Vật lí 11 chuyên đề Điện tích - Điện trường cực hay có lời giải (P1)
Đề thi

Vật lí 11 chuyên đề Điện tích - Điện trường cực hay có lời giải (P1)

A
Admin
Vật lýLớp 1190 lượt thi
19 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích điểm q1=2.10-8C,q2=-10-8C đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định lực điện tương tác giữa chúng?

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1q2F12F21 có:

-    Phương là đường thẳng nối hai điện tích q1 và q2

-   Chiều là: chiều lực hút vì q1q2<0.

Vậy lực điện tương tác giữa hai điện tích là: F=4,5.10-5N

2. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích q1=2.10-6C,q2=-2.10-6C đăt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 và q2độ lớn:

Vậy để lực điện tương tác giữa hai điện tích là F = 0,4 N thì khoảng cách giữa hai điện tích là 30cm.

3. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2.10-3N. Nếu khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 10-3N.

a)  Xác định hằng số điện môi của điện môi.

b) Để lực tương tác giữa hai điện tích đó khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác giữa chúng khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích đó cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.

Xem đáp án

a)  Lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 và q2

khi:

Suy ra hằng số điện môi của điện môi: ε=F0F=2.10-310-3=2

b)  Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau một đoạn r’:

Vậy để lực điện tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác giữa chúng khi đặt trong không khí thì khoảng cách giữa hai điện tích là 14,14 cm.

4. Tự luận
1 điểm

Trong nguyên tử hiđrô, electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10-9cm.

a)  Xác định lực hút tĩnh điện giữa electron và hạt nhân.

b) Xác định tần số của electron. Biết khối lượng electron là 9,1.10-31kg

Xem đáp án

a)  Lực hút tĩnh điện giữa electron và hạt nhân là:

b)  Tần số của electron:

Vì electron chuyển động tròn xung quanh hạt nhân nên lực hút tĩnh điện giữa chúng đóng vai trò là lực hướng tâm:


5. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F = 1,8N. Biết q1+q2=-6.10-6Cq1>q2. Xác định dấu của điện tích q1 và q2. Vẽ các vécto lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q1 và q2.

Xem đáp án

Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí (ảnh 1)

Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu; vì q1q2 < 0 nên chúng đều là điện tích âm

Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí (ảnh 2)

Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của phương trình: x2+6.10-6x+8.10-12=0

Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí (ảnh 3)

6. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt trong không khí cách nhau 12 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10 N. Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N. Tính độ lớn các điện tích và hằng số điện môi của dầu

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đặt trong không khí:

F0=kq1q2r2

Khi đặt trong dầu, lực tương tác giữa chúng không đổi nên:

Vậy độ lớn của các điện tích là q1=q2=4.10-12 C;Hằng số điện môi của dầu là 2,25

7. Tự luận
1 điểm

Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là q1=-3,2.10-7C và q2=2,4.10-7C, cách nhau một khoảng 12 cm.

a)  Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác giữa chúng.

b) Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó

Xem đáp án

a)  Số electron thừa ở quả cầu A: N1=3,2.10-71,6.10-19=2.1012electron.

Lực tương tác điện giữa chúng là lực hút và có độ lớn:

 

b) Khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi tách ra, điện tích của mỗi quả cầu là:

lực tương tác điện giữa chúng bây giờ là lực hút và có độ lớn: F'=9.109q1q2r2=10-3 N

8. Tự luận
1 điểm

Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 20 cm thì chúng hút nhau một lực bằng 1,2 N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau với lực đẩy bằng lực hút. Tính điện tích lúc đầu của mỗi quả cầu

Xem đáp án

Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu.

Vì điện tích trái dấu nên:

Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của các phương trình:

9. Tự luận
1 điểm

Tại 2 điểm A, B cách nhau 10 cm trong không khí, đặt 2 điện tích q1=q2=6.10-6C Xác định lực điện trường do hai điện tích này tác dụng lên điện tích q3=3.10-8C đặt tại C. Biết .AC = BC = 15cm.

Xem đáp án

Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3

Các lực F13 F23 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là: F3=F13+F23có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

10. Tự luận
1 điểm

Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí, đặt hai điện tích q1=-3.10-6C,q2=8.10-6C. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3=2.10-6 đặt tại C. Biết .AC = 12 cm, BC = 16cm

Xem đáp án

Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F13 và F23 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là

11. Tự luận
1 điểm

Cho hai điện tích q1=4μC, q2=9μC đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 1m. Xác định vị trí của điểm C để đặt tại C một điện tích q0 thì điện tích q0 nằm cân bằng.

Xem đáp án

Giả sử q0> 0. Để q0 cân bằng thì hợp lực tác dụng lên q0 phải bằng không, ta có:

Vì q1; q2 cùng dấu nên C thuộc đoạn thẳng AB: AC + BC = AB (*) và q1AC2=q2BC2 (**)

Từ (*) và (**) ta có:

12. Tự luận
1 điểm

Tại ba đỉnh của một tam giác đều, người ta đặt ba điện tích giống nhau q1=q2=q3=q=6.10-7C Hỏi phải đặt điện tích thứ tư q0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ đứng yên cân bằng.

Xem đáp án

Điều kiện cân bằng của điện tích q3 đặt tại C:

F3 có phương là phân giác của góc C.

Suy ra F03 cùng giá ngược chiều với F3.

Xét tương tự với q1, q2 suy ra q0 phải nằm tại tâm của tam giác.

13. Tự luận
1 điểm

Hai quả cầu nhỏ giống nhau (xem như hai điện tích điểm) q1=3,2.10-9C q2=-4,8.10-9 được đặt tại hai điểm cách nhau 10 cm.

a)     Quả cầu nào thừa electron, quả cầu nào thiếu electron. Tính lượng electron thừa (hoặc thiếu) của mỗi quả cầu.

b)    Tính lực tương tác giữa hai quả cầu (có vẽ hình) nếu môi trường tương tác là:

+ chân không

+ dầu hỏa (ε=2)

c)     Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau:

+ Tìm điện tích của mỗi quả sau khi tiếp xúc.

+ Nếu sau khi tiếp xúc ta lại đặt chúng cách nhau 15cm trong dầu hỏa, tìm lực tương tác giữa chúng (có vẽ hình).

Xem đáp án

+ Nếu môi trường tương tác là chân không thì lực tương tác giữa chúng là lực hút và có độ lớn:

+ Nếu môi trường tương tác là dầu hỏa thì lực tương tác giữa chúng là lực hút và có độ lớn:

c) Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi tách ra, điện tích của mỗi quả cầu là:

Nếu sau khi tiếp xúc ta lại đặt chúng cách nhau 15cm trong dầu hỏa, lực tương tác điện giữa chúng bây giờ là lực đẩy và có độ lớn:

14. Tự luận
1 điểm

Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 và q2 cách nhau một khoảng r trong điện môi ε, với các trường hợp sau:

a) q1=4.10-8C;     q2=-8.10-8C;     r = 4cm;     ε = 2 

b) q2=-0,06μC;     q2=-0,09μC;     r = 3cm;     ε = 5

Xem đáp án

a) q1=4.10-8C;     q2=-8.10-8C;     r = 4cm;     ε = 2

Lực tương tác giữa chúng là lực hút và có độ lớn:

b) q2=-0,06μC;     q2=-0,09μC;     r = 3cm;     ε = 5

Lực tương tác giữa chúng là lực đẩy và có độ lớn:

 

15. Tự luận
1 điểm

Hai quả cầu nhỏ có điện tích q1=2.10-6C và q2=5.10-6C tác dụng với nhau một lực 36N trong chân không. Tính khoảng cách giữa chúng.

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai quả cầu có độ lớn:

16. Tự luận
1 điểm

Hai quả cầu có q1=4.10-6C; q2=-8.10-6C đặt cách nhau một khoảng 4cm trong dầu hỏa (ε=2) thì tương tác với nhau bằng một lực F. Nếu vẫn giữ nguyên q1 nhưng giảm điện tích q2 đi hai lần thì để lực tương tác giữa chúng vẫn là F thì phải thay đổi khoảng cách giữa chúng ra sao.

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai quả cầu khi đặt cách nhau một khoảng 4cm trong dầu hỏa (ε=2) là: F=9.109q1q2εr2

Lực tương tác giữa hai quả cầu khi giữ nguyên q1 nhưng giảm điện tích q2 đi hai lần và đặt cách nhau một khoảng r’ trong dầu hỏa (ε=2) là: F'=9.109q1q22εr'2

Để F = F' thì  9.109q1q2εr29.109q1q22εr'2r'=r2=22cm

17. Tự luận
1 điểm

Hai điện tích điểm trong chân không cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau một lực F. Khi đặt trong một điện môi có hằng số điện môi bằng 9 đồng thời giảm khoảng cách giữa chúng so với trong chân không một đoạn 20cm thì lực tương tác vẫn là F. Tìm r

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong chân không cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau một lực F: F=9.109q1q2r2

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm khi đặt chúng trong một điện môi có hằng số điện môi bằng 9 đồng thời giảm khoảng cách giữa chúng so với trong chân không một đoạn 20cm là F'=9.109q1q29r'2

Để F = F' thì  9.109q1q2r2 9.109q1q29r'2r=3r'r=3r-20r=30cm

18. Tự luận
1 điểm

Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt cách nhau trong không khí một khoảng 30cm, thì lực tương tác giữa chúng là F. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác này giảm đi 2,25 lần. Hỏi cần phải dịch chuyển chúng trong dầu lại gần nhau một đoạn bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn bằng F.

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau một lực F: F=9.109q1q2r2

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong dầu cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau một lực F’: F'=9.109q1q2r2

Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác này giảm đi 2,25 lần, suy ra ε=2,25.

Khi đặt trong dầu để lực tương tác giữa chúng vẫn là F thì khoảng cách giữa chúng là r’, ta có:

Như vậy cần dịch chuyển hai điện tích lại gần nhau một đoạn 10cm.

19. Tự luận
1 điểm

Nếu tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích lên gấp đôi và giảm khoảng cách giữa chúng đi 3 lần thì lực tương tác giữa chúng thay đổi như thế nào?

Xem đáp án

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau một lực F: F=9.109q1q2r2

Lực tương tác giữa chúng khi độ lớn của hai điện tích lên gấp đôi và giảm khoảng cách giữa chúng đi 3 lần là: F'=9.1092q1q2r32=9.109.36.q1q2r2=36F

Như vậy lực tương tác giữa chúng tăng 36 lần.