
=MN
Hệ thức liên hệ giữa cường độ điện trường hiệu điện thế trong điện trường đều:
d
U
=E
1.Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C. AC = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong một
điện trường đều. Vectơ cường độ điện trường E
r
C và có độ lớn E àsong song với AC, hướng từ A
= 5000V/m. Tính:
E
r
a. UAC, UCB, UAB.
b. Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B ?
Đ s: 200v, 0v, 200v. -3,2. 10
-17
J.
2.Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều E
r
= ABC = 60a,
0
,
EAB
r
. Biết BC = 6 cm, UBC= 120V.
a. Tìm UAC, UBAvà cường độ điện trường E? E
r
b. Đặt thêm ở C điện tích điểm q = 9. 10
-10
C. Tìmcường độ điện trường
tổng hợp tại A. Đ s: UAC= 0V, UBA= 120V, E = 4000 V/m, E= 5000 V/m.
3.Một điện tích điểm q = -4. 10
-8
C di chuyển dọc theo chu vi của một tam giác MNP, vuông tại P,
Etrong điện trường đều, có cường độ 200 v/m. Cạnh MN = 10 cm, MN
r
.NP = 8 cm. Môi trường
là không khí. Tính công của lực điện trong các dịch chuyển sau của q:
P.àN. b. Từ N àa. từ M
M. d. Theo đường kín MNPM.àc. Từ P
Đ s: AMN= -8. 10
-7
J. ANP= 5,12. 10
-7
J, APM= 2,88. 10
-7
J. AMNPM= 0J.
4.Một điện trường đều có cường độ E = 2500 V/m. Hai điểm A , B cách nhau 10 cm khi tính dọc
B àtheo đường sức. Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích q khi nó di chuyển từ A
ngược chiều đường sức. Giải bài toán khi:
a. q = -10
-6
C. b. q = 10
-6
C Đ s: 25. 10
5
J, -25. 10
5
J.
5. Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như hình.
Cho d1= 5 cm, d2= 8 cm. Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều
như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là E1=4.10
4
V/m ,
E2= 5. 10
4
V/m.
Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế là điện thế bản A. d1 d2
Đ s: VB= -2000V. VC= 2000V.
M N MN MN
v v m U q A
2 2
2
1
.
2
1
= = -.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 13
1 E
2 Er
r
6.Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều sao cho E
r
AC và AB = 6 cm. AC = ^// CA. Cho AB
8 cm.
a. Tính cường độ điện trường E, UABvà UBC.Biết UCD= 100V (D là trung điểm củaAC)
D.àC, từ Bàb. Tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B
Đ s: 2500V/m,UAB= 0v, UBC= -200v, ABC= 3,2. 10
-17
J. ABD= 1,6. 10
-17
J.
7. Điện tích q = 10
-8
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều ABC
cạnh a = 10 cm trong điện trường đều có cường độ là 300 V/m. E
r
// BC.
Tính công của lực điện trường khi q dịch chuyển trên mỗi cạnh của tam
giác.
Đ s: AAB= -1,5. 10
-7
J,ABC= 3. 10
-7
J.ACA= -1,5. 10
-7
J.
8. Điện tích q = 10
-8
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều
MBC, mỗi cạnh 20 cm đặt trong điện trường đều E
r
có hướng song song
với BC và có cường độ là 3000 V/m. Tính công thực hiện để dịch chuyển
điện tích q theo các cạnh MB, BC và CM của tam giác.
J.mJ, AMB= -3 mJ, ABC= 6 mĐ s: AMB= -3
9.Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2 m có một điện trường đều với đường sức hướng từ
C. Hiệu điện thế UBC= 12V. Tìm:àB
a. Cường độ điện trường giữa B cà C.
b. Công của lực điện khi một điện tích q = 2. 10
-6
C.àC đi từ B
J.mĐ s: 60 V/m. 24
10. Cho 3 bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song như hình.
Điện trường giữa các bản là điện trường đều và có chiều như hình vẽ.Hai bản
A và B cách nhau một đoạn d1= 5 cm, Hai bản B và C cách nhau một đoạn
d2= 8 cm. Cường độ điện trường tương ứng là E1=400 V/m ,
E2= 600 V/m. Chọn gốc điện thế cùa bản A. Tính điện thế của bản B và của bản C. d1 d2
Đ s: VB= -20V, VC= 28 V.
11.Một electron di chuyển được môt đoạn 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của
một lực điện trong một điện trường đều có cường độ 1000 V/m. Hãy xác định công của lực điện ?
Đ s: 1,6. 10
-18
J.
12. Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm
250eV.(biết rằng 1 eV = 1,6. 10
-19
J). Tìm UMN?
Đ s: -250 V.
E
r
E
r
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 14
Dạng 2: CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT MANG ĐIỆN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG.
PP Chung:
Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác ø
dụng của lực điện , hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đưởng sức điện.
Nếu điện tích dương (q >0) thì hạt mang điện (q) sẽ chuyển động cùng chiều điện
trường.
Nếu điện tích âm (q <0) thì hạt mang điện (q ) sẽ chuyển động ngược chiều điện
trường.
Khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng biến đổi đều.
Ta áp dụng công thức: x = x0+v0.t +
2
1
a.t
2
.
v = v0+ a.t , v
2
–v0
2
= 2.a.s , s = 0
-x x
Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầuoø
v
r
vuông góc với các đường sức điện.
E chịu tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc vớio
v
r
, chuyển động của e tương tự như
chuyểnđộng của một vật bị ném ngang trong trường trọng lực. Quỹ đạo của e là một phần của đường
parapol.
1. Một e có vận tốc ban đầu vo= 3. 10
6
m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện
trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, e chuyển động
như thế nào?
Đ s: a = -2,2. 10
14
m/s
2
, s= 2 cm.
2. Một e được bắn với vận tốc đầu 2. 10
-6
m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với
đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 10
-7
s trong điện trường. Điện tích của e là –1,6. 10
-19
C, khối lượng của e là 9,1. 10
-31
kg.
Đ s: F = 1,6. 10
-17
N. a = 1,76. 10
13
m/s
vy= 1, 76. 10à2
6
m/s, v = 2,66. 10
6
m/s.
3. Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10
4
m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được
một quảng đường 10 cm thì dừng lại.
a. Xác định cường độ điện trường.
b. Tính gia tốc của e.
Đ s: 284. 10
-5
V/m. 5. 10
7
m/s
2
.
4.Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. e xuất
phát từ điểm M với vận tốc 3,2. 10
6
m/s,Hỏi:
a. e đi được quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0 ?
b. Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M ?
s.mĐ s: 0,08 m, 0,1
5.Một e được bắn với vận tốc đầu 4. 10
7
m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với
các đường sức điện. Cường độ điện trường là 10
3
V/m. Tính:
a. Gia tốc của e.
b. Vận tốc của e khi nó chuyển động được 2. 10
-7
s trong điện trường.
Đ s: 3,52. 10
14
m/s
2
. 8,1. 10
7
m/s.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 15
6.Mộtprotôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc protôn ở điểm A thì vận tốc của nó là 2,5.
10
4
m/s. Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V, Hỏi điện thế tại B ?
cho biết protôn có khối lượng 1,67. 10
-27
kg, có điện tích 1,6. 10
-19
C. Đ s: 503,3 V.
Bài tập nâng cao :
1. Một quả cầu khối lượng 10 g, được treo vào một sợi chỉ cách điện. Quả cầu mang điện tích
. Đưa quả cầu thứ 2 mang điện tích q2lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu, mq1= 0,1 C
=30adây treo hợp với đường thẳng đứng một góc
0
. Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùng một mặt phẳng
nằm ngang và cách nhau 3 cm. Tìm độ lớn của q2và lực căng của dây treo? g=10m/s
2
; T=0,115 Nm; ĐS: Dộ lớn của q2=0,058 C a; P=T.cosaHD: F=P.tan
2.Hai điện tích điểm q1=-9.10
-5
C và q2=4.10
-5
C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau 20 cm trong
chân không.
1) Tính cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách A 20 cm
2) Tìm vị trí tại đó CĐĐT bằng không . Hỏi phải đặt một điện tích q0 ở đâu để nó nằm cân bằng?
ĐS: Cách q240 cm
3. 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
-18
J
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
HD: Ta dùng công thức: AMN=q.E.
' '
N M vì AMN>0; q<0; E>0 nên
' '
N M <0 tức là e đi ngược chiều
đường sức.Với
' '
N M =-0,006 m ta tính được E suy ra ANP= q.E.
' '
P N = 6,4.10
-18
J
Dùng ĐL động năng ta tính được vP=5,93.10
6
m/s
4. Bắn một e với vận tốc ban đầu v0vào điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng song song,nằm
ngang theo phương vuông góc với đường sức của điện trường. Electrôn bay vào khoảng chính giữa 2
bản. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U
1) Biết e bay ra khỏi điện trường tại điểm nằm sát mép một bản. Viết biểu thức tính công của lực
điện trong sự dịch chuyển cuả e trong điện trường
2) Viết công thức tính động năng của e khi bắt đầu ra khỏi điện trường
HD: 1) Ta nhận thấy e phải lệch về phía bản dương. Gọi d là khoảng cách giữa 2 bản
A=q.E.(-d/2)=q.(-U/2) với q<0
W2= (m.v0à2) Dùng định lí động năng: W2-W1=A
2
-e.U)/2
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 16
5. Một hạt mang điện tích q=+1,6.10
-19
C ; khối lượng m=1,67.10
-27
kg chuyển động trong một điện
trường. Lúc hạt ở điểm A nó có vận tốc là 2,5.10
4
m/s. Khi bay đến B thì nó dừng lại. Biết điện thế
tại B là 503,3 V. Tính điện thế tại A ( ĐS: VA= 500 V)
HD: ) (
2
.
2
.
2 2
B A AB
A B
V V q A
v m v m
- = = -
6. Cho 2 bản kim loại phẳng có độ dài l=5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách nhau d=2 cm.
Hiệu điện thế giữa 2 bản là 910V. Một e bay theo phương ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu
v0=5.10
7
m/s. Biết e ra khỏi được điện trường. Bỏ qua tác dụng của trọng trường
1) Viết ptrình quĩ đạo của e trong điện trường
2) Tính thời gian e đi trong điện trường? Vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?
3) Tính độ lệch của e khỏi phương ban đầu khi ra khỏi điện trường? ( ĐS: 0,4 cm)
7.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
®
Esong 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( ĐS: 5000V/m; UBC=-200 V; UAB=0)
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
HD: Dùng các công thức: AMN=q.UMN; E= UMN/
' '
N M ; UMN=VM-VN
8. Một hạt bụi mang điện có khối lượng m=10
-11
g nằm cân bằng giữa 2 bản của 1 tụ điện phẳng.
Khoảng cách giữa 2 bản là d=0,5 cm. Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi. Do mất một phần điện
tích,hạt bụi sẽ mất cân bằng. Để thiết lập lại cân bằng người ta phải tăng hiệu điện thế giữa 2 bản lên
=34V. Tính điện lượng đã mất đi biết ban đầu hđt giữa 2 bản là 306,3VDmột lượng U
D )/d = m.g (2). Từ (1) và (2) ta được q D ).(U+ U DHD: Lúc đầu: m.g=F=q.U/d (1); Sau đó (q- q
9. Giữa 2 bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau d=40 cm có một điện trường đều E=60V/m. Một
hạt bụi có khối lượng m=3g và điện tích q=8.10
-5
C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích
điện dương về phía tấm tích điện âm. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng trường. Xác định vận tốc của hạt
tại điểm chính giữa của tụ điện ĐS: 0,8 m/s
HD: Tính a theo ĐL 2 sau đó dùng công thức của chuyển động biến đổi đều
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 17
10. Cho 3 bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song với nhau,tích điện đều cách nhau các khoảng
d1=2,5 cm; d2=4 cm.Biết CĐĐT giữa các bản là đều có độ lớn E1=8.10
4
V/m; E2=10
5
V/m có chiều
như hình vẽ. Nối bản A với đất.
Tính điện thế của bản B và C
VC=2000 VàVB; VC-VB=E2.d2 àHD: VA-VB=E1.d1
11. Một quả cầu tích điện khối lượng m=0,1 g nằm cân bằng giữa 2 bảntụ điện phẳng đặt thẳng
đứng cách nhau d=1cm. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U. Góc lệch của dây treo so với phương thẳng
đứng là 10
0
. Điện tích của quả cầu là 1,3.10
-9
C. Tìm U (cho g=10m/s
2
) ĐS: 1000 V
12. Hai quả cầu giống nhau bằng kim loại tích điện trái dấu đặt cách nhau 20 cm chúng hút nhau
bằng 1 lực F1=4.10
-3
N. Cho 2 quả cầu tiếp xúc với nhau sau đó lại tách chúng ra vị trí cũ. Khi đó 2
quả cầu đẩy nhau bởi 1 lực F2=2,25.10
-3
N. Xác định điện tích của mỗi quả cầu trước khi cho chúng
tiếp xúc nhau.
13. Tại các đỉnh A,B,C của 1 hình vuông ABCD cạnh a=1,5 cm lần lượt đặt cố định q1,q2,q3
1) Biết q2=4.10
-6
C và CĐĐT tổng hợp tại D bằng không. Tính q1, q
3 (ĐS: q1=q3=-1,4.10
-6
C)
2) Tìm CĐĐT tổng hợp tại tâm O của hình vuông (3,2.10
8
V/m)
E1
E2
A B C
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 18
Chủ đề 3:TỤ ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau. Tụ điện dùng để tích
điện và phóng điện trong mạch điện. Tụ điện thường dùng là tụ điện phằng.
Kí hiệu của tụ điện:
2. Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện thì tụ điện sẽ bị tích điện. Độ lớn điện
tích hai bản tụ bao giờ cũng bằng nhau nhưng trái dấu. Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích
của bản dương.
3. Đại lượng đặc trưng của tụ điện là điện dung của tụ. Điện dung C của tụ điện là đại lượng
đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được đo bằng thương
số của điện tích Q của tụ với hiệu điện thế U giữa hai bản của nó.
U
Q
Đơn vị đo điện dung của tụ điện là fara (F) =C
=
, ta thường lầm tưởng C là đại lượng phụ thuộc vào Q, phụ =C
thuộc vào U. Nhưng thực tế C KHÔNGphụ thuộc vào Q và U.
4*. Ghép tụ điện (xem kĩ):
Ghép nối tiếp: Ghép song song:
C1 C2Cn
Cb= C1+ C2+ ... + Cn.
Qb= Q1+ Q2+ … + Qn.
Qb= Q1= Q2=… = Qn.
Ub= U1+ U2+...+ Un. Ub= U1= U2= … = Un.
5. Điện trường trong tụ điện mang một năng lượng là: U
C
= =
-Điện trường trong tụ điện là điện trường đều.
-Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường E bên trong tụ điện, hiệu điện thế U và khoảng
cách d giữa hai bản là:
d
U
=E
-Nếu cường độ điện trường trong lớp điện môi vượt quá một giá trị giới hạn Emaxthì lớp điện
môi trở thành dẫn điện và tụ điện sẽ bị hỏng. Như vậy, hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện không được
vượt quá giới hạn được phép: Umax= Emax.d
n b C C C C
1
...
1 1 1
2 1
= + + +
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 19
Dạng 1: ĐIỆN DUNG, ĐIỆN TÍCH, HIỆU ĐIỆN THẾ VÀNĂNG LƯỢNG CỦA TỤ ĐIỆN.
PP Chung:
Vận dụng công thức:
Điện dung của tụ điện: ø
U=
Trong đó S là diện tích của một bản (là phần đối diện với bản kia)
Đối với tụ điện biến thiên thì phần đối diện của hai bản sẽ thay đổi.
Công thức (2) chỉ áp dụng cho trường hợp chất điện môi lấp đầy khoảng không gian giữa hai
bản. Nếu lớp điện môi chỉ chiếm một phần khoảng không gian giữa hai bản thì cần phải phân tích,
lập luận mới tính được điện dung C của tụ điện.
-Lưu ý các điều kiện sau:
+ Nối tụ điện vào nguồn: U = const.
+ Ngắt tụ điện khỏi nguồn: Q = const.
1. Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ có diệntích 0,05 m
2
đặt cách nhau 0,5 mm, điện dung của tụ là 3
nF. Tính hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ. Đ s: 3,4.
2.Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 3,5 pF, diện tích mỗi bản là 5 cm
2
được đặt dưới hiệu
o= 8,85. 10eđiện thế 6,3 V. Biết
-12
F/m. Tính:
a. khoảng cách giữa hai bản tụ.
b. Cường độ điện trường giữa hai bản. Đ s: 1,26 mm . 5000 V/m.
3. Một tụ điện không khí nếu được tích điện lượng 5,2. 10
-9
C thì điện trường giữa hai bản tụ là
20000 V/m. Tính diện tích mỗi bản tụ. Đ s: 0,03 m
2
.
4. một tụ điện phẳng bằng nhôm có kích thước 4 cm x 5 cm. điện môi là dung dịch axêton có hằng số
điện môi là 20. khoảng cách giữa hai bản của tụ điện là 0,3 mm. Tính điện dung của tụ điện.
Đ s: 1,18. 10
-9
F.
5.Một tụ điện phẳng không khí có hai bản cách nhau 1 mm và có điện dung 2. 10
-11
F được mắc vào
hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V. Tính diện tích mỗi bản tụ điện và điện tích của tụ
điện. Tính cường độ điện trường giữa hai bản ? Đs: 22,6 dm
2
, 10
-9
C, 5. 10
4
V/m.
6. Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện môi là không khí. Khoảng cách giữa hai bản tụ 0,5 cm.
Tích điện cho tụ điện dưới hiệu điện thế 20 V. Tính:
a. điện tích của tụ điện.
b. Cường độ điện trường trong tụ. Đ s: 24. 10
-11
C, 4000 V/m.
7. Một tụ điện phẳng không khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện ở hiệu điện thế 120V.
a. Tính điện tích của tụ.
b. Sau đó tháo bỏ nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên gấp đôi. Tính hiệu điện
thế mới giữa hai bản tụ. Biết rằng điện dung của tụ điện phẳng tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai
bản của nó. Đ s: 48. 10
-10
C, 240 V.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 20
8. Tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế 300 V.
a. Tính điện tích Q của tụ điện.
= 2. Tính điện dung eb. Ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có
C1, điện tích Q1và hiệu điện thế U1của tụ điện lúc đó.
= 2. Tính C2, ec. Vẫn nối tụ điện với nguồn nhưng nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có
Q2, U2của tụ điện.
Đs: a/ 150 nC; b/ C1=1000 pF, Q1= 150 nC, U1= 150 V.c/ C2= 1000 pF, Q2= 300 nC, U2= 300 V.
9. Tụ điện phẳng không khí điện dung 2 pF được tích điện ở hiệu điện thế 600V.
a. Tính điện tích Q của tụ.
b. Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai đầu tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C1, Q1, U1của
tụ.
c. Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa đề khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C2, Q2, U2của
tụ.
Đ s: a/1,2. 10
-9
C. b/ C1= 1pF, Q1= 1,2.10
-9
C, U1= 1200V. c/ C2= 1pF, Q2= 0,6.10
-9
C,U= 600 V.
10. Tụ điện phẳng có các bản tụ hình tròn bán kính 10 cm. Khoảng cách và hiệu điện thế giữa hai bản
là 1cm, 108 V. Giữa hai bản là không khí. Tìm điện tích của tụ điện ?
Đ s: 3. 10
-9
C.
11. Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạch a = 20 cm đặt cách nhau 1 cm. Chất điệnmôi
= 6. Hiệu điện thế giữa hai bản U = 50 V.egiữa hai bản là thủy tinh có
a. Tính điện dung của tụ điện.
b. Tính điện tích của tụ điện.
c. Tính năng lượng của tụ điện, tụ điện có dùng đề làm nguồn điện được không ?
Đ s: 212,4 pF ; 10,6 nC ; 266 nJ.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 21
Dạng 2: GHÉP TỤ ĐIỆN CHƯA TÍCH ĐIỆN.
PP Chung:
-Vận dụng các công thức tìm điện dung (C), điện tích (Q), hiệu điện thế (U) của tụ điện trong
các cách mắc song song, nối tiếp.
-Nếu trong bài toán có nhiều tụ được mắc hổn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện của
mạch đó rồi mới tính toán.
-Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn.
-Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và vẫn giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q của tụ đó vẫn
không thay đổi.
Đối với bài toán ghép tụ điện cần lưu ý hai trường hợp:ø
+ Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích
và khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế.
+ Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điện cần áp
dụng định luật bảo toàn điện tích (Tổng đại số các điện tích của hai bản nối với nhau bằng dây dẫn
được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối với nhau bằng tổng điện tích của
chúng sau khi nối).
= 5. eF có lớp điện môi dày 0,2 mm có hằng số điện môi m1. Một tụ điện phẳng điện dung C = 0,12
Tụ được đặt dưới một hiệu điện thế U = 100 V.
a. Tính diện tích các bản của tụ điện, điện tích và năng lượng của tụ.
F mb. Sau khi được tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn rồi mắc vào hai bản của tụ điện C1= 0,15
chưa được tích điện. Tính điện tích của bộ tụ điện, hiệu điện thế và năng lượng của bộ tụ.
Đ s: a/ 0,54 m
2
C, 44,4 V, 0,27 mJ.mC, 0,6 mJ. b/ 12 m, 12
F được tích điện dưới một hiệu điện thế 12V.m2. Một tụ điện 6
a. Tính điện tích của mỗi bản tụ.
b. Hỏi tụ điện tích lũy một năng lượng cực đại là bao nhiêu ?
àc. Tính công trung bình mà nguồn điện thực hiện để đưa 1 e từ bản mang điện tích dương
bản mang điện tích âm ?
Đ s: a/ 7,2. 10
-5
C. b/ 4,32. 10
-4
J. c/ 9,6. 10
-19 J.
3. Một tụ điện phẳng không khí 3,5 pF, được đặt dưới một hiệu điện thế 6,3 V.
a. Tính cường độ điện trường giữa hai bản của tụ điện.
b. Tính năng lượng của tụ điện.
Đ s: 5000 V/m, 6,95. 10
-11
J.
F được mắc vào nguồn điện có C1C3mF, C3= 4 mF, C2= 5 m4. Có 3 tụ điện C1= 10
hiệu điện thế U = 38 V.
a. Tính điện dung C của bộ tụ điện, điện tích và hiệu điện thế trên các C2
tụ điện.
b. Tụ C3bị “đánh thủng”. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1.
F. Q1= 8. 10mĐ s: a/ Cb ≈ 3,16
-5
C, Q2= 4. 10
-5
C, Q3= 1,2. 10
-4
C, U1= U2= 8 V, U3= 30 V.
b/ Q1= 3,8. 10
-4
C, U1= 38 V.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 22
5. Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế trong mỗi tụ điện ở các trường hợp sau (hình
vẽ)
C2C3 C2
C1C2C3 C1C2C3 C1
C1 C3
(Hình 1) (Hình 2) (Hình 3) (Hình 4)
F. UAB= 100 V.mF, C3= 6 mF, C2= 4 mHình 1: C1= 2
F. UAB= 120 V.mF, C3= 3 mF, C2= 1,5 mHình 2: C1= 1
F. UAB= 12 V.mF, C3= 3 mF, C2= 1 mHình 3: C1= 0,25
F, UAB= 10 V.mF, C3= 1 mHình 4: C1= C2= 2
6. Cho bộ tụ mắc như hình vẽ:
F. UAB= 20 V. C1C2mF, C4= 4 mF, C3= 6 mF, C2= 3 mC1= 1
Tính điện dung bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ khi.
a. K hở. C3 C4
b. K đóng.
F. C1C2mF, C5= 8 mF, C3= C4= 4 mF, C2= 6 m7. Trong hình bên C1= 3
U = 900 V. Tính hiệu điệnthế giữa A và B ?
C3C4
Đ s: UAB= -100V.
C5
8. Cho mạch điện như hình vẽ:
F, U = 15 V. C1 C2mC1= C2= C3= C4=C5= 1
Tính điện dung của bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế của mỗitụ khi: C5
a. K hở.
b. K đóng. C3 C4
9*. Cho bộ tụ điện như hình vẽ. C2C2
C2= 2 C1, UAB= 16 V. Tính UMB. C1C1C1
Đ s: 4 V.
10*. Cho bộ 4 tụ điện giống nhau ghép theo 2 cách như hìnhvẽ.
a. Cách nào có điện dung lớn hơn.
b. Nếu điện dung tụ khác nhau thì chúng phải có liên hệ
thế nào để CA= CB (Điện dung của hai cách ghép bằng nhau)
Hình A.
Hình B.
Đ s: a/ CA=
3
4
CB. b/
2
+
=
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 23
Bài tập nâng cao
1. Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R=60 cm,khoảng cách giữa 2 bản là 2 mm.
Giữa2 bản là không khí.
1) Tính điện dung của tụ điện ( 5.10
-9
F)
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 3.10
6
V/m . Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ là bao
nhiêu? HD: Umax= Emax.d; Qmax=C.Umax ;(Đs:6.10
3
V; 3.10
-5
C)
2. Một tụ điện không khí có C=2000 pF được mắc vào 2 cực của nguồn điện có hđt là U=5000 V
1) Tính điện tích của tụ điện ( 10
-5
C)
2) Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số
điện môi =2. Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ ( 1000 pF; 2500 V)
3) Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điệnmôi lỏng như ở phần 2. Tính điện tích
và hđt giữa 2 bản tụ
HD: Nếu ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa nó vào điện môi thì điện tích không đổi chỉ có điện dung thay
đổi. Nếu không ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng tụ vào điện môi thì hđt không đổi,điện tích thay đổi
được tích điện, điện tích của tụ là 10m3. Một tụ điện có điện dung C= 2 F
3
. Nối tụ điện đó vào mC
bộ ác qui có SĐĐ E=50V. Bản tích điện dương nối với cực dương. Hỏi khi đó năng lượng của bộ ác
qui tăng lên hay giảmđi? Tăng hay giảm bao nhiêu?
HD: Tính năng lượng trước: W=Q
2
/2C; năng lượng sau: W
’
=CU
’2
/2=C.E
2
Lấy W-W’à/2
=2 mắc vào nguồn điện có hđt U=100 V; khoảng cách giữa 2 e4. Một tụ điện phẳng mà điện môi có
bản là d=0,5 cm; diện tích một bản là 25 cm
2
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
HD: Nhiệt lượng toả ra ở điệnmôi bằng năng lượng của tụ
5. Hai bản của 1 tụ điện phẳng không khí có dạng hình chữ nhật kích thước 10cm x 5cm. Tụ điện
được tích điện bằng một nguồn điện sao cho CĐĐT giữa 2 bản tụ là 8.10
5
V/m . Tính điện tích của tụ
điện trên. Có thể tính được hđt giữa 2 bản tụ không?
HD: Q=C.U=
d
S
. 4 . 10 . 9
9
p
E.d ; Không thể tính được U vì chưa biết d
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 24
tích điện đến hđt U1=100 V; tụ điện 2 có điện dung m6. Có 2 tụ điện, tụ điện 1 có điện dung C1=1 F
tích điện đến hđt U2=200 VmC2= 2 F
1) Nối các bản tích 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
HD: 1) Cb=C1+C2; Qb=Q1+Q2; Ub=Qb/Cb=U1
’
=U2
Q1à’
’
và Q2
’
Tính năng lượng trước: W=C1U1
2
/2+ C2U2
2
/2; năng lượng sau: W
’
=CbUb
2/2; Q=W-W’
2) Làm tương tự chỉ khác Qb=Q2-Q1; Cb=C1+C2
được nối vào hđt 100 Vm7. Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có C=10 F
1) Hỏi năng lượng của bộ thay đổi ra sao nếu 1 tụ bị đánh thủng
2) Khi tụ trên bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện. Tìm năng lượng tiêu
hao đó.
W=W2-W1=(1/2)Cb2UDHD: 1) Độ biến thiên năng lượng của bộ là:
2
-(1/2)Cb1U
2
=….>0 tức là năng
lượng của bộ tăng lên (mặc dù có sự tiêu hao năng lượng do đánh thủng)
=q2-q1D2) Tính điện tích của bộ tụ lúc trước và sau rồi tính q >0. Năng lượng của tụ tăng vì nguồn đã
W+Wtiêu haoD .U. Theo ĐLBTNL: A=Dthực hiện công A để đưa thêm điện tích đến tụ: A= q
Từ đó tính được Wtiêu hao
8. Một tụ điện nạp điện tới hiệu điện thế U1=100 V được nối với với tụ điện thứ hai cùng điện dung
nhưng đượcnạp điện tới hiệu điện thế U2=200V. Tính hiệu điện thế giữa các bản của mỗi tụ điện
trong hai trường hợp sau:
1) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhau (150 V)
2) Các bản tích điện trái dấu nối với nhau (50 V)
F được mắc nối tiếp thành bộ. mF; C3=0,006 mF; C2=0,004m9. Ba tụ điện có điệndung C1=0,002
Hiệu điện thế đánh thủng của mỗi tụ điện là 4000 V.Hỏi bộ tụ điện trên có thể chịu được hiệu điện
thế U=11000 V không? Khi đó hiệu điện thế đặt trên mỗi tụ là bao nhiêu?
ĐS: Không. Bộ sẽ bị đánh thủng; U1=6000 V; U2=3000 V; U3=2000 V
F có thể chịu được các hiệu điện mF; C3 =3mF; C2=2m10. Ba tụ điện có điện dung lần lượt là: C1=1
thế lớn nhất tương ứng là: 1000V;200V; 500V. Đem các tụ điện này mắc thành bộ
1) Với cách mắc nào thì bộ tụ điện có thể chịu được hiệu điện thế lớn nhất
F m2) Tính điện dung và hiệu điện thế của bộ tụ điện đó ĐS: C1nt(C2//C3); 1200 V; 5/6
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 25
F; U=120Vm11. Sáu tụ được mắc: ( ((C1nt(C2//C3))//C4))nt C5nt C6; C1=…C6=60
Tính điện dung của bộ và điện tích của mỗi tụ
12. Hai bản của một tụ điện phẳng(diện tích mỗi bảnlà 200 cm
2
) được nhúng trong dầu có hằng số
điện môi 2,2 và được mắc vào nguồn điện có hđt là 200 V. Tính công cần thiết để giảm khoảng cách
giữa 2 bản từ 5 cm đến 1 cm(sau khi cắt tụ ra khỏi nguồn) (1,2.10
-7
J)
13. Tại 4 đỉnh của một hình vuôngLMNP có 4 điện tích điểm qL=qM=q=4.10
-8
C; qN=qP=-q. Đường
chéo của hình vuông có độ dài a=20 cm. Hãy xác đinh:
Điện thế tại tâm hình vuông? Điện thế tại đỉnh L của hình vuông? Công tối thiểu để đưa q từ L-O
ĐS: 0 V; -1800 V; Công của lực điện là A=-7,2.10
-5
J; công của ngoại lực A
’
=-A
14. Hai bản phẳng song song cách nhau d=5,6 mm, chiều dài mỗi bản là 5 cm. Một điện tử bay vào
khoảng giữa với vận tốc v0=200 000 km/s hướng song song và cách đều 2 bản. Hỏi hiệu điện thế lớn
nhất có thể đặt lên 2 bản là bao nhiêu để khi bay ra khỏi 2 bản điện tử không bị chạm vào mép bản
(50 V)
15. Hiệu điện thế giữa 2 bản của một tụ điện phẳng là U=300 V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa 2
bản của tụ điện và cách bản dưới của tụ d1=0,8 cm. Hỏi sau bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới của
tụ nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm đi 60 V (0,09 s)
16. Hai điện tích q1=6,67.10
-9
C và q2=13,35.10
-9
C nằm trong không khí cách nhau 40 cm. Tính công
cần thiết để đưa hệ điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm ( 1,2.10
-6
J)
17. Một điện tử bay đến gần một iôn âm. Điện tích của iôn gấp 3 lần điện tích của điện tử. Lúc đầu
điện tử ở cách xa iôn và có tốc độ là 10
5
m/s. Tính khoảng cách bé nhất mà điện tử có thể tiến gần
đến iôn. Cho điệntích và khối lượng của e ( 1,5.10
-7
m)
18. Một mặt cầu bán kính 10 cm có mật độ điện mặt 3.10
-5
C/m
2
. Cách mặt cầu 0,9 m có đặt một điện
tích q0=7.10
-9
C . Tính công cần thiết để đưa điện tích điểm q0về cách tâm mặt cầu 50 cm biết môi
trường xung quanh điện tích là K
2
( 2,4.10
-4
J)
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 26
CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI.
Gồm ba chủ đề.
- Chủ đề 1: Dòng điện không đổi. Nguồn điện.
- Chủ đề 2: Điện năng, công suất điện.
- Chủ đề 3: Định luật Ôm đối với toàn mạch
Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện.
Chủ đề 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN.
I. Kiến thức:
q dịch chuyển qua tiết D1. Cường độ dòng điện được xác định bằng thương số của điện lượng
t và khoảng thời gian đó. I = Ddiện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian
Dt
qD
2. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian
Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe (A).
3. Nguồn điện là một nguồn năng lượng có khả năng cung cấp điện năng cho các dụng cụ tiêu
thụ điện ở mạch ngoài.
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của
nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện
tích dương q ngược chiều điện trường (trong vùng có lực lạ) và độ lớn của điện tích đó.
Đơn vị của suất điện động là Vôn (V)
4. Cấu tạo của pin, acquy. Nguyên tắc hoạt động của pin, acquy.
Pin điện hóa gồm 2 cực có bản chất hóa học khác nhau được ngâm trong chất điện phân (dd
axit, bazơ, hoặc muối,…) Do tác dụng hóa học, các cực của pin điện hóa được tích điện khác nhau và
giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trị suất điện động của pin.
Acquy là nguồn điện hóa học hoạt động dựa trên phản ứng hòa học thuận nghịch, nó tích trữ
năng lượng lúc nạp điện và giải phóng năng lượng này khi phát điện.
5. Đối với một dây dẫn có điện trở R, ta có định luật Ôm : I
R
U
, với U là hiệu điện thế giữa =
hai đầu dây, I là cường độ dòng điện chạy qua dây.
II. Hướngdẫn giải bài tập:
- Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu là về: Đặc điểm dòng điện không đổi và công
thức I =
t
q
, định nghĩa suất điện động và công thức
q
A
, cấu tạo chung của các nguồn điện hóa x =
học.
-Cần lưu ý những vấn đề sau:
+ Đơn vị của các đại lượng: Trong công thức I =
t
q
đơn vị của I là Ampe (A) của q là
Culông (C), của t là giây (s) vì vậy nếu đề bài cho thời gian là phút, giờ, … thì phải đổi ra giây.
+ Cần chú ý sự khác biệt giữa lực làm di chuyển điện tích ở mạch ngoài và ở mạch trong
(bên trong nguồn điện).
+ Bên trong các nguồn điện hóa học có sự chuyển hóa từ hóa năng thành điện năng.
+ Dòng điện không đổi có cả chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian, vì vậy chiều
dịch chuyển có hướng của các điện tích là không đổi và điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng
của vật dẫn sẽ tỉ lệ thuận với thời gian.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 27
III. Bài tập:
Dạng 1: CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN.
PP chung:
Tính cường độ dòng điện, số electron đi qua một đoạn mạch.ø
Dùng các công thức I =
t
q
(q là điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch)
N =
e
q
(e= 1,6. 10
-19
C)
Tính suất điện động hoặc điện năng tích lũy của nguồn điện.ø
Dùng công thức
q
A
là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V) )x (x =
1. Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A.
a. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 10 phút ?
b. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên ?
Đ s: 300 C, 18,75. 10
20
hạt e.
2. Suất điện động của một nguồn điện là 12 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện
tích là 0,5 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó ?
Đ s: 6 J.
3. Tính suất điện động của nguồn điện. Biết rằng khi dịch chuyển một lượng điện tích 3. 10
-3
C giữa
hai cực bên trong nguồn điện thì lực lạ thực hiện một công là 9 mJ.
Đ s: 3 V.
4. Suất điện động của một acquy là 6 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là
0,16 C bên trong acquy từ cựcâm đến cực dương của nó ?
Đ s: 0,96 J.
5. Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang của một dây dẫn trong một phút.
Biết dòng điện có cường độ là 0,2 A.
Đ s: 12 C, 0,75. 10
20
hạt e.
6. Một bộ pin của một thiết bị điện có thể cung cấp một dòng điện 2 A liên tục trong 1 giờ thì phải
nạp lại.
a. Nếu bộ pin trên được sử dụng liên tục trong 4 giờ ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì phải
nạp lại. Tính cường độ dòng điện mà bộ pin này có thể cung cấp?
b. Tính suất điện động của bộ pin này nếu trong thời gian 1 giờ nó sinh ra một công là 72 KJ.
Đ s: 0,5 A, 10 V.
7. Trong 5 giây lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng của một dây dẫn là 4,5 C. Cường độ
dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu ?
Đ s: 0,9 A.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 28
Chủ đề 2:ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch
với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A = U.I.t
2. Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và
=cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. P = U.I
t
A
3. Nếu đoạn mạch là vật dẫn có điện trở thuần R thì điện năng tiêu thụ của đoạn mạch được
biến đổi hoàntoàn thành nhiệt năng. Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được
xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong khoảng thời gian 1 giây. P =
2
2
=R.I
R
U
4. Công của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường độ dòng điện
và thời gian dòng điện chạy qua nguồn điện. Công của nguồn điện bằng công của dòng điện chạy
.I.t xtrong toàn mạch. A =
5. Công suất của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường độ dòng
điện chạy qua nguồn điện. Công suất của nguồn điện bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn
= xmạch. P = .I
t
A
6. Định luật Jun_LenXơ: Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn,
với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Q= R.I
2
.t
7. Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện:
+ Với dụng cụ tỏa nhiệt: P= U.I = R.I
2
=
R
U
2
.I + r.Ix+ Với máy thu điện: P =
2
= P
‘
+ r.I
2
(Với P
‘
.I là phần công suất mà máy thu điện chuyển hóa thành dạng năng lượng có ích, x=
không phải là nhiệt. Ví dụ: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng )
Đơn vị của công (điện năng) và nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị của công suất là oát (W)
II. Hướng dẫn giải bài tập:
- Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu về: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện
của một đoạn mạch. Tính công suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn. Tính công và
công suất của nguồn điện.
-Cần lưu ý những vấn đề sau:
+ Trong các công thức tính công, tính nhiệt lượng: Để có công, nhiệt lượng tính ra có
đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi đơn vị thời gian ra giây (s).
+ Mạch điện có bóng đèn: Rđ=
dm
2
P
dm U
( Coi như điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ.)
Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực= Iđm(Lúc này cũng có Uthực= Uđm; Pthực= Pđm )
Nếu Ithực< Iđmthì đèn mờ hơn bình thường.
Nếu Ithực> Iđmthì đèn sáng hơn bình thường.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 29
III. Bài tập:
Dạng 1: VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ. CÔNG SUẤT ĐIỆN.
PP chung:
Ap dụng công thức:
=Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch: A = U.I.t , P = U.I ø
t
A
Định luật Jun-LenXơ: Q = R.Iø
2
.t hay Q= U.I.t .
2
t=
R
U
Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện: P = U.I = R.Iø
2
=
R
U
2
R1R2
. Biết hiệu W1.Cho mạch điện như hình, trong đó U = 9V, R1= 1,5
điện thế hai đầu R2 = 6v. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R2trong 2 phút ?
Đ s: 1440 J.
2. Có hai điện trở mắc giữa hai điểm có hiệu điện thế 12 V.
Khi R1nối tiếp R2thì công suất của mạch là 4 W. Khi R1mắc song song R2thì công suất mạch là 18
, hoặc ngược lại.W, R2= 12 WW. Hãy xác định R1và R2? Đ s: R1= 24
3. Hai bóng đèn Đ1ghi 6v –3 W và Đ2ghi 6V -4,5 W được
mắc vào mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có hiệu điện thế Đ
U không thay đổi. Đ2
a. Biết ban đầu biến trở Rb ở vị trí sao cho 2 đèn sáng Rb
bình thường. Tìm điện trở của biến trở lúc này ? Trên mạch
điện, đâu là Đ1, đâu là Đ2?
b. Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở con
Wchạy sang phải một chút thì độ sáng các đèn thay đổi thế nào ? Đ s: Rb= 24
x4. Cho mạch điện thắp sáng đèn như hình, Nguồn có suất điện động 12 V. Đ
Đèn loại 6 V –3 W. Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường. Tính công của
nguồn điện trong khoảngthời gian 1h ? Tính hiệu suất của mạch chứa đèn
khi sáng bình thường ? Đ s: 21600 J, 50 %.
5. Để loại bóng đèn loại 120 V –60 W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu đện thế 220V, người ta
Wmắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R. Tính R ? Đ s: 200
. R3W, R2= 6 W6. Cho mạch điện như hình với U = 9V, R1= 1,5
Biết cường độ dòng điện qua R3là 1 A. R1 R2
a. Tìm R3?
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trênR2trong 2 phút ?
, 720 J, 6 W.Wc. Tính công suất của đoạn mạch chứa R1? Đ s: 6
7.Một quạt điện được sử dụng dưới hiệu điện thế 220 V thìdòng điện chạy qua quạt có cường độ là
5 A.
a. Tính nhiệtlượng mà quạt tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị Jun ?
b. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng quạt trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng 30 phút, biết
giá điện là 600 đồng / Kwh. (Biết 1 wh = 3600 J, 1 Kwh = 3600 KJ).
Đ s: 1980000 J. (hay 0,55 kw). 9900 đồng.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 30
8.Một ấm điện có hai dây dẫn R1và R2để đun nước. Nếu dùng dây R1thì nước trong ấm sẽ sôi sau
khoảng thời gian 40 phút. Còn nếu dùng dây R2thì nước sẽ sôi sau 60 phút. Vậy nếu dùng cả hai dây
đó mắc song song thì ấm nước sẽ sôi sau khoảng thời gian là bao nhiêu ? (Coi điện trở của dây thay
đổi không đáng kể theo nhiệt độ.)
Đ s: 24 phút.
9. Ba điện trở giống nhau được mắc như hình, nếu công
suất tiêu thụ trên điện trở (1) là 3 W thì công suất toàn
mạch là bao nhiêu ?
Đ s: 18 W.
10.Ba điện trở có trị số R, 2 R, 3 R mắc như hình vẽ. Nếu
công suất của điện trở (1) là 8 W thì công suất của điện trở
(3) là bao nhiêu ?
Đ s: 54 W.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 31
Chủ đề 3: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH.
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH CHỨA NGUỒN ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Định luật ôm đối với toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận
với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
r R
I
+N
=
x
, r)x+ -(
= I.RN+I.r Ix è
Với I.RN= UN: độ giãm thế mạch ngoài.
I.r: độ giãm thế mạch trong.
.x -r.I + Nếu điện trở trong r = 0, hay mạch hở (I = 0) thì UN= xUN= è
+ Nếu R = 0 thì
r
I
x
, lúc này nguồn gọi là bị đoản mạch.=
Định luật ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng
lượng.
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: Công của nguồn điện sinh ra trong
mạch kín bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong.
I.t = (RN+ r).IxA =
2
.t
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối 2 cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn có điện trở
rất nhỏ. Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và có thể gây ra nhiều tác hại.
2. Định luật ôm đối với đoan mạch:
I=
R
U
, rxĐoạn mạch chứa nguồn điện: ø
+ I(R+ r)xThì UAB=
-I (R +r).xHay UBA= -
2, r2x1, r1 xĐoạn mạch chứa nhiều nguồn điện, nhiều điện trở: ø
2+ I (R1+ R2+ r1+r2).x1 - xThì UAB =
1 –I (R1+ R2+ r1+r2).x2 - xHay: UBA=
3. Hiệu suấtcủa nguồn điện:
x x
N N co U
t I
t I U A
= = =H
. .
. .
Anguon
ich
(%)
4. Mắc nguồn điện:
Mắc n nguồn điện nối tiếp nhau.ø
nx2+ .. + x1+ xb= x
rb= r1+ r2+ .. + rn
0, r0) song song nhau.x Mắc m nguồn điện giống nhau (ø
0, rb= xb = x
m
r
0
0, r0) thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn điện.x Mắc N nguồn điện giống nhau (ø
b = n.x0, rb= x
m
r n
0
.
.
1x Mắc xung đối. Giả sử cho ø> 2, rb= r1+ r2.x1 - xb = x2, r2 x1, r1 x2. x
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 32
II. Hướng dẫn giải bài tập:
Ở chủ đề này có thể có các dạng bài tập sau đây:
-Tính cường độ dịng điện qua một mạch kín.
+ Tính điện trở mạch ngoài.
+ Tính điện trở toàn mạch: Rtm= RN+ r.
+ Áp dụng định luật Ôm:
r R
I
+N
=
x
.
Trong các trường hợp mạch cĩ nhiều nguồn thì cần xc định xem các nguồn được mắc với nhau
b, rbthay vào biểu thức của định luật Ôm ta sẽ tìm được I.xnhư thế nào: Tính
r R
I
+N
=
x
Bài toán cũng có thể ra ngược lại: Tìm điện trở hoặc tìm suất điện động của nguồn. Khi đó bài
toán có thể cho cường độ, hiệu điện thế trên mạch hoặc cho đèn sáng bình thường, …
-Dạng toán tính công suất cực đại mà nguồn điện có thể cung cấp cho mạch ngoài.
Ta cần tìm biểu thức P theo R, khảo st biểu thức ny ta sẽ tìm được R để P max và giá trị Pmax.
=P
R đạt giá trị cực tiểu khi R = r. Khi đó Pmax = +
r . 4
2
x
-Dạng toán ghép n nguồn giống nhau: Tính suất điện động, và điện trở trong của bộ nguồn.
Khảo sát cực đại, cực tiểu: Suất điện động của bộ nguồn cực đại nếu các nguồn nối tiếp nhau, điện
trở trong của bộ nguồn cực tiểu nếu các nguốn ghép song song nhau.
-Mạch chứa tụ điện: không có dòng điện qua các nhánh chứa tụ; bỏ qua các nhá
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 1
Bổsung kiến thức vềvéctơ lực
1. Lực
-Đặc điểm của vecto lực + Điểm đặt tại vật
+ Phương của lực tác dụng
+ Chiều của lực tác dụng
+ Độlớn tỉlệvới độlớn của lực tác dụng
2.Cân bằng lực: là các lực cùng tác dụng vào một vật và không gây gia tốc cho vật
-Hai lực cân bằng: là hai lực cùng tác dụng vào một vật, cùng giá cùng độlớn nhưng ngược
chiều
3. Tổng hợp lực:
-Quy tắc tổng hợp lực: Quy tắc hình bình hành
Nếu vật chịu tác dụng của 2 lực
4. Phân tích lực:
-Quy tắc phân tích lực: Quy tắc hình bình hành
Chú ý: chỉphân tích lực theo các phương mà lực có tác dụng cụthể
5. Điều kiện cân bằng củachất điểm
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 2
II. Bài tập
Bài 1: Tìm hợp lực của các lực trong các trường hợp sau (Các lực được vẽtheo thứtựchiều quay của
kim đồng hồ)
Đáp số: a. 19,3 N b. 28,7 N c. 10 N d. 24 N
Bài 2: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của 2 lực có độlớn 20N và 30N, xác định góc hợp bởi
phương của 2 lực nếu hợp lực có giá trị:
a. 50N b. 10N c. 40N d. 20N
Bài 3: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời của 3 lực: F1= 20N, F2=
20N và F3. Biết góc giữa các lực là bằng nhau và đều bằng 1200
. Tìm F3để
hợp lực tác dụng lên chất điểm bằng 0? Đáp số: F3= 20 N
Bài 4: Vật m = 5kg được đặt nằm yên trên mặt phẳng nghiêng góc 30
0
so với phương ngang như hình
vẽ. Xác định các lực tác dụng lên vật? Biết trọng lực được xác định bằng công thức P = mg, với g =
10m/s
2
. Đáp số: P = 50N; N = 25 3N; Fms= 25 N
Bài 5: Vật m = 3kg được giữnằm yên trên mặt phẳng nghiêng góc 45
0
so với phương ngang bằng
một sợi dây mảnh và nhẹ, bỏqua ma sát. Tìm lực căng của sợi dây( lực mà vật
tác dụng lên sợi dây làm cho sợi dây bịcăng ra) Đáp số: T = 15 2N
m
m
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 3
=E
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG.
Gồm ba chủ đề.
- Chủ đề 1: Điện tích. Lực điện. Điện trường.
- Chủ đề 2: Điện thế. Hiệu điện thế.
- Chủ đề 3: Tụ điện.
Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH. LỰC ĐIỆN. ĐIỆN TRƯỜNG.
I. Kiến thức:
1. Vật nhiểm điện_ vật mang điện, điện tích_ là vật có khả năng hút được các vật nhẹ.
Có 3 hiện tượng nhiễm điện là nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do do tiếp xúc và nhiễm điện
do hưởng ứng.
2. Một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm ta xét được gọi là điện
tích điểm.
3. Các điện tíchcùng dấu thì đẩy nhau, trái (ngược) dấu thì hút nhau.
4. Định luật Cu_Lông (Coulomb): Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đạt trong chân
không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ
lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng
Công thức:
q1, q2: hai điện tích điểm (C )
r : Khoảng cách giữa hai điện tích (m)
5.Lực tương tác của các điện tích trong điện môi (môi trường đồng tính)
Điện môi là môi trường cách điện.
Các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong một điện
lần khi chúng được đặt trong emôi đồng chất, chiếm đầy không gian xung quanh điện tích, giãm đi
chân không:
= 1)e: hằng số điện môi của môi trường. (chân không thì e =
6. Thuyết electron (e) dựa vào sự cư trú và di chuyển của các e để giải thích các hiện tượng
điện và các tính chất điện của các vật. Trong việc vận dụng thuyết e để giải thích các hiện tượng
nhiễm điện (do cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng), ta thừa nhận chỉ có e có thể di chuyển từ vật này sang
vật kia hoặc từ điểm này đến điểm kia trên vật.
7. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích
là không đổi.
8. Xung quanh mỗi điện tích tồn tại một điện trường, điện trường này tác dụnglực điện lên
các điện tích khác đặt trong nó.
9. Cường độ điện trường (cđđt) đặc trưng cho tác dụng lực điện của điện trường.
Cường độ điện trường là đại lượng vectơ được biểu diễn bằng vectơ CĐĐT:
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 4
10. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q tại điểm cách nó một khoảng r trong chân
không (hoặc trong không khí) :
Nếu đặt điện tích trong môi trường điện môi đồng chất:
là hằng số điện môi e Với =
của môi trường.
11. Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cđđt tại điểm
đó.
Đường sức điện đi ra từ điện tích dương và đi vào (kết thúc) ở điện tích âm. Qua mỗi điểm
trong điện trường chỉ duy nhất có một đường sức.
Quy ước vẽ số đường sức: số đường sức đi qua một điện tích nhất định, đặt vuông góc với
đường sức tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cđđt tại điểm đó.
.= +12. Nguyên lí chồng chất điện trường: 2 1 E E E
II. Hướng dẫn giải bài tập:
-Trong SGK VL 11, công thức của định luật CouLomb chỉ dùng để tính độ lớn của lực tác
dụng giữa hai điện tích điểm. Vì vậy, ta chỉ đưa độ lớn (chứ không đưa dấu) của các điện tích vào
công thức.
-Để xác định lực tương tác giữa haiđiện tích điểm, ta dùng định luật CouLomb. Để xác định
=lực điện trong trường hợp tổng quát, ta dùng công thức: E q F .
-Ngoài lực điện, trên điện tích còn có thể có các lực khác tác dụng như trọng lực, lực đàn hồi,
… Hợp lực của các lựcnày sẽ gây ra gia tốc cho điện tích.
-Thuật ngữ “cường độ điện trường” vừa được dùng để chỉ chính đại lượng cường độ điện
trường với tư cách là đại lượng vectơ, vừa để chỉ độ lớn của đại lượng đó.
III. Bài tập:
Dạng 1: XÁC ĐỊNH LỰC TƯƠNG TÁC CỦA CÁC ĐIỆN TÍCH ĐIỂM.
PP chung:
TH chỉ có hai (2) điện tích điểmq1và q2.ø
-Áp dụng công thức của định luật Cu_Lông :
(Lưu ý đơn vị của các đại lượng)=
e= 1. Trong các môi trường khác e-Trong chân không hay trong không khí > 1.
TH có nhiều điện tích điểm.ø
-Lực tác dụng lên một điện tích là hợp lực cùa các lực tác dụng lên điện tích đó tạo bởi các
điện tích còn lại.
-Xác định phương, chiều, độ lớn của từng lực, vẽ các vectơ lực.
-Vẽ vectơ hợp lực.
-Xác định hợp lực từ hình vẽ.
Khi xác định tổng của 2 vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt là tam gaic1 vuông, cân, đều,
… Nếu không xảy ra ở các trường hợp đặc biệt đó thì có thể tính độ dài của vec tơ bằng định lý hàm
số cosin: a
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 5
1. Hai điện tích điểm dương q1và q2có cùng độ lớn điện tích là 8.10
C được đặt trong không khí
cách nhau 10 cm.
a. Hãy xác định lực tương tác giữa hai điện tích đó.
=2 thì lực tương tác giữa eb. Đặt hai điện tích đó vào trong môi trường có hằng số điện môi là
chúng sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa chúng là không đổi (bằng lực tương tác khi đặt
=2 là etrong không khí) thì khoảng cách giữachúng khi đặt trong môi trường có hằng số điện môi
bao nhiêu ? Đs: 0,576
N, 0,288 N, 7 cm.
2. Hai điện tích điểm như nhau đặt trong chân không cách nhau một đoạn 4 cm, lực đẩy tĩnh điện
giữa chúng là 10
a. Tìm độ lớn mỗi điện tích.
b. Tìm khoảng cách giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là 2,5. 10
3. Mỗi prôtôn có khối lượng m= 1,67.10
kg, điện tích q= 1,6.10
C. Hỏi lực đẩy giữa hai prôtôn
lớn hơn lực hấp dẫn giữa chúng bao nhiêu lần ? Đs: 1,35. 10
36
4. Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa 1 electron. Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực
hấp dẫn. Đ s: 1,86. 10
5.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. Đ s: q1= 2. 10
(hoặc ngược lại)
6. Hai điện tích q1= 8.10
C đặt tại A và B trong không khí (AB = 6 cm). Xác định
lực tác dụng lên q3= 8.10
-8
C , nếu:
a. CA = 4 cm, CB = 2 cm.
b. CA = 4 cm, CB = 10 cm.
c. CA = CB = 5 cm. Đ s: 0,18 N; 30,24.10
-3
N; 27,65.10
-3
N.
7.Người ta đặt 3 điện tích q1= 8.10
-9
C, q2= q3= -8.10
-9
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.
Đ s: 72.10
-5
N.
8.Ba điện tích điểm q1= -10
-7
C, q2= 5.10
-7
C, q3= 4.10
-7
C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí,
AB = 5 cm. AC = 4 cm. BC = 1 cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích.
Đ s: 4,05. 10
-2
N, 16,2. 10
-2
N,20,25. 10
-2
N.
9. Ba điện tích điểm q1= 4. 10
-8
C, q2= -4. 10
-8
C, q3= 5. 10
-8
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: 45. 10
-3
N.
10Ba điện tích điểmq1= q2= q3= 1,6. 10
-19
C. đặt trong chân không tại ba đỉnh của một tam giác
đều cạnh 16 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3? Đ s: 15,6. 10
-27
N.
11. Ba điện tích điểm q1= 27.10
-8
C, q2= 64.10
-8
C, q3= -10
-7
C đặt trong không khí lần lượt tại ba
đỉnh của một tam giác vuông (vuông góc tại C). Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực
tác dụng lên q3. Đ s: 45.10
-4
N.
12. Hai điện tích q1= -4.10
-8
C, q2= 4. 10
-8
C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm
trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10
-9
C khi:
a. q đặt tại trung điểm O của AB.
b. q đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 6
13. Hai điện tích điểm q1= q2= 5.10
-10
C đặt trong không khí cách nhau một đoạn 10 cm.
a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích?
b. Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trườ= 81), hỏi lực tương tác giữa hai điện eng nước (
tích sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa hai điện tích không thay đổi (như đặt trong không
khí) thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu?
14.Cho hai điện tích q1và q2đặt cách nhau một khoảng r = 30 cm trong không khí, lực tác dụng giữa
chúng là F0. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần. Vậy cần dịch chuyển chúng lại một
khoảng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F ?
Đ s: 10 cm.
Dạng 2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.
PP Chung:
Đối với dạng bài tập này, Hs cần vận dụng định luật bảo toàn điện tích: “ Trong một hệ cô lập về ø
điện, tổng đại số các điện tích luôn luôn là mộthằng số”
1. Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1và q2đặt 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, chú đẩy
nhau bằng một lực 3,6.10
ai 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 giữachúng. Đ s: 40,8 N.
3. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau, mang điện tích như nhau q đặt cách nhau một
khoảng R, chúng đẩy nhau một lực có độ lớn 6,4 N. Sau khi cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra một
khoảng 2R thì chúng đẩy nhau một lực bao nhiêu ? Đ s: 1,6 N.
4. Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau, hòn bi này có độ lớn điện tích bằng 5 lần hòn bi kia. Cho xê
dịch hai hòn bi chạm nhau rồi đặt chúng lại vị trí cũ. Độ lớn của lực tương tác biến đổi thế nào nếu
điện tích của chúng :
a. cùng dấu.
b. trái dấu. Đ s: Tăng 1,8 lần, giảm 0,8 lần.
5. Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau có điện tích cùng dấu q và 4q ở cách nhau một khoảng r. Sau
khi cho hai hòn bi tiếp xúc nhau, để cho lực tương tác giữa chúng không thay đổi, ta phải đặt chúng
cách một khoảng r
. Hai quả cầu kim loại giống nhau, được tích điện 3.10
-5
C và 2.10
-5
C. Cho hai quả cầu tiếp xúc
nhau rồi đặt cách nhau một khoảng 1m. Lực điện tác dụng lên mỗi quả cầu có độ lớn là bao nhiêu?
Đ s: 5,625 N.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 7
Dạng 3: ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH.
PP Chung
Khi khảo sát điều kiện cân bằng của một điện tích ta thường gặp hai trường hợp:
. Trường hợp chỉ có lực điện:ø
-Xác định phương, chiều, độ lớn của tất cả các lực điện 1 F
r
,
2 F
r
, … tác dụng lên điện tích
đã xét.
-Dùng điều kiện cân bằng: 0 ...
2 1
r r r
F F+ + =
-Vẽ hình và tìm kết quả.
. Trường hợp có thêm lực cơ học (trọng lực, lực căng dây, …)ø
-Xác định đầy đủ phương, chiều, độ lớn của tất cả các lực tác dụng lên vật mang điện mà ta
xét.
-Tìm hợp lực của các lực cơ học và hợp lực của các lực điện.
-Dùng điều kiện cân bằng: 0
r r r
F RóF R + =
r r
(hay độ lớn R = F).= -
1.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. Phải
đặt điện tích q3= 2. 10
-6
C tại đâu để điện tích q3nằm cân bằng (không di chuyển) ?
Đ s: Tại C cách A 3 cm, cách B 6 cm.
2. Hai điện tích điểm q1= q2= -4. 10
-6
C, đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không khí. Phải đặt
điện tích q3= 4. 10
-8
C tại đâu để q3nằm cân bằng? Đ s: CA = CB = 5 cm.
3. Hai điện tích q1= 2. 10
-8
C, q2= -8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8 cm.Một điện
tích q3đặt tại C. Hỏi:
a. C ở đâu để q3 cân bằng?
b. Dấu và độ lớn của q3để q1và q2cũng cân bằng?Đs: CA= 8 cm,CB= 16 cm, q3= -8. 10
-8
C.
4. Hai điện tích q1= -2. 10
-8
C, q2= 1,8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 8 cm. Một điện
tích q3đặt tại C. Hỏi:
a. C ở đâu để q3cân bằng? Đs: CA= 4 cm,CB= 12 cm
b. Dấu và độ lớn của q3để q1và q2cũng cân bằng ? Đs:q3= 4,5. 10
-8
C.
5. Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a người ta đặt ba điện tích giống nhau q1= q2= q3= 6. 10
-7
C. Hỏi phải đặt đặt điện tích thứ tư q0tại đâu, có giá trị là bao nhiêu để hệ thống đứng yên cân bằng?
Đ s: q0= C q
7
1 10 . 46 , 3
3
-3
- » -
6. Cho hai điện tích q1= 6q, q2=
2
. 3q
lần lượt đặt tại A và B cách nhau một một khoảng a (cm). Phải
đặt một điện tích q0 ở đâu và có trị số thế nào để nó cân bằng? Đ s: Nằm trên AB, cách B:
3
a
cm.
7.Hai điện tích q1= 2. 10
-8
C đặt tại A và q2= -8. 10
-8
C đặt tại B, chúng cách nhau một đoạn AB =
15 cm trong không khí. Phải đặt một điện tích q3tại M cách A bao nhiêu để nó cân bằng?
Đ s: AM = 10 cm.
8. Ở trọng tâm của một tam giác đều người ta đặt một điện tích q1= C
6
10 . 3
-
. Xác định điện tích q
cần đặt ở mỗi đỉnh của tam giác để cho cả hệ ở trạng thí cân bằng? Đ s: -3. 10
-6
C.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 8
9.Hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng m= 0,6 kg được treo trong không khí bằng hai sợi dây nhẹ cùng
chiều dài l= 50 cm vào cùng một điểm. Khi hai quả cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy nhau và
cách nhau một khoảng R = 6 cm.
a. Tính điện tích của mỗi quả cầu, lấy g= 10m/s
2
.
= 27), tính khoảng cách Reb. Nhúng hệ thống vào rượu êtylic (
’
giữa hai quả cầu, bỏ qua lực
đẩy Acsimet.
. Đs: 12. 10a ≈ tg anhỏ thì sin aCho biết khi góc
-9
C,2 cm.
10.Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng nhôm không nhiễm điện, mỗi quả cầu có khốilượng 0,1 kg và
được treo vào hai đầu một sợi chỉ tơ dài 1m rồi móc vào cùng một điểm cố định sao cho hai quả cầu
vừa chạm vào nhau. Sau khi chạm một vật nhiễm điện vào một trong hai quả cầu thì thấy chúng đẩy
nhau và tách ra xa nhau một khoảng r = 6 cm. Xác định điện tích của mỗi quả cầu?
Đs: 0,035. 10
-9
C.
11
*
. Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mỗi quả có điện tích q khối lượng m = 10g treo bởi hai dây
cùng chiều dài 30 cm vào cùng một điểm. Giữ cho quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây
= 60atreo quả cầu II sẽ lệch góc
0
so với phương thẳng đứng. Cho g= 10m/s
2
. Tìm q ?
Đ s: q = C
k
g m
l
6
10
.
-
=
Dạng 4: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG.
PP Chung
. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q:ø
Ápdụng công thức
. Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm:ø
Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:
+ Xác định phương, chiều, độ lớn của từng vectơ cường độ điện trường do từng điện tích gây
ra.
+ Vẽ vectơ cường độ điện trường tổng hợp.
+ Xác định độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp từ hình vẽ.
, tam giac vuông, ^,¯, Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt:
tam giác đều, … Nếu không xảy ra các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dài của vectơ bằng định
lý hàm cosin: a
2
= b
2
+ c
2
–2bc.cosA.
1.Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10
-8
C
một khoảng 3 cm.
Đ s: 2.10
5
V/m.
2. Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra một điện trường có cường độ E = 3. 10
4
V/m
tại điểm M cách điện tích một khoảng 30 cm. Tính độ lớn điện tích Q ?
Đ s: 3. 10
-7
C.
1 E
r
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 9
3.Một điện tích điểm q = 10
-7
C đặt tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm Q, chịu tác
dụng của một lực F = 3.10
-3
N. Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại M có độ lớn là
bao nhiêu ?
Đ s: 3. 10
4
V/m.
4. Cho hai điện tích q1= 4. 10
-10
C, q2= -4. 10
-10
C, đặt tại A và B trong không khí biết AB = 2 cm.
Xác định vectơ cường độ điện trường E
r
tại:
a. H, là trung điểm của AB.
b. M, MA = 1 cm, MB = 3 cm.
c. N, biết rằng NAB là một tam giác đều.
Đ s: 72. 10
3
V/m. 32. 10
3
V/m. 9. 10
3
V/m.
5. Giải lại bàitoán số 4 trên với q1= q2= 4. 10
-10
C.
Đ s: 0 V/m. 40. 10
3
V/m. 15,6. 10
3
V/m.
6. Hai điện tích q1= 8. 10
-8
C, q2= -8. 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí biết AB = 4 cm. Tìm
vectơ cường độ điện trường tại C trên đường trung trực của AB và cách AB 2 cm, suy ra lực tác dụng
lên điện tích q = 2. 10
-9
C đặt tại C.
Đ s: ≈ 12,7. 10
5
V/m. F = 25,4. 10
-4
N.
7.Hai điện tích q1= -10
-8
C, q2= 10
-8
C đặt tại A và B trong không khí, AB = 6 cm. Xác định vectơ
cường độ điện trường tại M nằm trên đường trung trực của AB cách AB 4 cm.
Đs: ≈ 0,432. 10
5
V/m.
8. Tại ba đỉnh của một tam giác vuông tại A cạnh a= 50 cm, b= 40 cm, c= 30 cm.Ta đặt lần lượt các
điện tích q1= q2= q3= 10
-9
C. Xác định vectơ cường độ điện trường tại H, H là chân đường cao kẻ từ
A.
Đ s: 246 V/m.
9. Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q1= 16.10
-8
C, q2= -9.10
-8
C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một
khoảng 4 cm, cách B một khoảng 3 cm.
Đs: 12,7. 10
5
V/m.
10. Hai điện tích điểm q1= 2. 10
-2
µC, q2= -2. 10
-2
µC đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a
= 30 cm trong không khí. Tính cường độ điện trường tại M cách đều A và B một khoảng là a.
Đ s: 2000 V/m.
11. Trong chân không, một điện tích điểm q = 2. 10
-8
C đặt tại một điểm M trong điện trường của một
điện tích điểm Q = 2. 10
-6
C chịu tác dụng của một lực điện F = 9.10
-3
N. Tính cường độ điện trường
tại M và khoảng cách giữa hai điện tích?
Đs: 45.10
4
V/m, R = 0,2 m.
12. Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 3. 10
-8
C và q2= 4.10
-8
C đặt theo thứ tự tại hai đỉnh B
và C của tam giác ABC vuông cân tại A với AB=AC= 0,1 m. Tính cường độ điện trường tại A.
Đ s: 45. 10
3
V/m.
13. Trong chân không có hai điện tích điểm q1= 2. 10
-8
C và q2= -32.10
-8
C đặt tại hai điểm A và B
cách nhau một khoảng 30 cm. Xác định vị trí điểm M tại đó cường độ điện trường bằng không.
Đ s: MA = 10 cm, MB = 40 cm.
14*. Bốn điểm A, B, C, D trong không khí tạo thành một hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a= 3 cm,
AB= b= 1 cm.Các điện tích q1, q2, q3được đặt lần lượt tại A, B, C. Biết q2= -12,5. 10
-8
C và cường
độ điện trường tổng hợp ở D 0
v r
D E . Tính q1và q3?=
Đ s: q12,7. 10
-8
C, q2= 6,4. 10
-8
C.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 10
15. Cho hai điện tích điểm q1và q2đặt ở A và B trong không khí, AB = 100 cm. Tìm điểm C mà tại
đó cường độ điện trường bằng không với:
a. q1= 36. 10
-6
C, q2= 4. 10
-6
C. b. q1= -36. 10
-6
C, q2= 4. 10
-6
C.
Đ s: a. CA= 75cm, CB= 25cm. b. CA= 150 cm, CB= 50 cm.
16. Cho hai điện tích điểm q1, q2đặt tại A và B, AB= 2 cm. Biết q1+ q2= 7. 10
-8
C và điểm C cách q1
là 6 cm, cách q2là 8 cm có cường độ điện trường bằng E = 0. Tìm q1và q2?
Đ s: q1= -9.10
-8
C, q2= 16.10
-8
C.
17.Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1= q3= q. Hỏi phải đặt ở B một điện tích
bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không?
Đ s: q2= - q . 2 2
18.Một quả cầu nhỏ khối lượng m= 0,25 g mang điện tích q= 2,5. 10
-9
C được treo bởi một dây và
đặt trong một điện trường đều E
r
. E
r
có phương nằm ngang và có độ lớn E= 10
6
V/m. Tính góc lệch
của dây treo so với phương thẳng đứng. Lấy g= 10 m/s
2
.
= 45aĐ s:
0
.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 11
Chủ đề 2:ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ.
I. Kiến thức:
1. Khi một điện tích dương q dịch chuyển trong điện trường đều có cường độ E (từ M đến N)
thì công mà lực điện tác dụng lên q có biểu thức: A = q.E.d
điểm cuối (theo phương của EàVới: d là khoảng cách từ điểm đầu
r
).
Vì thế d có thể dương (d> 0) và cũng có thể âm (d< 0)
N thì d = MH. àCụ thể như hình vẽ:khi điện tích q di chuyển từ M
Vì cùng chiều với E
r
nên trong trường hợp trên d>0. E
r
F
r
Nếu A > 0 thì lực điện sinh công dương, A< 0 thì lực điện sinh công âm.
2. Công A chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường mà
không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Tính chất này cũng đúng cho điện trường bất kì (không
đều). Tuy nhiên, công thức tính công sẽ khác.
Điện trường là một trường thế.
3. Thế năng của điệntích q tại một điểm M trong điện trường tỉ lệ với độ lớn của điện tích q:
= q.VM.¥WM= AM
¥AM
là công của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến vô cực.
(mốc để tính thế năng.)
4. Điện thế tại điểm M trong điện trường là đạilượng đặc trưng cho khả năng của điện trường
trong việc tạo ra thế năng của điện tích q đặt tại M.
5. Hiệu điện thế UMNgiữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của
điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N.
6. Đơn vị đo điện thế, hiệu điện thế là Vôn (V)
II. Hướng dẫn giải bài tập:
-Công mà ta đề cập ở đây là công của lực điện hay công của điện trường. Công này có thể có
giá trị dương hay âm.
-Có thể áp dụng định lý động năng cho chuyển động củađiện tích.Nếu ngoài lực điện còn có
các lực khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng của tất cả các lực tác dụng lên điện tích bằng
độ tăng động năng của vật mang điện tích.
-Nếu vật mang điện chuyển động đều thì công tổng cộng bằng không. Công của lực điện và
công của các lực khác sẽ có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu.
-Nếu chỉ có lực điện tác dụng lên điện tích thì công của lực điện bằng độ tăng động năng của
vật mang điện tích.
Với m là khối lượng của vật mang điện tích q.
-Trong công thức A= q.E.d chỉ áp dụng được cho trường hợp điện tích di chuyển trong điện
trường đều.
2
.
2
.
. = - =N M MN
2 2
M N
MN MN
v m v m
= = -U q A
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 12
1 E
2 Er
r
III. Bài tập:
Dạng 1: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ.
PP Chung
-Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của
điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Do
đó, với một đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công của lực điện trong
trường hợp này bằng không.
Công của lực điện: A = qEd = q.U
Công của lực ngoài A
’
= A.
Định lý động năng:
Biểu thức hiệu điện thế:
q
A
U
MN
=MN
Hệ thức liên hệ giữa cường độ điện trường hiệu điện thế trong điện trường đều:
d
U
=E
1.Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C. AC = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong một
điện trường đều. Vectơ cường độ điện trường E
r
C và có độ lớn E àsong song với AC, hướng từ A
= 5000V/m. Tính:
E
r
a. UAC, UCB, UAB.
b. Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B ?
Đ s: 200v, 0v, 200v. -3,2. 10
-17
J.
2.Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều E
r
= ABC = 60a,
0
,
EAB
r
. Biết BC = 6 cm, UBC= 120V.
a. Tìm UAC, UBAvà cường độ điện trường E? E
r
b. Đặt thêm ở C điện tích điểm q = 9. 10
-10
C. Tìmcường độ điện trường
tổng hợp tại A. Đ s: UAC= 0V, UBA= 120V, E = 4000 V/m, E= 5000 V/m.
3.Một điện tích điểm q = -4. 10
-8
C di chuyển dọc theo chu vi của một tam giác MNP, vuông tại P,
Etrong điện trường đều, có cường độ 200 v/m. Cạnh MN = 10 cm, MN
r
.NP = 8 cm. Môi trường
là không khí. Tính công của lực điện trong các dịch chuyển sau của q:
P.àN. b. Từ N àa. từ M
M. d. Theo đường kín MNPM.àc. Từ P
Đ s: AMN= -8. 10
-7
J. ANP= 5,12. 10
-7
J, APM= 2,88. 10
-7
J. AMNPM= 0J.
4.Một điện trường đều có cường độ E = 2500 V/m. Hai điểm A , B cách nhau 10 cm khi tính dọc
B àtheo đường sức. Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích q khi nó di chuyển từ A
ngược chiều đường sức. Giải bài toán khi:
a. q = -10
-6
C. b. q = 10
-6
C Đ s: 25. 10
5
J, -25. 10
5
J.
5. Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như hình.
Cho d1= 5 cm, d2= 8 cm. Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều
như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là E1=4.10
4
V/m ,
E2= 5. 10
4
V/m.
Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế là điện thế bản A. d1 d2
Đ s: VB= -2000V. VC= 2000V.
M N MN MN
v v m U q A
2 2
2
1
.
2
1
= = -.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 13
1 E
2 Er
r
6.Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều sao cho E
r
AC và AB = 6 cm. AC = ^// CA. Cho AB
8 cm.
a. Tính cường độ điện trường E, UABvà UBC.Biết UCD= 100V (D là trung điểm củaAC)
D.àC, từ Bàb. Tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B
Đ s: 2500V/m,UAB= 0v, UBC= -200v, ABC= 3,2. 10
-17
J. ABD= 1,6. 10
-17
J.
7. Điện tích q = 10
-8
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều ABC
cạnh a = 10 cm trong điện trường đều có cường độ là 300 V/m. E
r
// BC.
Tính công của lực điện trường khi q dịch chuyển trên mỗi cạnh của tam
giác.
Đ s: AAB= -1,5. 10
-7
J,ABC= 3. 10
-7
J.ACA= -1,5. 10
-7
J.
8. Điện tích q = 10
-8
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều
MBC, mỗi cạnh 20 cm đặt trong điện trường đều E
r
có hướng song song
với BC và có cường độ là 3000 V/m. Tính công thực hiện để dịch chuyển
điện tích q theo các cạnh MB, BC và CM của tam giác.
J.mJ, AMB= -3 mJ, ABC= 6 mĐ s: AMB= -3
9.Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2 m có một điện trường đều với đường sức hướng từ
C. Hiệu điện thế UBC= 12V. Tìm:àB
a. Cường độ điện trường giữa B cà C.
b. Công của lực điện khi một điện tích q = 2. 10
-6
C.àC đi từ B
J.mĐ s: 60 V/m. 24
10. Cho 3 bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song như hình.
Điện trường giữa các bản là điện trường đều và có chiều như hình vẽ.Hai bản
A và B cách nhau một đoạn d1= 5 cm, Hai bản B và C cách nhau một đoạn
d2= 8 cm. Cường độ điện trường tương ứng là E1=400 V/m ,
E2= 600 V/m. Chọn gốc điện thế cùa bản A. Tính điện thế của bản B và của bản C. d1 d2
Đ s: VB= -20V, VC= 28 V.
11.Một electron di chuyển được môt đoạn 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của
một lực điện trong một điện trường đều có cường độ 1000 V/m. Hãy xác định công của lực điện ?
Đ s: 1,6. 10
-18
J.
12. Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm
250eV.(biết rằng 1 eV = 1,6. 10
-19
J). Tìm UMN?
Đ s: -250 V.
E
r
E
r
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 14
Dạng 2: CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT MANG ĐIỆN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG.
PP Chung:
Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác ø
dụng của lực điện , hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đưởng sức điện.
Nếu điện tích dương (q >0) thì hạt mang điện (q) sẽ chuyển động cùng chiều điện
trường.
Nếu điện tích âm (q <0) thì hạt mang điện (q ) sẽ chuyển động ngược chiều điện
trường.
Khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng biến đổi đều.
Ta áp dụng công thức: x = x0+v0.t +
2
1
a.t
2
.
v = v0+ a.t , v
2
–v0
2
= 2.a.s , s = 0
-x x
Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầuoø
v
r
vuông góc với các đường sức điện.
E chịu tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc vớio
v
r
, chuyển động của e tương tự như
chuyểnđộng của một vật bị ném ngang trong trường trọng lực. Quỹ đạo của e là một phần của đường
parapol.
1. Một e có vận tốc ban đầu vo= 3. 10
6
m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện
trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, e chuyển động
như thế nào?
Đ s: a = -2,2. 10
14
m/s
2
, s= 2 cm.
2. Một e được bắn với vận tốc đầu 2. 10
-6
m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với
đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 10
-7
s trong điện trường. Điện tích của e là –1,6. 10
-19
C, khối lượng của e là 9,1. 10
-31
kg.
Đ s: F = 1,6. 10
-17
N. a = 1,76. 10
13
m/s
vy= 1, 76. 10à2
6
m/s, v = 2,66. 10
6
m/s.
3. Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10
4
m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được
một quảng đường 10 cm thì dừng lại.
a. Xác định cường độ điện trường.
b. Tính gia tốc của e.
Đ s: 284. 10
-5
V/m. 5. 10
7
m/s
2
.
4.Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. e xuất
phát từ điểm M với vận tốc 3,2. 10
6
m/s,Hỏi:
a. e đi được quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0 ?
b. Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M ?
s.mĐ s: 0,08 m, 0,1
5.Một e được bắn với vận tốc đầu 4. 10
7
m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với
các đường sức điện. Cường độ điện trường là 10
3
V/m. Tính:
a. Gia tốc của e.
b. Vận tốc của e khi nó chuyển động được 2. 10
-7
s trong điện trường.
Đ s: 3,52. 10
14
m/s
2
. 8,1. 10
7
m/s.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 15
6.Mộtprotôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc protôn ở điểm A thì vận tốc của nó là 2,5.
10
4
m/s. Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V, Hỏi điện thế tại B ?
cho biết protôn có khối lượng 1,67. 10
-27
kg, có điện tích 1,6. 10
-19
C. Đ s: 503,3 V.
Bài tập nâng cao :
1. Một quả cầu khối lượng 10 g, được treo vào một sợi chỉ cách điện. Quả cầu mang điện tích
. Đưa quả cầu thứ 2 mang điện tích q2lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu, mq1= 0,1 C
=30adây treo hợp với đường thẳng đứng một góc
0
. Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùng một mặt phẳng
nằm ngang và cách nhau 3 cm. Tìm độ lớn của q2và lực căng của dây treo? g=10m/s
2
; T=0,115 Nm; ĐS: Dộ lớn của q2=0,058 C a; P=T.cosaHD: F=P.tan
2.Hai điện tích điểm q1=-9.10
-5
C và q2=4.10
-5
C nằm cố định tại hai điểm AB cách nhau 20 cm trong
chân không.
1) Tính cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB cách A 20 cm
2) Tìm vị trí tại đó CĐĐT bằng không . Hỏi phải đặt một điện tích q0 ở đâu để nó nằm cân bằng?
ĐS: Cách q240 cm
3. 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
-18
J
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
HD: Ta dùng công thức: AMN=q.E.
' '
N M vì AMN>0; q<0; E>0 nên
' '
N M <0 tức là e đi ngược chiều
đường sức.Với
' '
N M =-0,006 m ta tính được E suy ra ANP= q.E.
' '
P N = 6,4.10
-18
J
Dùng ĐL động năng ta tính được vP=5,93.10
6
m/s
4. Bắn một e với vận tốc ban đầu v0vào điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng song song,nằm
ngang theo phương vuông góc với đường sức của điện trường. Electrôn bay vào khoảng chính giữa 2
bản. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U
1) Biết e bay ra khỏi điện trường tại điểm nằm sát mép một bản. Viết biểu thức tính công của lực
điện trong sự dịch chuyển cuả e trong điện trường
2) Viết công thức tính động năng của e khi bắt đầu ra khỏi điện trường
HD: 1) Ta nhận thấy e phải lệch về phía bản dương. Gọi d là khoảng cách giữa 2 bản
A=q.E.(-d/2)=q.(-U/2) với q<0
W2= (m.v0à2) Dùng định lí động năng: W2-W1=A
2
-e.U)/2
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 16
5. Một hạt mang điện tích q=+1,6.10
-19
C ; khối lượng m=1,67.10
-27
kg chuyển động trong một điện
trường. Lúc hạt ở điểm A nó có vận tốc là 2,5.10
4
m/s. Khi bay đến B thì nó dừng lại. Biết điện thế
tại B là 503,3 V. Tính điện thế tại A ( ĐS: VA= 500 V)
HD: ) (
2
.
2
.
2 2
B A AB
A B
V V q A
v m v m
- = = -
6. Cho 2 bản kim loại phẳng có độ dài l=5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách nhau d=2 cm.
Hiệu điện thế giữa 2 bản là 910V. Một e bay theo phương ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu
v0=5.10
7
m/s. Biết e ra khỏi được điện trường. Bỏ qua tác dụng của trọng trường
1) Viết ptrình quĩ đạo của e trong điện trường
2) Tính thời gian e đi trong điện trường? Vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?
3) Tính độ lệch của e khỏi phương ban đầu khi ra khỏi điện trường? ( ĐS: 0,4 cm)
7.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
®
Esong 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( ĐS: 5000V/m; UBC=-200 V; UAB=0)
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
HD: Dùng các công thức: AMN=q.UMN; E= UMN/
' '
N M ; UMN=VM-VN
8. Một hạt bụi mang điện có khối lượng m=10
-11
g nằm cân bằng giữa 2 bản của 1 tụ điện phẳng.
Khoảng cách giữa 2 bản là d=0,5 cm. Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi. Do mất một phần điện
tích,hạt bụi sẽ mất cân bằng. Để thiết lập lại cân bằng người ta phải tăng hiệu điện thế giữa 2 bản lên
=34V. Tính điện lượng đã mất đi biết ban đầu hđt giữa 2 bản là 306,3VDmột lượng U
D )/d = m.g (2). Từ (1) và (2) ta được q D ).(U+ U DHD: Lúc đầu: m.g=F=q.U/d (1); Sau đó (q- q
9. Giữa 2 bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau d=40 cm có một điện trường đều E=60V/m. Một
hạt bụi có khối lượng m=3g và điện tích q=8.10
-5
C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích
điện dương về phía tấm tích điện âm. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng trường. Xác định vận tốc của hạt
tại điểm chính giữa của tụ điện ĐS: 0,8 m/s
HD: Tính a theo ĐL 2 sau đó dùng công thức của chuyển động biến đổi đều
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 17
10. Cho 3 bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song với nhau,tích điện đều cách nhau các khoảng
d1=2,5 cm; d2=4 cm.Biết CĐĐT giữa các bản là đều có độ lớn E1=8.10
4
V/m; E2=10
5
V/m có chiều
như hình vẽ. Nối bản A với đất.
Tính điện thế của bản B và C
VC=2000 VàVB; VC-VB=E2.d2 àHD: VA-VB=E1.d1
11. Một quả cầu tích điện khối lượng m=0,1 g nằm cân bằng giữa 2 bảntụ điện phẳng đặt thẳng
đứng cách nhau d=1cm. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U. Góc lệch của dây treo so với phương thẳng
đứng là 10
0
. Điện tích của quả cầu là 1,3.10
-9
C. Tìm U (cho g=10m/s
2
) ĐS: 1000 V
12. Hai quả cầu giống nhau bằng kim loại tích điện trái dấu đặt cách nhau 20 cm chúng hút nhau
bằng 1 lực F1=4.10
-3
N. Cho 2 quả cầu tiếp xúc với nhau sau đó lại tách chúng ra vị trí cũ. Khi đó 2
quả cầu đẩy nhau bởi 1 lực F2=2,25.10
-3
N. Xác định điện tích của mỗi quả cầu trước khi cho chúng
tiếp xúc nhau.
13. Tại các đỉnh A,B,C của 1 hình vuông ABCD cạnh a=1,5 cm lần lượt đặt cố định q1,q2,q3
1) Biết q2=4.10
-6
C và CĐĐT tổng hợp tại D bằng không. Tính q1, q
3 (ĐS: q1=q3=-1,4.10
-6
C)
2) Tìm CĐĐT tổng hợp tại tâm O của hình vuông (3,2.10
8
V/m)
E1
E2
A B C
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 18
Chủ đề 3:TỤ ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau. Tụ điện dùng để tích
điện và phóng điện trong mạch điện. Tụ điện thường dùng là tụ điện phằng.
Kí hiệu của tụ điện:
2. Nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện thì tụ điện sẽ bị tích điện. Độ lớn điện
tích hai bản tụ bao giờ cũng bằng nhau nhưng trái dấu. Người ta gọi điện tích của tụ điện là điện tích
của bản dương.
3. Đại lượng đặc trưng của tụ điện là điện dung của tụ. Điện dung C của tụ điện là đại lượng
đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được đo bằng thương
số của điện tích Q của tụ với hiệu điện thế U giữa hai bản của nó.
U
Q
Đơn vị đo điện dung của tụ điện là fara (F) =C
=
, ta thường lầm tưởng C là đại lượng phụ thuộc vào Q, phụ =C
thuộc vào U. Nhưng thực tế C KHÔNGphụ thuộc vào Q và U.
4*. Ghép tụ điện (xem kĩ):
Ghép nối tiếp: Ghép song song:
C1 C2Cn
Cb= C1+ C2+ ... + Cn.
Qb= Q1+ Q2+ … + Qn.
Qb= Q1= Q2=… = Qn.
Ub= U1+ U2+...+ Un. Ub= U1= U2= … = Un.
5. Điện trường trong tụ điện mang một năng lượng là: U
C
= =
-Điện trường trong tụ điện là điện trường đều.
-Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường E bên trong tụ điện, hiệu điện thế U và khoảng
cách d giữa hai bản là:
d
U
=E
-Nếu cường độ điện trường trong lớp điện môi vượt quá một giá trị giới hạn Emaxthì lớp điện
môi trở thành dẫn điện và tụ điện sẽ bị hỏng. Như vậy, hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện không được
vượt quá giới hạn được phép: Umax= Emax.d
n b C C C C
1
...
1 1 1
2 1
= + + +
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 19
Dạng 1: ĐIỆN DUNG, ĐIỆN TÍCH, HIỆU ĐIỆN THẾ VÀNĂNG LƯỢNG CỦA TỤ ĐIỆN.
PP Chung:
Vận dụng công thức:
Điện dung của tụ điện: ø
U=
Trong đó S là diện tích của một bản (là phần đối diện với bản kia)
Đối với tụ điện biến thiên thì phần đối diện của hai bản sẽ thay đổi.
Công thức (2) chỉ áp dụng cho trường hợp chất điện môi lấp đầy khoảng không gian giữa hai
bản. Nếu lớp điện môi chỉ chiếm một phần khoảng không gian giữa hai bản thì cần phải phân tích,
lập luận mới tính được điện dung C của tụ điện.
-Lưu ý các điều kiện sau:
+ Nối tụ điện vào nguồn: U = const.
+ Ngắt tụ điện khỏi nguồn: Q = const.
1. Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ có diệntích 0,05 m
2
đặt cách nhau 0,5 mm, điện dung của tụ là 3
nF. Tính hằng số điện môi của lớp điện môi giữa hai bản tụ. Đ s: 3,4.
2.Một tụ điện phẳng không khí có điện dung 3,5 pF, diện tích mỗi bản là 5 cm
2
được đặt dưới hiệu
o= 8,85. 10eđiện thế 6,3 V. Biết
-12
F/m. Tính:
a. khoảng cách giữa hai bản tụ.
b. Cường độ điện trường giữa hai bản. Đ s: 1,26 mm . 5000 V/m.
3. Một tụ điện không khí nếu được tích điện lượng 5,2. 10
-9
C thì điện trường giữa hai bản tụ là
20000 V/m. Tính diện tích mỗi bản tụ. Đ s: 0,03 m
2
.
4. một tụ điện phẳng bằng nhôm có kích thước 4 cm x 5 cm. điện môi là dung dịch axêton có hằng số
điện môi là 20. khoảng cách giữa hai bản của tụ điện là 0,3 mm. Tính điện dung của tụ điện.
Đ s: 1,18. 10
-9
F.
5.Một tụ điện phẳng không khí có hai bản cách nhau 1 mm và có điện dung 2. 10
-11
F được mắc vào
hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V. Tính diện tích mỗi bản tụ điện và điện tích của tụ
điện. Tính cường độ điện trường giữa hai bản ? Đs: 22,6 dm
2
, 10
-9
C, 5. 10
4
V/m.
6. Một tụ điện phẳng điện dung 12 pF, điện môi là không khí. Khoảng cách giữa hai bản tụ 0,5 cm.
Tích điện cho tụ điện dưới hiệu điện thế 20 V. Tính:
a. điện tích của tụ điện.
b. Cường độ điện trường trong tụ. Đ s: 24. 10
-11
C, 4000 V/m.
7. Một tụ điện phẳng không khí, điện dung 40 pF, tích điện cho tụ điện ở hiệu điện thế 120V.
a. Tính điện tích của tụ.
b. Sau đó tháo bỏ nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên gấp đôi. Tính hiệu điện
thế mới giữa hai bản tụ. Biết rằng điện dung của tụ điện phẳng tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai
bản của nó. Đ s: 48. 10
-10
C, 240 V.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 20
8. Tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế 300 V.
a. Tính điện tích Q của tụ điện.
= 2. Tính điện dung eb. Ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có
C1, điện tích Q1và hiệu điện thế U1của tụ điện lúc đó.
= 2. Tính C2, ec. Vẫn nối tụ điện với nguồn nhưng nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có
Q2, U2của tụ điện.
Đs: a/ 150 nC; b/ C1=1000 pF, Q1= 150 nC, U1= 150 V.c/ C2= 1000 pF, Q2= 300 nC, U2= 300 V.
9. Tụ điện phẳng không khí điện dung 2 pF được tích điện ở hiệu điện thế 600V.
a. Tính điện tích Q của tụ.
b. Ngắt tụ khỏi nguồn, đưa hai đầu tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C1, Q1, U1của
tụ.
c. Vẫn nối tụ với nguồn, đưa hai bản tụ ra xa đề khoảng cách tăng gấp đôi. Tính C2, Q2, U2của
tụ.
Đ s: a/1,2. 10
-9
C. b/ C1= 1pF, Q1= 1,2.10
-9
C, U1= 1200V. c/ C2= 1pF, Q2= 0,6.10
-9
C,U= 600 V.
10. Tụ điện phẳng có các bản tụ hình tròn bán kính 10 cm. Khoảng cách và hiệu điện thế giữa hai bản
là 1cm, 108 V. Giữa hai bản là không khí. Tìm điện tích của tụ điện ?
Đ s: 3. 10
-9
C.
11. Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạch a = 20 cm đặt cách nhau 1 cm. Chất điệnmôi
= 6. Hiệu điện thế giữa hai bản U = 50 V.egiữa hai bản là thủy tinh có
a. Tính điện dung của tụ điện.
b. Tính điện tích của tụ điện.
c. Tính năng lượng của tụ điện, tụ điện có dùng đề làm nguồn điện được không ?
Đ s: 212,4 pF ; 10,6 nC ; 266 nJ.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 21
Dạng 2: GHÉP TỤ ĐIỆN CHƯA TÍCH ĐIỆN.
PP Chung:
-Vận dụng các công thức tìm điện dung (C), điện tích (Q), hiệu điện thế (U) của tụ điện trong
các cách mắc song song, nối tiếp.
-Nếu trong bài toán có nhiều tụ được mắc hổn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện của
mạch đó rồi mới tính toán.
-Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn.
-Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và vẫn giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q của tụ đó vẫn
không thay đổi.
Đối với bài toán ghép tụ điện cần lưu ý hai trường hợp:ø
+ Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích
và khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế.
+ Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điện cần áp
dụng định luật bảo toàn điện tích (Tổng đại số các điện tích của hai bản nối với nhau bằng dây dẫn
được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối với nhau bằng tổng điện tích của
chúng sau khi nối).
= 5. eF có lớp điện môi dày 0,2 mm có hằng số điện môi m1. Một tụ điện phẳng điện dung C = 0,12
Tụ được đặt dưới một hiệu điện thế U = 100 V.
a. Tính diện tích các bản của tụ điện, điện tích và năng lượng của tụ.
F mb. Sau khi được tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn rồi mắc vào hai bản của tụ điện C1= 0,15
chưa được tích điện. Tính điện tích của bộ tụ điện, hiệu điện thế và năng lượng của bộ tụ.
Đ s: a/ 0,54 m
2
C, 44,4 V, 0,27 mJ.mC, 0,6 mJ. b/ 12 m, 12
F được tích điện dưới một hiệu điện thế 12V.m2. Một tụ điện 6
a. Tính điện tích của mỗi bản tụ.
b. Hỏi tụ điện tích lũy một năng lượng cực đại là bao nhiêu ?
àc. Tính công trung bình mà nguồn điện thực hiện để đưa 1 e từ bản mang điện tích dương
bản mang điện tích âm ?
Đ s: a/ 7,2. 10
-5
C. b/ 4,32. 10
-4
J. c/ 9,6. 10
-19 J.
3. Một tụ điện phẳng không khí 3,5 pF, được đặt dưới một hiệu điện thế 6,3 V.
a. Tính cường độ điện trường giữa hai bản của tụ điện.
b. Tính năng lượng của tụ điện.
Đ s: 5000 V/m, 6,95. 10
-11
J.
F được mắc vào nguồn điện có C1C3mF, C3= 4 mF, C2= 5 m4. Có 3 tụ điện C1= 10
hiệu điện thế U = 38 V.
a. Tính điện dung C của bộ tụ điện, điện tích và hiệu điện thế trên các C2
tụ điện.
b. Tụ C3bị “đánh thủng”. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C1.
F. Q1= 8. 10mĐ s: a/ Cb ≈ 3,16
-5
C, Q2= 4. 10
-5
C, Q3= 1,2. 10
-4
C, U1= U2= 8 V, U3= 30 V.
b/ Q1= 3,8. 10
-4
C, U1= 38 V.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 22
5. Tính điện dung tương đương, điện tích, hiệu điện thế trong mỗi tụ điện ở các trường hợp sau (hình
vẽ)
C2C3 C2
C1C2C3 C1C2C3 C1
C1 C3
(Hình 1) (Hình 2) (Hình 3) (Hình 4)
F. UAB= 100 V.mF, C3= 6 mF, C2= 4 mHình 1: C1= 2
F. UAB= 120 V.mF, C3= 3 mF, C2= 1,5 mHình 2: C1= 1
F. UAB= 12 V.mF, C3= 3 mF, C2= 1 mHình 3: C1= 0,25
F, UAB= 10 V.mF, C3= 1 mHình 4: C1= C2= 2
6. Cho bộ tụ mắc như hình vẽ:
F. UAB= 20 V. C1C2mF, C4= 4 mF, C3= 6 mF, C2= 3 mC1= 1
Tính điện dung bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế mỗi tụ khi.
a. K hở. C3 C4
b. K đóng.
F. C1C2mF, C5= 8 mF, C3= C4= 4 mF, C2= 6 m7. Trong hình bên C1= 3
U = 900 V. Tính hiệu điệnthế giữa A và B ?
C3C4
Đ s: UAB= -100V.
C5
8. Cho mạch điện như hình vẽ:
F, U = 15 V. C1 C2mC1= C2= C3= C4=C5= 1
Tính điện dung của bộ tụ, điện tích và hiệu điện thế của mỗitụ khi: C5
a. K hở.
b. K đóng. C3 C4
9*. Cho bộ tụ điện như hình vẽ. C2C2
C2= 2 C1, UAB= 16 V. Tính UMB. C1C1C1
Đ s: 4 V.
10*. Cho bộ 4 tụ điện giống nhau ghép theo 2 cách như hìnhvẽ.
a. Cách nào có điện dung lớn hơn.
b. Nếu điện dung tụ khác nhau thì chúng phải có liên hệ
thế nào để CA= CB (Điện dung của hai cách ghép bằng nhau)
Hình A.
Hình B.
Đ s: a/ CA=
3
4
CB. b/
2
+
=
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 23
Bài tập nâng cao
1. Hai bản của tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R=60 cm,khoảng cách giữa 2 bản là 2 mm.
Giữa2 bản là không khí.
1) Tính điện dung của tụ điện ( 5.10
-9
F)
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 3.10
6
V/m . Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 bản tụ là bao
nhiêu? HD: Umax= Emax.d; Qmax=C.Umax ;(Đs:6.10
3
V; 3.10
-5
C)
2. Một tụ điện không khí có C=2000 pF được mắc vào 2 cực của nguồn điện có hđt là U=5000 V
1) Tính điện tích của tụ điện ( 10
-5
C)
2) Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số
điện môi =2. Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ ( 1000 pF; 2500 V)
3) Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điệnmôi lỏng như ở phần 2. Tính điện tích
và hđt giữa 2 bản tụ
HD: Nếu ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa nó vào điện môi thì điện tích không đổi chỉ có điện dung thay
đổi. Nếu không ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng tụ vào điện môi thì hđt không đổi,điện tích thay đổi
được tích điện, điện tích của tụ là 10m3. Một tụ điện có điện dung C= 2 F
3
. Nối tụ điện đó vào mC
bộ ác qui có SĐĐ E=50V. Bản tích điện dương nối với cực dương. Hỏi khi đó năng lượng của bộ ác
qui tăng lên hay giảmđi? Tăng hay giảm bao nhiêu?
HD: Tính năng lượng trước: W=Q
2
/2C; năng lượng sau: W
’
=CU
’2
/2=C.E
2
Lấy W-W’à/2
=2 mắc vào nguồn điện có hđt U=100 V; khoảng cách giữa 2 e4. Một tụ điện phẳng mà điện môi có
bản là d=0,5 cm; diện tích một bản là 25 cm
2
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
HD: Nhiệt lượng toả ra ở điệnmôi bằng năng lượng của tụ
5. Hai bản của 1 tụ điện phẳng không khí có dạng hình chữ nhật kích thước 10cm x 5cm. Tụ điện
được tích điện bằng một nguồn điện sao cho CĐĐT giữa 2 bản tụ là 8.10
5
V/m . Tính điện tích của tụ
điện trên. Có thể tính được hđt giữa 2 bản tụ không?
HD: Q=C.U=
d
S
. 4 . 10 . 9
9
p
E.d ; Không thể tính được U vì chưa biết d
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 24
tích điện đến hđt U1=100 V; tụ điện 2 có điện dung m6. Có 2 tụ điện, tụ điện 1 có điện dung C1=1 F
tích điện đến hđt U2=200 VmC2= 2 F
1) Nối các bản tích 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
HD: 1) Cb=C1+C2; Qb=Q1+Q2; Ub=Qb/Cb=U1
’
=U2
Q1à’
’
và Q2
’
Tính năng lượng trước: W=C1U1
2
/2+ C2U2
2
/2; năng lượng sau: W
’
=CbUb
2/2; Q=W-W’
2) Làm tương tự chỉ khác Qb=Q2-Q1; Cb=C1+C2
được nối vào hđt 100 Vm7. Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có C=10 F
1) Hỏi năng lượng của bộ thay đổi ra sao nếu 1 tụ bị đánh thủng
2) Khi tụ trên bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện. Tìm năng lượng tiêu
hao đó.
W=W2-W1=(1/2)Cb2UDHD: 1) Độ biến thiên năng lượng của bộ là:
2
-(1/2)Cb1U
2
=….>0 tức là năng
lượng của bộ tăng lên (mặc dù có sự tiêu hao năng lượng do đánh thủng)
=q2-q1D2) Tính điện tích của bộ tụ lúc trước và sau rồi tính q >0. Năng lượng của tụ tăng vì nguồn đã
W+Wtiêu haoD .U. Theo ĐLBTNL: A=Dthực hiện công A để đưa thêm điện tích đến tụ: A= q
Từ đó tính được Wtiêu hao
8. Một tụ điện nạp điện tới hiệu điện thế U1=100 V được nối với với tụ điện thứ hai cùng điện dung
nhưng đượcnạp điện tới hiệu điện thế U2=200V. Tính hiệu điện thế giữa các bản của mỗi tụ điện
trong hai trường hợp sau:
1) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhau (150 V)
2) Các bản tích điện trái dấu nối với nhau (50 V)
F được mắc nối tiếp thành bộ. mF; C3=0,006 mF; C2=0,004m9. Ba tụ điện có điệndung C1=0,002
Hiệu điện thế đánh thủng của mỗi tụ điện là 4000 V.Hỏi bộ tụ điện trên có thể chịu được hiệu điện
thế U=11000 V không? Khi đó hiệu điện thế đặt trên mỗi tụ là bao nhiêu?
ĐS: Không. Bộ sẽ bị đánh thủng; U1=6000 V; U2=3000 V; U3=2000 V
F có thể chịu được các hiệu điện mF; C3 =3mF; C2=2m10. Ba tụ điện có điện dung lần lượt là: C1=1
thế lớn nhất tương ứng là: 1000V;200V; 500V. Đem các tụ điện này mắc thành bộ
1) Với cách mắc nào thì bộ tụ điện có thể chịu được hiệu điện thế lớn nhất
F m2) Tính điện dung và hiệu điện thế của bộ tụ điện đó ĐS: C1nt(C2//C3); 1200 V; 5/6
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 25
F; U=120Vm11. Sáu tụ được mắc: ( ((C1nt(C2//C3))//C4))nt C5nt C6; C1=…C6=60
Tính điện dung của bộ và điện tích của mỗi tụ
12. Hai bản của một tụ điện phẳng(diện tích mỗi bảnlà 200 cm
2
) được nhúng trong dầu có hằng số
điện môi 2,2 và được mắc vào nguồn điện có hđt là 200 V. Tính công cần thiết để giảm khoảng cách
giữa 2 bản từ 5 cm đến 1 cm(sau khi cắt tụ ra khỏi nguồn) (1,2.10
-7
J)
13. Tại 4 đỉnh của một hình vuôngLMNP có 4 điện tích điểm qL=qM=q=4.10
-8
C; qN=qP=-q. Đường
chéo của hình vuông có độ dài a=20 cm. Hãy xác đinh:
Điện thế tại tâm hình vuông? Điện thế tại đỉnh L của hình vuông? Công tối thiểu để đưa q từ L-O
ĐS: 0 V; -1800 V; Công của lực điện là A=-7,2.10
-5
J; công của ngoại lực A
’
=-A
14. Hai bản phẳng song song cách nhau d=5,6 mm, chiều dài mỗi bản là 5 cm. Một điện tử bay vào
khoảng giữa với vận tốc v0=200 000 km/s hướng song song và cách đều 2 bản. Hỏi hiệu điện thế lớn
nhất có thể đặt lên 2 bản là bao nhiêu để khi bay ra khỏi 2 bản điện tử không bị chạm vào mép bản
(50 V)
15. Hiệu điện thế giữa 2 bản của một tụ điện phẳng là U=300 V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa 2
bản của tụ điện và cách bản dưới của tụ d1=0,8 cm. Hỏi sau bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới của
tụ nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm đi 60 V (0,09 s)
16. Hai điện tích q1=6,67.10
-9
C và q2=13,35.10
-9
C nằm trong không khí cách nhau 40 cm. Tính công
cần thiết để đưa hệ điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm ( 1,2.10
-6
J)
17. Một điện tử bay đến gần một iôn âm. Điện tích của iôn gấp 3 lần điện tích của điện tử. Lúc đầu
điện tử ở cách xa iôn và có tốc độ là 10
5
m/s. Tính khoảng cách bé nhất mà điện tử có thể tiến gần
đến iôn. Cho điệntích và khối lượng của e ( 1,5.10
-7
m)
18. Một mặt cầu bán kính 10 cm có mật độ điện mặt 3.10
-5
C/m
2
. Cách mặt cầu 0,9 m có đặt một điện
tích q0=7.10
-9
C . Tính công cần thiết để đưa điện tích điểm q0về cách tâm mặt cầu 50 cm biết môi
trường xung quanh điện tích là K
2
( 2,4.10
-4
J)
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 26
CHƯƠNG II: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI.
Gồm ba chủ đề.
- Chủ đề 1: Dòng điện không đổi. Nguồn điện.
- Chủ đề 2: Điện năng, công suất điện.
- Chủ đề 3: Định luật Ôm đối với toàn mạch
Định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện.
Chủ đề 1: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN.
I. Kiến thức:
q dịch chuyển qua tiết D1. Cường độ dòng điện được xác định bằng thương số của điện lượng
t và khoảng thời gian đó. I = Ddiện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian
Dt
qD
2. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian
Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe (A).
3. Nguồn điện là một nguồn năng lượng có khả năng cung cấp điện năng cho các dụng cụ tiêu
thụ điện ở mạch ngoài.
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của
nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện
tích dương q ngược chiều điện trường (trong vùng có lực lạ) và độ lớn của điện tích đó.
Đơn vị của suất điện động là Vôn (V)
4. Cấu tạo của pin, acquy. Nguyên tắc hoạt động của pin, acquy.
Pin điện hóa gồm 2 cực có bản chất hóa học khác nhau được ngâm trong chất điện phân (dd
axit, bazơ, hoặc muối,…) Do tác dụng hóa học, các cực của pin điện hóa được tích điện khác nhau và
giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trị suất điện động của pin.
Acquy là nguồn điện hóa học hoạt động dựa trên phản ứng hòa học thuận nghịch, nó tích trữ
năng lượng lúc nạp điện và giải phóng năng lượng này khi phát điện.
5. Đối với một dây dẫn có điện trở R, ta có định luật Ôm : I
R
U
, với U là hiệu điện thế giữa =
hai đầu dây, I là cường độ dòng điện chạy qua dây.
II. Hướngdẫn giải bài tập:
- Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu là về: Đặc điểm dòng điện không đổi và công
thức I =
t
q
, định nghĩa suất điện động và công thức
q
A
, cấu tạo chung của các nguồn điện hóa x =
học.
-Cần lưu ý những vấn đề sau:
+ Đơn vị của các đại lượng: Trong công thức I =
t
q
đơn vị của I là Ampe (A) của q là
Culông (C), của t là giây (s) vì vậy nếu đề bài cho thời gian là phút, giờ, … thì phải đổi ra giây.
+ Cần chú ý sự khác biệt giữa lực làm di chuyển điện tích ở mạch ngoài và ở mạch trong
(bên trong nguồn điện).
+ Bên trong các nguồn điện hóa học có sự chuyển hóa từ hóa năng thành điện năng.
+ Dòng điện không đổi có cả chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian, vì vậy chiều
dịch chuyển có hướng của các điện tích là không đổi và điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng
của vật dẫn sẽ tỉ lệ thuận với thời gian.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 27
III. Bài tập:
Dạng 1: CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN.
PP chung:
Tính cường độ dòng điện, số electron đi qua một đoạn mạch.ø
Dùng các công thức I =
t
q
(q là điện lượng dịch chuyển qua đoạn mạch)
N =
e
q
(e= 1,6. 10
-19
C)
Tính suất điện động hoặc điện năng tích lũy của nguồn điện.ø
Dùng công thức
q
A
là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V) )x (x =
1. Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,5 A.
a. Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong 10 phút ?
b. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian trên ?
Đ s: 300 C, 18,75. 10
20
hạt e.
2. Suất điện động của một nguồn điện là 12 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện
tích là 0,5 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó ?
Đ s: 6 J.
3. Tính suất điện động của nguồn điện. Biết rằng khi dịch chuyển một lượng điện tích 3. 10
-3
C giữa
hai cực bên trong nguồn điện thì lực lạ thực hiện một công là 9 mJ.
Đ s: 3 V.
4. Suất điện động của một acquy là 6 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là
0,16 C bên trong acquy từ cựcâm đến cực dương của nó ?
Đ s: 0,96 J.
5. Tính điện lượng và số electron dịch chuyển qua tiết diện ngang của một dây dẫn trong một phút.
Biết dòng điện có cường độ là 0,2 A.
Đ s: 12 C, 0,75. 10
20
hạt e.
6. Một bộ pin của một thiết bị điện có thể cung cấp một dòng điện 2 A liên tục trong 1 giờ thì phải
nạp lại.
a. Nếu bộ pin trên được sử dụng liên tục trong 4 giờ ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì phải
nạp lại. Tính cường độ dòng điện mà bộ pin này có thể cung cấp?
b. Tính suất điện động của bộ pin này nếu trong thời gian 1 giờ nó sinh ra một công là 72 KJ.
Đ s: 0,5 A, 10 V.
7. Trong 5 giây lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng của một dây dẫn là 4,5 C. Cường độ
dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu ?
Đ s: 0,9 A.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 28
Chủ đề 2:ĐIỆN NĂNG, CÔNG SUẤT ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch
với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A = U.I.t
2. Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và
=cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. P = U.I
t
A
3. Nếu đoạn mạch là vật dẫn có điện trở thuần R thì điện năng tiêu thụ của đoạn mạch được
biến đổi hoàntoàn thành nhiệt năng. Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được
xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong khoảng thời gian 1 giây. P =
2
2
=R.I
R
U
4. Công của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường độ dòng điện
và thời gian dòng điện chạy qua nguồn điện. Công của nguồn điện bằng công của dòng điện chạy
.I.t xtrong toàn mạch. A =
5. Công suất của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường độ dòng
điện chạy qua nguồn điện. Công suất của nguồn điện bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn
= xmạch. P = .I
t
A
6. Định luật Jun_LenXơ: Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn,
với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Q= R.I
2
.t
7. Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện:
+ Với dụng cụ tỏa nhiệt: P= U.I = R.I
2
=
R
U
2
.I + r.Ix+ Với máy thu điện: P =
2
= P
‘
+ r.I
2
(Với P
‘
.I là phần công suất mà máy thu điện chuyển hóa thành dạng năng lượng có ích, x=
không phải là nhiệt. Ví dụ: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng )
Đơn vị của công (điện năng) và nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị của công suất là oát (W)
II. Hướng dẫn giải bài tập:
- Ở chủ đề này, các câu hỏi và bài tập chủ yếu về: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện
của một đoạn mạch. Tính công suất tỏa nhiệt và nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn. Tính công và
công suất của nguồn điện.
-Cần lưu ý những vấn đề sau:
+ Trong các công thức tính công, tính nhiệt lượng: Để có công, nhiệt lượng tính ra có
đơn vị là Jun (J) cần chú ý đổi đơn vị thời gian ra giây (s).
+ Mạch điện có bóng đèn: Rđ=
dm
2
P
dm U
( Coi như điện trở không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào đèn, không thay đổi theo nhiệt độ.)
Nếu đèn sáng bình thường thì Ithực= Iđm(Lúc này cũng có Uthực= Uđm; Pthực= Pđm )
Nếu Ithực< Iđmthì đèn mờ hơn bình thường.
Nếu Ithực> Iđmthì đèn sáng hơn bình thường.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 29
III. Bài tập:
Dạng 1: VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ. CÔNG SUẤT ĐIỆN.
PP chung:
Ap dụng công thức:
=Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch: A = U.I.t , P = U.I ø
t
A
Định luật Jun-LenXơ: Q = R.Iø
2
.t hay Q= U.I.t .
2
t=
R
U
Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện: P = U.I = R.Iø
2
=
R
U
2
R1R2
. Biết hiệu W1.Cho mạch điện như hình, trong đó U = 9V, R1= 1,5
điện thế hai đầu R2 = 6v. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên R2trong 2 phút ?
Đ s: 1440 J.
2. Có hai điện trở mắc giữa hai điểm có hiệu điện thế 12 V.
Khi R1nối tiếp R2thì công suất của mạch là 4 W. Khi R1mắc song song R2thì công suất mạch là 18
, hoặc ngược lại.W, R2= 12 WW. Hãy xác định R1và R2? Đ s: R1= 24
3. Hai bóng đèn Đ1ghi 6v –3 W và Đ2ghi 6V -4,5 W được
mắc vào mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có hiệu điện thế Đ
U không thay đổi. Đ2
a. Biết ban đầu biến trở Rb ở vị trí sao cho 2 đèn sáng Rb
bình thường. Tìm điện trở của biến trở lúc này ? Trên mạch
điện, đâu là Đ1, đâu là Đ2?
b. Giả sử từ vị trí ban đầu ta di chuyển biến trở con
Wchạy sang phải một chút thì độ sáng các đèn thay đổi thế nào ? Đ s: Rb= 24
x4. Cho mạch điện thắp sáng đèn như hình, Nguồn có suất điện động 12 V. Đ
Đèn loại 6 V –3 W. Điều chỉnh R để đèn sáng bình thường. Tính công của
nguồn điện trong khoảngthời gian 1h ? Tính hiệu suất của mạch chứa đèn
khi sáng bình thường ? Đ s: 21600 J, 50 %.
5. Để loại bóng đèn loại 120 V –60 W sáng bình thường ở mạng điện có hiệu đện thế 220V, người ta
Wmắc nối tiếp với nó một điện trở phụ R. Tính R ? Đ s: 200
. R3W, R2= 6 W6. Cho mạch điện như hình với U = 9V, R1= 1,5
Biết cường độ dòng điện qua R3là 1 A. R1 R2
a. Tìm R3?
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trênR2trong 2 phút ?
, 720 J, 6 W.Wc. Tính công suất của đoạn mạch chứa R1? Đ s: 6
7.Một quạt điện được sử dụng dưới hiệu điện thế 220 V thìdòng điện chạy qua quạt có cường độ là
5 A.
a. Tính nhiệtlượng mà quạt tỏa ra trong 30 phút theo đơn vị Jun ?
b. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng quạt trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng 30 phút, biết
giá điện là 600 đồng / Kwh. (Biết 1 wh = 3600 J, 1 Kwh = 3600 KJ).
Đ s: 1980000 J. (hay 0,55 kw). 9900 đồng.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 30
8.Một ấm điện có hai dây dẫn R1và R2để đun nước. Nếu dùng dây R1thì nước trong ấm sẽ sôi sau
khoảng thời gian 40 phút. Còn nếu dùng dây R2thì nước sẽ sôi sau 60 phút. Vậy nếu dùng cả hai dây
đó mắc song song thì ấm nước sẽ sôi sau khoảng thời gian là bao nhiêu ? (Coi điện trở của dây thay
đổi không đáng kể theo nhiệt độ.)
Đ s: 24 phút.
9. Ba điện trở giống nhau được mắc như hình, nếu công
suất tiêu thụ trên điện trở (1) là 3 W thì công suất toàn
mạch là bao nhiêu ?
Đ s: 18 W.
10.Ba điện trở có trị số R, 2 R, 3 R mắc như hình vẽ. Nếu
công suất của điện trở (1) là 8 W thì công suất của điện trở
(3) là bao nhiêu ?
Đ s: 54 W.
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 31
Chủ đề 3: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH.
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH CHỨA NGUỒN ĐIỆN.
I. Kiến thức:
1. Định luật ôm đối với toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận
với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
r R
I
+N
=
x
, r)x+ -(
= I.RN+I.r Ix è
Với I.RN= UN: độ giãm thế mạch ngoài.
I.r: độ giãm thế mạch trong.
.x -r.I + Nếu điện trở trong r = 0, hay mạch hở (I = 0) thì UN= xUN= è
+ Nếu R = 0 thì
r
I
x
, lúc này nguồn gọi là bị đoản mạch.=
Định luật ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng
lượng.
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: Công của nguồn điện sinh ra trong
mạch kín bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong.
I.t = (RN+ r).IxA =
2
.t
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối 2 cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn có điện trở
rất nhỏ. Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và có thể gây ra nhiều tác hại.
2. Định luật ôm đối với đoan mạch:
I=
R
U
, rxĐoạn mạch chứa nguồn điện: ø
+ I(R+ r)xThì UAB=
-I (R +r).xHay UBA= -
2, r2x1, r1 xĐoạn mạch chứa nhiều nguồn điện, nhiều điện trở: ø
2+ I (R1+ R2+ r1+r2).x1 - xThì UAB =
1 –I (R1+ R2+ r1+r2).x2 - xHay: UBA=
3. Hiệu suấtcủa nguồn điện:
x x
N N co U
t I
t I U A
= = =H
. .
. .
Anguon
ich
(%)
4. Mắc nguồn điện:
Mắc n nguồn điện nối tiếp nhau.ø
nx2+ .. + x1+ xb= x
rb= r1+ r2+ .. + rn
0, r0) song song nhau.x Mắc m nguồn điện giống nhau (ø
0, rb= xb = x
m
r
0
0, r0) thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn điện.x Mắc N nguồn điện giống nhau (ø
b = n.x0, rb= x
m
r n
0
.
.
1x Mắc xung đối. Giả sử cho ø> 2, rb= r1+ r2.x1 - xb = x2, r2 x1, r1 x2. x
Trung tâm bồi dưỡng văn hóa Dziên Hồng Tài liệu giảng dạyVật lý 11
Giáo viên: Đào Nguyễn Hải Dương 0906090960 Trang 32
II. Hướng dẫn giải bài tập:
Ở chủ đề này có thể có các dạng bài tập sau đây:
-Tính cường độ dịng điện qua một mạch kín.
+ Tính điện trở mạch ngoài.
+ Tính điện trở toàn mạch: Rtm= RN+ r.
+ Áp dụng định luật Ôm:
r R
I
+N
=
x
.
Trong các trường hợp mạch cĩ nhiều nguồn thì cần xc định xem các nguồn được mắc với nhau
b, rbthay vào biểu thức của định luật Ôm ta sẽ tìm được I.xnhư thế nào: Tính
r R
I
+N
=
x
Bài toán cũng có thể ra ngược lại: Tìm điện trở hoặc tìm suất điện động của nguồn. Khi đó bài
toán có thể cho cường độ, hiệu điện thế trên mạch hoặc cho đèn sáng bình thường, …
-Dạng toán tính công suất cực đại mà nguồn điện có thể cung cấp cho mạch ngoài.
Ta cần tìm biểu thức P theo R, khảo st biểu thức ny ta sẽ tìm được R để P max và giá trị Pmax.
=P
R đạt giá trị cực tiểu khi R = r. Khi đó Pmax = +
r . 4
2
x
-Dạng toán ghép n nguồn giống nhau: Tính suất điện động, và điện trở trong của bộ nguồn.
Khảo sát cực đại, cực tiểu: Suất điện động của bộ nguồn cực đại nếu các nguồn nối tiếp nhau, điện
trở trong của bộ nguồn cực tiểu nếu các nguốn ghép song song nhau.
-Mạch chứa tụ điện: không có dòng điện qua các nhánh chứa tụ; bỏ qua các nhá
Sửa lần cuối bởi điều hành viên:
