Bài tập Vật lí 11 Điện tích - Điện trường cực hay có lời giải chi tiết
24 câu hỏi
Hai quả cầu nhỏ mang điện tích đặt trong chân không thì tương tác nhau một lực có giá trị 0,6 N. Tìm khoảng cách giữa chúng ?
Hay r = 3 cm.
Hai quả cầu nhỏ mang điện tích đặt cách nhau 6 cm trong chân không.
a. Tính lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu ?
b. Nếu để lực tĩnh điện không đổi thì khoảng cách giữa hai quả cầu là bao nhiêu ?
a.
b.
Có hai quả cầu nhỏ trung hòa về điện đặt trong môi trường không khí, cách nhau 40 cm. Giả sử có electron di chuyển từ quả cầu này sang quả cầu kia. Hỏi khi đó hai quả cầu hút hay đẩy nhau ? Tính độ lớn lực tương tác đó ? điện tích của electron là
Khi electron di chuyển từ quả cầu này sang quả cầu kia thì một quả cầu thiếu electron nên nhiễm điện dương, quả còn lại thừa electron nên nhiễm điện âm. Do đó hai quả cầu tích điện trái dấu nên chúng hút nhau.
Lực tương tác giữa chúng được xác định theo định luật Cu-lông:
Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau một khoảng r = 1 m và đẩy nhau một lực 1,8 N. Tổng điện tích của chúng là . Tính điện tích mỗi vật ?
Vì hai quả cầu đẩy nhau nên chúng có điện tích cùng dấu, do đó ta có:
Mặt khác
Theo định lí Vi-ét:
hoặc
Cho hai điện tích điểm C đặt tại A và B cách nhau 8 cm trong chân không. Xác định lực tác dụng lên điện tích đặt tại trung điểm C của AB
q chịu tác dụng của hai điện tích :
Do nên
Cho hai điện tích điểm đặt tại A và B cách nhau 8 cm trong chân không. Xác định lực tác dụng lên điện tích đặt tại trung điểm C của AB
q chịu tác dụng của hai điện tích :
Do nên
Hai điện tích đặt tại A và B trong không khí, AB = 6 cm. Xác định lực tác dụng lên điện tích đặt tại C cách đều A và B một đoạn 5 cm.
Vì C cách đều A và B nên C nằm trên đường trung trực của AB
Người ta đặt 3 điện tích tại ba đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên đặt ở tâm O của tam giác ?
Lực điện tổng hợp tác dụng lên là:
Trong đó:
Vì BO = AO = CO nên
Hai điện tích đặt tại A, B trong không khí. AB = 8 cm. Một điện tích đặt tại C. Hỏi C ở đâu để nằm cân bằng.
Điều kiện cân bằng của là:
Vậy C phải nằm trên đường thẳng AB, ngoài khoảng AB.
Một quả cầu nhỏ bằng kim loại có khối lượng m = 1 g mang điện tích q dương, được treo vào sợi dây mảnh cách điện. Quả cầu nằm cân bằng trong một điện trường đều có phương nằm ngang, có cường độ điện trường E = 2000 V/m. Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 600. Hỏi lực căng sợi dây và điện tích quả cầu bằng bao nhiêu ? Lấy
Quả cầu cân bằng khi: Vì q > 0
Ta có:
Lực căng dây:
Lực điện:
Hai quả cầu nhỏ mang điện tích , đặt cách nhau 1 m trong chân không thì chúng đẩy nhau bằng lực 1,8 (N). Tìm điện tích mỗi quả cầu. Biết điện tích tổng cộng của hai quả cầu là .
Ta có
Do hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu, tức là
Áp dụng định lí Viet, ta có là nghiệm của phương trình bậc 2:
Hay
hoặc
Hai quả cầu nhỏ có tổng điện tích là đặt cách nhau 3(cm) trong chân không thì hút nhau một lực là 2,4(N). Tìm .
Do hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu, tức là
Áp dụng định lí Viet, ta có là nghiệm của phương trình bậc 2:
Hay
hoặc
Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích đặt trong không khí cách nhau 2cm, đẩy nhau bằng lực . Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau sau đó đưa về chỗ cũ thì thấy chúng đẩy nhau một lực . Tính ?
Trước khi tiếp xúc
Do 2 điện tích đẩy nhau nên thì
Sau khi tiếp xúc:
Khi ta có hệ
Khi ta có hệ
Một điện tích điểm q được đặt trong điện môi đồng tính, vô hạn. Tại một điểm M cách q một đoạn 0,4 m, điện trường có cường độ và hướng về điện tích q. Hỏi độ lớn và dấu của q. Biết rằng hằng số điện môi của môi trường là
Ta có:
Theo giả thiết, tại M thì đang hướng về điện tích q, nên q < 0
Cường độ điện trường của một điện tích điểm q gây ra tại A là 36 V/m và tại B là 9 V/m. Hỏi cường độ điện trường tại điểm M là trung điểm của AB có giá trị bằng bao nhiêu. Biết A, B cùng nằm trên một đương sức điện.
Giả sử điện tích q đặt tại O như hình vẽ:
Ta có: ;;
Vì M là trung điểm AB nên
Thay OA, OB, OM vào biểu thức trên ta được:
Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a = 3 cm trong không khí, người ta lần lượt đặt ba điện tích điểm . Xác định độ lớn của cường độ điện trường tại tâm O của tam giác.
Trong đó:
Một quả cầu nhỏ bằng kim loại có khối lượng m = 1 g mang điện tích q dương, được treo vào sợi dây mảnh cách điện. Quả cầu nằm cân bằng trong một điện trường đều có phương nằm ngang, có cường độ điện trường E = 2000 V/m. Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc . Hỏi lực căng sợi dây và điện tích quả cầu bằng bao nhiêu ? Lấy
Quả cầu cân bằng khi:
Vì q > 0
Ta có:
Lực căng dây:
Lực điện:
Tại A, B trong không khí, AB = 8 cm, người ta đặt lần lượt hai điện tích .
a. Tính điện thế tại O là trung điểm của AB.
b. Tính điện thế tại điểm M biết và MA = 6 cm.
c. Tính công của lực điện trường khi điện tích di chuyển từ O đến M theo quỹ đạo là một nữa đường tròn đường kính OM.
a. Điện thế tại O:
b. Điện thế tại M:
Với
c. Điện tích q di chuyển trong điện trường của gây ra từ O đến M có công không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí O và M:
Có ba điện tích điểm đặt tại ba đỉnh tam giác đều ABC có cạnh a = 10 cm. Tính:
a. Điện thế tại tâm O của tam giác.
b. Điện thế tại điểm H (AH là đường cao).
c. Công của lực điện trường khi làm electron di chuyển từ O đến H.
d. Công cần thiết để eletron chuyển động từ O đến H.
a. Điện thế tại O:
Với
b. Điện thế tại H:
Vậy
c. Công của lực điện trường: Electron di chuyển trong vùng điện trường của ba điện tích có công không phụ thuộc vào hình dạng đường đi, và bằng độ giảm thế năng điện tích tại điểm đầu và điểm cuối:
d. Công cần thiết để electron di chuyển từ O đến H:
Vì công của lực điện trường trên đoạn OH là A < 0, công cản. Nên công cần thiết để electron di chuyển từ O đến H là:
Cho ba bản kim loại phẳng A, B C đặt song song như hình vẽ, biết . Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn . Chọn gốc điện thế tại bản A. Tìm điện thế của hai bản B và C ?
Vì hướng từ A đến B, ta có:
Gốc điện thế tại A nên
Vì hướng từ C đến B, ta có:
Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại C. AC = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong điện trường đều. Véc tơ cường độ điện trường song song với AC, hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000 V/m. Tính:
a.
b. Công của lực điện trường khi một electron di chuyển từ A đến B.
a. Vì hướng từ A đến C, ta có:
do
hoặc ta tính theo cách khác:
b. Công của lực điện khi electron di chuyển từ A đến B là:
Một electron bắt đầu vào điện trường đều có cường độ với vận tốc ban đầu v dọc theo phương đường sức.
a. Tính quãng đường s và thời gian t mà electron đi được cho đến khi dừng lại. Mô tả chuyển động của electron sau khi nó dừng lại.
b. Nếu điện trường chỉ tồn tại trong khoảng l = 1 cm dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường ?
Vì
Lực điện trường tác dụng lên electron:
Vì
Tức là electron chuyển động chậm dần đều.
Quãng đường và thời gian vật đi được cho đến khi dừng lại là:
Sau khi dừng lại, thì electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường như cũ nên nó sẽ chuyển động nhanh dần trở về vị trí xuất phát.
b. Gọi là vận tốc của electron cuối đoạn đường l, ta có:
Trong trường hợp này thì khi electron đi hết đoạn đường l cũng là lúc nó ra khỏi điện trường nên không còn tác dụng của lực điện trường nữa. Do đó nó sẽ chuyển động thẳng đều.
Hạt bụi khối lượng m = 0,02 g mang điện tích đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có khoảng cách d = 5 cm và hiệu điện thế U = 500 V. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
a. Tính thời gian hạt bụi chuyển động giữa hai bản.
b. Tính vận tốc của hạt bụi khi đến bản âm.
Chọn gốc tọa độ O tại vị trí hạt bụi bắt đầu chuyển động, gốc thời gian là lúc hạt bụi bắt đầu chuyển động.
Lực điện trường tác dụng lên hạt bụi:
Chiếu lên chiều dương trục Ox, ta được:
Phương trình chuyển động của hạt bụi có dạng:
a. Thời gian đến bản âm:
Khi hạt bụi đến bản âm tức là
b. Vận tốc tại bản âm:
Một tụ điện phẳng không khí có khoảng cách d = 1 cm, chiều dài bản tụ là l = 5 cm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 91 V. Một electron bay vào tụ điện theo phương song song với các bản với vận tốc ban đầu và bay ra khỏi tụ điện. Bỏ qua trọng lực.
a. Viết phương trình quỹ đạo của electron.
b. Tính quãng đường electron đi được theo phương Ox khi nó ra khỏi tụ.
c. Tính vận tốc electron khi rời khỏi tụ.
d. Tính công của lực điện trường khi electron bay trong tụ.
Chọn gốc tọa độ O tại vị trí electron bắt đầu vào vùng điện trường, hệ tọa độ xoy có dạng như hình vẽ:
Thành phần Ox chuyển động thẳng đều:
Thành phần Oy chuyển động nhanh dần đều:
Vậy phương trình quỹ đạo của elctron là:
Lực điện trường tác dụng lên electron:
a. Vậy phương trình quỹ đạo có dạng:
b. Tính quãng đường electron đi được theo phương Ox khi nó ra khỏi tụ.
Dựa theo thành phần nằm ngang Ox ta có:
c. Vận tốc electron khi rời khỏi tụ:
d. Công của lực điện trường khi electron bay trong tụ.
Khi electron bay ra khỏi tụ thì nó đã đi được quãng đường theo phương Oy là:
Công của lực điện trường:








