14 bài tập Chủ đề 3. Điện trường có lời giải

Hai điện tích điểm \({q_1} = 8 \cdot {10^{ - 8}}{\rm{C}}\) và \({q_2} = - 3 \cdot {10^{ - 8}}{\rm{C}}\) đặt trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau 3 cm. Đặt điện tích điểm \({q_0} = {10^{ - 8}}{\rm{C}}\) tại điểm M là trung điểm của AB. Biết \(k = {9.10^9}\frac{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^2}}}{{{{\rm{C}}^2}}}\), tính lực tĩnh điện tổng hợp do q₁ và q₂ tác dụng lên q₀.

Cho hai điện tích điểm \({q_1} = 6\mu {\rm{C}}\) và \({q_2} = 54\mu {\rm{C}}\) đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 6 cm. Sau đó người ta đặt một điện tích q₃ tại điểm C.

a) Xác định vị trí điểm C để điện tích q₃ nằm cân bằng.

b) Xác định dấu và độ lớn của q₃ để cả hệ cân bằng.

Một điện tích dương 3,2.10^-5 C chịu một lực 4,8 N và hướng nằm ngang sang phải khi đặt trong một điện trường. Tìm cường độ điện trường tại vị trí đặt điện tích.

Một điện tích được đặt tại một điểm có cường độ điện trường hướng về phía tây với độ lớn 1,60.10⁴ N/C. Lực do điện trường tác dụng lên điện tích là 6,4 N và hướng về phía đông. Tìm độ lớn và dấu của điện tích.

Hai điện tích điểm –40,0 μC và 50,0 μC đặt cách nhau 12,0 cm. Tìm cường độ điện trường tại điểm ở chính giữa đoạn thẳng nối hai điện tích này.

Cho hai tấm kim loại phẳng rộng, đặt nằm ngang, song song với nhau và cách nhau d = 5 cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm đó bằng 500 V. Tính cường độ điện trường trong khoảng giữa hai bản phẳng.

Độ chênh lệch điện thế giữa mặt trong và mặt ngoài của màng tế bào trong cơ thể người là 90 mV. Biết mặt trong và mặt ngoài của màng tế bào lần lượt mang điện âm và mang điện dương. Xác định công mà tế bào cần thực hiện để đưa một ion Na⁺ chuyển động từ bên trong ra bên ngoài màng tế bào theo cơ chế chủ động qua kênh protein.

Xét một vùng không gian có điện trường đều, cho 3 điểm \({\rm{A}}\), B, C tạo thành một tam giác đều có độ dài các cạnh a = 6 cm, AB song song với các đường sức điện như hình vẽ. Biết cường độ điện trường có độ lớn \(E = 1000{\rm{\;V/m}}\).

a) Tính các hiệu điện thế U_AB, U_BC, U_CA.

b) Tính công của lực điện trường khi một proton chuyển động từ C đến B. Lấy điện tích của proton là \(q = 1,{6.10^{ - 19}}{\rm{C}}\).

c) Nếu proton đó bắt đầu chuyển động không vận tốc ban đầu tại A thì tốc độ của proton đó khi đến B là bao nhiêu? Lấy khối lượng của proton là \(m = 1,{67.10^{ - 27}}{\rm{\;kg}}\).

Một tụ điện gồm hai bản song song, khoảng cách giữa hai bản là \[d = 1,{00.10^{ - 3}}m.\] Điện dung của tụ điện là \[C = 1,77{\rm{ }}pF\] và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện là 3,00 V.

a) Tính độ lớn điện tích của tụ điện.

b) Tính độ lớn của cường độ điện trường giữa các bản.

Bộ tụ điện ghép song song (Hình vẽ) gồm: \({C_1} = 3,00\mu {\rm{F}}\); \({C_2} = 6,00\mu {\rm{F}}\); \({C_3} = 12,0\mu {\rm{F}}\); \({C_4} = 24,0\mu {\rm{F}}{\rm{.}}\) Hiệu điện thế \(U = 18,0\;{\rm{V}}{\rm{.}}\)

a) Xác định điện dung của tương đương của bộ tụ điện.

b) Tìm điện tích trên tụ điện có điện dung C₃.

c) Tìm tổng điện tích của bộ tụ điện.

Cho một tụ điện có điện dung 3 pF được tích điện đến giá trị 9.10^-6 C. Tính năng lượng tích trữ trong tụ điện.

Một tụ điện A có điện dung \(0,6\mu {\rm{F}}\) được gắn vào hai đầu một nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50 V. Sau đó, tụ được ngắt ra khỏi nguồn và ghép song song với một tụ điện B có điện dung \(0,4\mu {\rm{F}}\) chưa tích điện. Trong quá trình nối có một tia lửa điện nhỏ được phát ra. Hãy tính năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau nếu giả sử toàn bộ lượng năng lượng mất mát trong quá trình ghép tụ được chuyển hoá thành năng lượng của tia lửa điện.