14 bài tập Chủ đề 3. Điện trường có lời giải
14 câu hỏi
\[F = {9.10^9}.\frac{{\left| {\left( { - 2,{{4.10}^{ - 6}}} \right).5,{{3.10}^{ - 6}}} \right|}}{{0,{{58}^2}}} = 0,34\,N\]
Lực tĩnh điện \({\overrightarrow F _{10}},{\overrightarrow F _{20}}\) do q1 và q2 gây ra tại M cùng hướng với nhau nên:
\({F_0} = {F_{10}} + {F_{20}} = k\frac{{\left| {{q_0}} \right|\left( {\left| {{q_1}} \right| + \left| {{q_2}} \right|} \right)}}{{{{\left( {\frac{{AB}}{2}} \right)}^2}}} = 9 \cdot {10^9} \cdot \frac{{{{10}^{ - 8}}\left( {8 \cdot {{10}^{ - 8}} + 3 \cdot {{10}^{ - 8}}} \right)}}{{{{\left( {\frac{{0,03}}{2}} \right)}^2}}} = 0,044{\rm{\;N}}\).
Lực tĩnh điện tổng hợp tác dụng lên q0 có phương trùng với đường nối AB và hướng về phía q2.
a) Do \({q_1}{q_2} > 0\), nên để q3 cân bằng thì q3 phải nằm trong đoạn AB.
Ta có: \({\overrightarrow F _3} = {\overrightarrow F _{13}} + {\overrightarrow F _{23}} = \vec 0\).
\( \Rightarrow {F_{13}} = {F_{23}} \Leftrightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_3}} \right|}}{{A{C^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow \frac{6}{{A{C^2}}} = \frac{{54}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow 3AC - BC = 0.\)
Mà \(AC + BC = AB = 6{\rm{\;cm}} \Rightarrow AC = 1,5{\rm{\;cm}}\) và \(BC = 4,5{\rm{\;cm}}{\rm{.}}\)
Vậy điểm C cách điểm A và B lần lượt là 1,5 cm và 4,5 cm.
b) Vì \({q_1}{q_2} > 0\), nên lực tác dụng lên q2 là lực đẩy. Vậy để hệ cân bằng thì \({q_3} < 0\).
\({F_{12}} = {F_{32}} \Leftrightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{A{B^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow \frac{{\left| {{q_1}} \right|}}{{A{B^2}}} = \frac{{\left| {{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}}\)
\( \Rightarrow \left| {{q_3}} \right| = \left| {{q_1}} \right|\frac{{B{C^2}}}{{A{B^2}}} = 6 \cdot {\left( {\frac{{4,5}}{6}} \right)^2} = 3,375\mu {\rm{C}}\). Vậy điện tích của q3 là \( - 3,375\mu {\rm{C}}\).
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.
Độ lớn điện tích \[q = \frac{F}{E} = \frac{{6,4}}{{1,{{6.10}^4}}} = {4.10^{ - 4}}\,C\], do lực điện và cường độ điện trường có hướng ngược nhau nên điện tích có giá trị âm, \[q = - {4.10^{ - 4}}\,C\]
Cường độ điện trường do các điện tích lần lượt gây ra ở điểm chính giữa có độ lớn:
\[{E_1} = k\frac{{\left| {{Q_1}} \right|}}{{r_1^2}} = {9.10^9}\frac{{\left| { - {{40.10}^{ - 6}}} \right|}}{{0,{{06}^2}}} = {10^8}\,N/C\]
\[{E_2} = k\frac{{\left| {{Q_2}} \right|}}{{r_2^2}} = {9.10^9}\frac{{\left| {{{50.10}^{ - 6}}} \right|}}{{0,{{06}^2}}} = 1,{25.10^8}\,N/C\]
Do hai điện tích trái dấu nên cường độ điện trường tổng hợp cùng hướng và hướng về phía điện tích âm \[E = {E_1} + {E_2} = \] 2,25.108 N/C.
Điện trường ở giữa hai tấm kim loại là điện trường đều, các đường sức song song và cách đều nhau và có cường độ điện trường bằng:\(E = \frac{U}{d} = \frac{{500}}{{0,05}} = 10000{\rm{\;V}}/{\rm{m}}\)
+32 V.
-32 V.
+20 V.
-20 V.
Điện thế tại M là \({V_M} = \frac{{{W_d}}}{q} = \frac{{ - {{32.10}^{ - 19}}}}{{ - 1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 20V\). Chọn C.
Hiệu điện thế giữa mặt trong và mặt ngoài: \(U = 90{\rm{mV}} = 0,09\;{\rm{V}}\).
Ion Na+ có điện tích: \({\rm{q}} = + {\rm{e}} = 1,{6.10^{ - 19}}{\rm{C}}\).
Công mà tế bào cần thực hiện: \(A = q.U = 1,{6.10^{ - 19}}.0,09 = 1,{44.10^{ - 20}}\;{\rm{J}}\).
Học thông minh hơn mỗi ngày
Xem toàn bộ 14 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí
a) Tính các hiệu điện thế UAB, UBC, UCA.
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 \(m = 1,{67.10^{ - 27}}{\rm{\;kg}}\).
a) \({U_{{\rm{AB}}}} = E.AB.\cos 0^\circ = 1000.\left( {{{6.10}^{ - 2}}} \right) = 60{\rm{\;V}}\)
\({U_{{\rm{BC}}}} = E.BC.{\rm{cos12}}0^\circ = - 1000.\left( {{{6.10}^{ - 2}}} \right).0,5 = - 30{\rm{\;V}}\)
\({U_{{\rm{CA}}}} = E.CA.{\rm{cos12}}0^\circ = - 1000.\left( {{{6.10}^{ - 2}}} \right).0,5 = - 30{\rm{\;V}}\)
b) Công của lực điện trường khi một proton chuyển động từ C đến B:
\({A_{{\rm{CB}}}} = q{U_{{\rm{CB}}}} = \left( {1,{{6.10}^{ - 19}}} \right).30 = 4,{8.10^{ - 18}}{\rm{\;J}}\)
c) Theo định lí động năng, ta có: \({W_{{{\rm{d}}_{\rm{B}}}}} - {W_{{{\rm{d}}_{\rm{A}}}}} = {A_{{\rm{AB}}}} \Rightarrow \frac{1}{2}mv_{\rm{B}}^2 = q{U_{{\rm{AB}}}}\)
\( \Rightarrow {v_B} = \sqrt {\frac{{2q{U_{{\rm{AB}}}}}}{m}} = \sqrt {\frac{{2.\left( {1,{{6.10}^{ - 19}}} \right).60}}{{1,{{67.10}^{ - 27}}}}} \approx 107,{22.10^3}{\rm{\;m/s}}\)
a) \(Q = CU = 1,{77.10^{ - 12}}.3 = 5,{31.10^{ - 12}}{\rm{C}}\)
b) \(E = \frac{U}{d} = \frac{3}{{{{10}^{ - 3}}}} = 3,{00.10^3}\;{\rm{V/m}}\)
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.
a) \({C_{td}} = {C_1} + {C_2} + {C_3} = 3 + 6 + 12 + 24 = 45,0\mu {\rm{F}}\).
b) \({Q_3} = {C_3}U = 12.18 = 216\mu {\rm{C}}\)
c) \({Q_{td}} = {C_{td}}.U = 45.18 = 810\,\mu {\rm{C}}\)
Năng lượng tích trữ trong tụ điện là: \(W = \frac{{{Q^2}}}{{2C}} = \frac{{{{\left( {9 \cdot {{10}^{ - 6}}} \right)}^2}}}{{2 \cdot 3 \cdot {{10}^{ - 12}}}} = 13,5{\rm{\;J}}\).
Năng lượng của tụ điện A trước khi được nối là: \(W = \frac{1}{2}{C_1}{U^2} = \frac{1}{2} \cdot 0,6 \cdot {10^{ - 6}} \cdot {50^2} = 7,5 \cdot {10^{ - 4}}{\rm{\;J}}\)
Theo định luật bảo toàn điện tích, ta có:
\(Q = {Q_1} + {Q_2} \Rightarrow {C_1}U = {C_1}U' + {C_2}U' \Rightarrow U' = \frac{{{C_1}U}}{{{C_1} + {C_2}}} = \frac{{0,6 \cdot {{10}^{ - 6}} \cdot 50}}{{0,6 \cdot {{10}^{ - 6}} + 0,4 \cdot {{10}^{ - 6}}}} = 30{\rm{\;V}}\)
Năng lượng của tụ điện A và B sau khi được nối là:
\(W' = \frac{1}{2}{C_1}{U^{{\rm{'}}2}} + \frac{1}{2}{C_2}{U^{{\rm{'}}2}} = \frac{1}{2} \cdot 0,6 \cdot {10^{ - 6}} \cdot {30^2} + \frac{1}{2} \cdot 0,4 \cdot {10^{ - 6}} \cdot {30^2} = 4,5 \cdot {10^{ - 4}}{\rm{\;J}}\)
Năng lượng của tia lửa điện phát ra khi nối hai tụ điện với nhau là:
\({\rm{\Delta }}W = W - W' = 7,5 \cdot {10^{ - 4}} - 4,5 \cdot {10^{ - 4}} = 3 \cdot {10^{ - 4}}{\rm{\;J}}\)
Bạn có thích hoạt động này không?
Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.
Gợi ý cho bạn
Ý tưởng của bạn, bài học của bạn
Tự thiết kế đề thi, bài giảng hoặc flashcard theo cách riêng.
Học liệu phổ biến Tốt nghiệp THPT
Tốt nghiệp THPT
Bài tập vừa sức, đúng lớp
Chọn nội dung phù hợp và tạo hoạt động cho lớp của bạn.
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 21](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-3izficdefgfoel0s9j8s-1786772791.jpg&w=3840&q=75)
![[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 20](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fvideo.vietjack.com%2Fupload%2Fimages%2Fvj-image%2Fimage-emy0gtcksawvorajezvv-1786772460.jpg&w=3840&q=75)
