Bài tập file word vật lí 11 cánh diều Ôn tập Chủ đề 3 (P2)

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 3. ĐIỆN TRƯỜNG PHẦN 2

Câu 1: Hai quả cầu nhẹ cùng khối lượng được treo gần nhau bằng hai dây cách điện có cùng chiều dài và hai quả cầu không chạm nhau. Tích cho hai quả cầu điện tích cùng dấu nhưng có độ lớn khác nhau thì lực tác dụng làm dây hai treo lệch đi những góc so với phương thẳng đứng là như nào?

Trả lời:

 Vì lực điện tác dụng giữa hai quả cầu có độ lơn bằng nhau nên chúng bằng nhau.

Câu 2: Điện trường là gì?

Trả lời:

Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

Câu 3: Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí?

Trả lời:

Câu 4: Hai điện tích cùng dấu thì?

Trả lời:

Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau.

Câu 5: Hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N?

Trả lời:

Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự dịch chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q:

Câu 6: Có hai quả cầu giống nhau mang điện tích q₁ và q₂ có độ lớn như nhau (|q₁| = |q₂|), khi đưa chúng lại gần nhau thì chúng hút nhau. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách chúng ra một khoảng thì chúng như thế nào?

Trả lời:

Lúc đầu hai quả cầu cùng loại q₁ = - q₂ do hút nhau, khi tiếp xúc và tách ra thì hai quả cầu không mang điện (theo định luật bảo toàn điện tích) q₁ = q₂ = (q₁+q +q₂)/2 = 0 nên chúng không tương tác với nhau.

Câu 7: Một quả cầu mang điện tích – 2.10 -6C. Khi chạm tay vào quả cầu thì điện tích của quả cầu sẽ như  thế nào?

Trả lời:

Khi chạm tay vào quả cầu điện tích sẽ truyền qua tay nên quả cầu sẽ trung hoà về điện q = 0

Câu 8: Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống 3 lần thì độ lớn lực Cu – long?

Trả lời:

 F tỉ lệ nghich với r², nên r giảm 3 thì F tăng 3² = 9 lần

Câu 9: Tính cường độ điện trường do một điện tích điểm +4.10⁻⁹C gây ra tại một điểm cách nó 5cm trong chân không?

Trả lời:

Áp dụng công thức tính cường độ điện trường, ta có:

E =   14,4.10³V/m

Câu 10: Đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng 20.10 -9 C. Điện dung của tụ là bao nhiêu?

Trả lời:

C = Q/U = 2nF

Câu 11: Có hai điện tích q₁ = +2.10 -6 C, q₂ =−2.10 -6 C, đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách nhau một khoảng 6 cm. Một điện tích q₃ = + 2.10 -6 C, đặt trên đường trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 cm. Độ lớn của lực điện do hai điện tích q₁ và q₂ tác dụng lên điện tích q₃ là bao nhiêu?

Trả lời:

Lực do q₁ tác dụng lên q₃ là F₁₃ =  với q₁ = + 2.10 -6 C, q₃ = + 2.10 -6 C, khoảng cách giữa điện tích q₁ và q₃ là r₁₃ = 5 cm, ta suy ra F₁₃ = 14,4 N, có hướng từ q₁ tới q₃.

- Lực do q - Lực do q₂ tác dụng lên q₃ là F₂₃ =  với q₂ = - 2.10 -6 C, q₃ = + 2.10 -6 C, khoảng cách giữa điện tích q₂ và q₃ là r₂₃ = 5 cm, ta suy ra F₂₃ = 14,4 N, có hướng từ q₃ tới q₂.

- Lực tổng hợp  - Lực tổng hợp  với F₁₃ = F₂₃ ta suy ra F = 2F₁₃cosα với cosα = 0,6 => F = 17,28 N

Câu 12:Một quả cầu nhỏ khối lượng 0,25 g, mang điện tích 2,5.10-9 C treo ở đầu dưới một sợi dây mảnh trong điện trường đều có phương ngang và cường độ 10⁶ V/m. Cho g=10m/s².

a) Xác định lực điện tác dụng vào quả cầu.

b) Tính góc lệch của sợi dây so với phương thẳng đứng khi quả cầu cân bằng.

Trả lời:

a)    F = 2,5.10 -3 N

b)    Vật chịu tác dụng của ba lực: trọng lực, lực điện trường và lực căng dây

Dưới tác dụng của lực điện trường, dây treo bị lệch đi một góc α so với phương thẳng đứng như hình bên

Từ hình vẽ ta có : tanα = , thay số tính được α = 45^o

Câu 13: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 cm và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích q = 5.10 -10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A = 2.10 -9 J. Coi điện trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc với các tấm. Cường độ điện trường bên trong kim loại đó là bao nhiêu?

Trả lời:

Áp dụng công thức A = qEd với d = 2 cm = 0,02 m, q = 5.10 -10 C và A = 2.10 -9 J.

Ta suy ra E = 200 V/m

Câu 14: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước ( ε = 81) cách nhau 3cm. Lực đẩy giữa chúng bằng 0,2.10 -15 N. Tính điện tích của Hai điện tích điểm đó?

Trả lời:

Lực tương tác điện giữa hai điện tích đó là: 

Do đó:

4,025.10 -9 C

Câu 15: Tại một điểm xác định trong điện trường tĩnh, nếu độ lớn của điện tích thử tăng 2 lần thì độ lớn cường độ điện trường thay đổi như nào?

Trả lời:

Độ lớn cường độ điện trường không phụ thuộc vào độ lớn điện tích thử

Câu 16: Điện trường trong khí quyển gần mặt đất có cường độ , hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới.Một positron ( +e=1,6.10−19C +�=1,6.10−19 �) ở trong điện trường này sẽ chịu tác dụng một lực điện có cường độ và hướng như thế nào?

Trả lời:

Vậy điện trường này sẽ chịu tác dụng một lực điện có độ lớn F=3,2.10⁻¹⁷ N, hướng thẳng đứng từ trên xuống.

Câu 17: Hai điện tích thử q₁, q₂ (q₁ = 3q₂) theo thứ tự đặt vào 2 điểm A và B trong điện trường. Lực tác dụng lên q₁ là F_1, lực tác dụng lên q₂ là F₂ (với F₁ = 3F₂). Tỉ số cường độ điện trường tại A và B là?

Trả lời:

Mà q₁ = 3q₂, F₁ = 3F₂

ð 

Câu 18: Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 3000 V/m thì công của lực điện trường là 90 mJ. Nếu cường độ điện trường là 4000 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là?

Trả lời:

Ta có: A_MN1 = qE₁d; A_MN2 = qE₂d

ð 

Câu 19: Có hai điện tích điểm q1=0,5nC và q2=−0,5nC lượt đặt tại hai điểm A, B cách nhau một đoạn a = 6 cm trong không khí. Hãy xác định cường độ điện trường  tại điểm M trong trường hợp Điểm M là trung điểm của AB.

Trả lời:

Gọi lần lượt là cường độ điện trường do điện tích và gây ra tại M.

+ Vì: r + Vì: r₁ = r₂ = r , |q₁| = |q₂| = q

ð E₁ = E₂ = 5000 V/m

+ Các vectơ  + Các vectơ  được biểu diễn như hình vẽ:

+ Gọi  + Gọi  làđiện trường tổng hợp do q₁ và q₂ gây ra tại M. Ta có: 

+Vì  +Vì  cùng chiều nên: E=E1+E2=10000(V/m)

+ Vậy  + Vậy  có điểm đặt tại M, phương AB, chiều từ A đến B, độ lớn 10000 V/m

Câu 20: A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ  song song với AB. Cho α = 60°; BC = 10 cm và U_BC = 400 V.

a) Tính U_AC, U_BA và E.

b) Tính công thực hiện để dịch chuyển điện tích q = 10 -9 C từ A → B, từ B → C và từ A → C.

c) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 9.10 -10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.

Trả lời:

a)     

U_AC = E.AC.cos90° = 0.

U_BA = U_BC + U_CA = U_BC = 400 V.

V/m

b)     

A_AB = qU_AB = -qU_BA = -4.10 -7 J.

A_BC = qU_BC = 4.10 -7 J.

A_AC = qU_AC = 0.

c)     

Điện tích q đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E'→ có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn:

 V/m