Trơmg THPT Bình Giang Ôn tập Vật Lý 11
Chủ đề 1: Định luật Cu lông. Điện trờng.
Công của lực điện. Điện thế. Hiệu điện thế
A) Lí thuyết cơ bản
1) Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hởng ứng
2) Định luật Cu lông:
2
21
9
.
.
.10.9
r
qq
F

=
; Lực F có phơng là đờng thẳng nối 2 điện tích
3) Vật dẫn điện,điện môi: Là những vật có nhiều hạt mang điện(điện tích tự do) có thể di chuyển đợc trong những
khoảng không gian lớn hơn nhiều lần kích thớc phân tử của vật
Những vật có chứa rất ít điện tích tự do là điện môi
4) Định luật bảo toàn điện tích: Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại
số các điện tích trong hệ là 1 hằng số
5) Điện trờng
+) Khái niệm: Một điện tích tác dụng lực điện lên các điện tích khác ở gần nó vì xung quanh điện tích này có điện
trờng
+) Tính chất cơ bản của điện trờng: Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó
+) Cờng độ điện trờng:
q
F
E


++=
n
EEEE .....
21
6) Công của lực điện trờng
+) Công của lực điện tác dụng vào 1 điện tích không phụ thuộc vào dạng của đờng đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc
vào vị trí điểm đầu,điểm cuối của đờng đi trong điện trờng
A
MN
= q.E.
''
NM
(với
''
NM
là độ dài đại số của hình chiếu của đờng đi MN lên trục toạ độ ox với
chiều dơng của trục ox là chiều của đờng sức)
7) Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích
A
MN
= W
M
- W
N
= q V
M
- q.V
N
=q.U

1
= 0,1
C
à
. Đa quả cầu thứ 2 mang điện tích q
2
lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí lúc đầu,dây treo hợp
với đờng thẳng đứng một góc

=30
0
. Khi đó 2 quả cầu nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3
cm. Tìm độ lớn của q
2
và lực căng của dây treo? g=10m/s
2
HD: F=P.tan

; P=T.cos

; ĐS: Dộ lớn của q
2
=0,058
C
à
; T=0,115 N
Bài 2
Hai điện tích điểm q
1
=-9.10

<0 tức là e đi ngợc chiều đờng sức.Với
''
NM
=- 0,006 m ta tính đợc E suy ra A
NP
= q.E.
''
PN
= 6,4.10
-18
J
Dùng ĐL động năng ta tính đợc v
P
= 5,93.10
6
m/s
Bài 4
Bắn một e với vận tốc ban đầu v
0
vào điện trờng đều giữa hai bản kim loại phẳng song song,nằm ngang theo phơng
vuông góc với đờng sức của điện trờng. Electrôn bay vào khoảng chính giữa 2 bản. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U
1) Biết e bay ra khỏi điện trờng tại điểm nằm sát mép một bản. Viết biểu thức tính công của lực điện trong sự dịch
chuyển cuả e trong điện trờng
2) Viết công thức tính động năng của e khi bắt đầu ra khỏi điện trờng
HD: 1) Ta nhận thấy e phải lệch về phía bản dơng. Gọi d là khoảng cách giữa 2 bản
A=q.E.(-d/2)=q.(-U/2) với q<0
2) Dùng định lí động năng: W
2
-W
1

Bài 6
Cho 2 bản kim loại phẳng có độ dài l=5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách nhau d=2 cm. Hiệu điện thế
giữa 2 bản là 910V. Một e bay theo phơng ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu v
0
=5.10
7
m/s. Biết e ra khỏi đ-
ợc điện trờng. Bỏ qua tác dụng của trọng trờng
1) Viết ptrình quĩ đạo của e trong điện trờng
2) Tính thời gian e đi trong điện trờng? Vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trờng?
3) Tính độ lệch của e khỏi phơng ban đầu khi ra khỏi điện trờng? ( ĐS: 0,4 cm)

Bài 7
Ba điểm A,B,C tạo thành một tam giác vuông (vuông ở A); AC= 4 cm; AB=3 cm nằm trong một điện trờng đều có

E
song song với cạnh CA, chiều từ C đến A. Điểm D là trung điểm của AC.
1) Biết U
CD
=100 V. Tính E, U
AB
; U
BC
( ĐS: 5000V/m; U
BC
=-200 V; U
AB
=0)
2) Tính công của lực điện khi một e di chuyển :
a) Từ C đến D

ban đầu hđt giữa 2 bản là 306,3V
HD: Lúc đầu: m.g=F=q.U/d (1); Sau đó (q-
q

).(U+
U

)/d = m.g (2). Từ (1) và (2) ta đợc
q


Bài 9
Giữa 2 bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau d=40 cm có một điện trờng đều E=60V/m. Một hạt bụi có khối l-
ợng m=3g và điện tích q=8.10
-5
C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích điện dơng về phía tấm tích điện
âm. Bỏ qua ảnh hởng của trọng trờng. Xác định vận tốc của hạt tại điểm chính giữa của tụ điện
ĐS: 0,8 m/s
HD: Tính a theo ĐL 2 sau đó dùng công thức của chuyển động biến đổi đều
Bài 10
Cho 3 bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song với nhau,tích điện đều cách nhau các khoảng d
1
=2,5 cm; d
2
=4
cm.Biết CĐĐT giữa các bản là đều có độ lớn E
1
=8.10
4
V/m; E

. Điện tích của quả cầu là
1,3.10
-9
C. Tìm U (cho g=10m/s
2
) ĐS: 1000 V
Bài 12
Hai quả cầu giống nhau bằng kim loại tích điện trái dấu đặt cách nhau 20 cm chúng hút nhau bằng 1 lực F
1
=4.10
-3
N.
Cho 2 quả cầu tiếp xúc với nhau sau đó lại tách chúng ra vị trí cũ. Khi đó 2 quả cầu đẩy nhau bởi 1 lực F
2
=2,25.10
-
3
N. Xác định điện tích của mỗi quả cầu trớc khi cho chúng tiếp xúc nhau.
Bài 13
Tại các đỉnh A,B,C của 1 hình vuông ABCD cạnh a=1,5 cm lần lợt đặt cố định q
1
,q
2
,q
3
1) Biết q
2
=4.10
-6
C và CĐĐT tổng hợp tại D bằng không. Tính q

2) Điện môi trong điện trờng
+) Khi đặt một khối điện môi trong điện trờng thì nguyên tử của chất điện môi đợc kéo dãn ra một chút và chia làm
2 đầu mang điện tích trái dấu. Ta nói điện môi bị phân cực. Kết quả là trong khối điện môi hình thành nên một điện
trờng phụ ngợc chiều với điện trờng ngoài
3) Tụ điện
+) Định nghĩa: Hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau,mỗi vật là 1 bản tụ. Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không hay
điện môi
+) Ta có thể nạp điện cho tụ bằng nguồn điện hoặc làm cho tụ điện phóng điện
+) Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thớc lớn ,đặt đối diện nhau,song song với nhau
+) Điện dung của tụ : Là đại lợng đặc trng cho khả năng tích điện của tụ C= Q/U
Đơn vị là F, mF .
+) Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:
d
S
C
.4.10.9
.
9


=
. Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản.
+) Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt
giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng.
+) Ghép tụ điện song song,nối tiếp
*) Ghép song song: U
b
=U
1
=U

+1/C
2
+ .
( lúc đầu các tụ cha tích điện)
+) Năng lợng điện trờng:
*) Năng lợng của tụ điện:
C
QUCUQ
W
22
.
2
.
Ư
22
===
*) Năng lợng điện trờng: Năng lợng của tụ điện chính là năng lợng của điện trờng trong tụ điện. Với tụ điện phẳng
thì


.8.10.9
..
Ư
9
2
VE
W
=
với V=S.d là thể tích khoảng không gian giữa 2 bản tụ điện phẳng; Mật độ năng lợng điện tr-
ờng: w= W/ V (1)

2) Nếu ngời ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi =2.
Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ ( 1000 pF; 2500 V)
3) Nếu ngời ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đa tụ vào điện môi lỏng nh ở phần 2. Tính điện tích và hđt giữa 2 bản tụ
HD: Nếu ngắt tụ khỏi nguồn rồi đa nó vào điện môi thì điện tích không đổi chỉ có điện dung thay đổi. Nếu không
ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng tụ vào điện môi thì hđt không đổi,điện tích thay đổi
Bài 3
Giáo Viên: Nguyễn Tiến Đại
Năm học: 2007-2008
4
Trơmg THPT Bình Giang Ôn tập Vật Lý 11
Một tụ điện có điện dung C= 2
F
à
đợc tích điện, điện tích của tụ là 10
3

C
à
. Nối tụ điện đó vào bộ ác qui có SĐĐ
E=50V. Bản tích điện dơng nối với cực dơng. Hỏi khi đó năng lợng của bộ ác qui tăng lên hay giảm đi? Tăng hay
giảm bao nhiêu?
HD: Tính năng lợng trớc: W=Q
2
/2C; năng lợng sau: W

=CU
2
/2=C.E
2
/2 Lấy W-W

tích điện đến hđt U
1
=100 V; tụ điện 2 có điện dung C
2
= 2
F
à
tích
điện đến hđt U
2
=200 V
1) Nối các bản tích điện cùng dấu với nhau. Tính hiệu điện thế và điện tích của mỗi tụ điện sau khi nối và nhiệt lợng
toả ra sau khi nối các bản
2) Hỏi nh phần 1 nhng chỉ khác ta nối các bản trái dấu của 2 tụ với nhau
HD:
1) C
b
=C
1
+C
2
; Q
b
=Q
1
+Q
2
; U
b
=Q

b
2
/2; Q=W-W

2) Làm tơng tự chỉ khác Q
b
=Q
2
-Q
1
; C
b
=C
1
+C
2
Bài 7
Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có C=10
F
à
đợc nối vào hđt 100 V
1) Hỏi năng lợng của bộ thay đổi ra sao nếu 1 tụ bị đánh thủng
2) Khi tụ trên bị đánh thủng thì năng lợng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện. Tìm năng lợng tiêu hao đó.
HD: 1) Độ biến thiên năng lợng của bộ là:

W=W
2
-W
1
=(1/2)C

tới hiệu điện thế U
2
=200V. Tính hiệu điện thế giữa các bản của mỗi tụ điện trong hai trờng hợp sau:
1) Các bản tích điện cùng dấu nối với nhau (150 V)
2) Các bản tích điện trái dấu nối với nhau (50 V)
Bài 9
Ba tụ điện có điện dung C
1
=0,002
à
F; C
2
=0,004
à
F; C
3
=0,006
à
F đợc mắc nối tiếp thành bộ. Hiệu điện thế đánh
thủng của mỗi tụ điện là 4000 V.Hỏi bộ tụ điện trên có thể chịu đợc hiệu điện thế U=11000 V không? Khi đó hiệu
điện thế đặt trên mỗi tụ là bao nhiêu?
ĐS: Không. Bộ sẽ bị đánh thủng; U
1
=6000 V; U
2
=3000 V; U
3
=2000 V
Bài 10
Giáo Viên: Nguyễn Tiến Đại

nt(C
2
//C
3
))//C
4
) )nt C
5
nt C
6
; C
1
= C
6
=60
à
F; U=120V
Tính điện dung của bộ và điện tích của mỗi tụ
Bài 12
Hai bản của một tụ điện phẳng(diện tích mỗi bản là 200 cm
2
) đợc nhúng trong dầu có hằng số điện môi 2,2 và đợc
mắc vào nguồn điện có hđt là 200 V. Tính công cần thiết để giảm khoảng cách giữa 2 bản từ 5 cm đến 1 cm(sau khi
cắt tụ ra khỏi nguồn) (1,2.10
-7
J)
Bài 13
Tại 4 đỉnh của một hình vuông LMNP có 4 điện tích điểm q
L
=q

=6,67.10
-9
C và q
2
=13,35.10
-9
C nằm trong không khí cách nhau 40 cm. Tính công cần thiết để đa hệ
điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm ( 1,2.10
-6
J)
Bài 17
Một điện tử bay đến gần một iôn âm. Điện tích của iôn gấp 3 lần điện tích của điện tử. Lúc đầu điện tử ở cách xa
iôn và có tốc độ là 10
5
m/s. Tính khoảng cách bé nhất mà điện tử có thể tiến gần đến iôn. Cho điện tích và khối lợng
của e ( 1,5.10
-7
m)
Bài 18 Một mặt cầu bán kính 10 cm có mật độ điện mặt 3.10
-5
C/m
2
. Cách mặt cầu 0,9 m có đặt một điện tích
q
0
=7.10
-9
C . Tính công cần thiết để đa điện tích điểm q
0
về cách tâm mặt cầu 50 cm biết môi trờng xung quanh điện

8) Công và công suất của nguồn điện: Là công của lực lạ (vì công của lực điện để dịch chuyển điện tích trong mạch
kín bằng không)
A= e.q=e.I.t; P=A/t=e.I
9) Có 2 loại dụng cụ tiêu thụ điện là : Dụng cụ toả nhiệt và máy thu điện
a) Điện năng tiêu thụ ở dụng cụ toả nhiệt: A=U.I.t=R.I
2
.t=(U
2
/R).t; P=A/t=U.I=..
b) Điện năng tiêu thụ điện trong khoảng thời gian t là: A=A

+Q

=e
P
.I.t+r
P
.I
2
.t
Công suất của máy thu: P=A/t=e
P
.I + r
P
I
2
(e
P
là suất phản điện của máy thu)
Mà P=U.I nên U=e

; U
đ
; I
đ
với I
đ
=P
đ
/U
đ
+) Trong kỹ thuật để đo điện năng tiêu thụ(A) ta dùng công tơ điện (1kw.h=3,6.10
6
J)
B) Bài tập
Bài 1
Cờng độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của một bóng đèn là I=0,273A. Tính điện lợng và số e dịch qua tiết
diện thẳng của dây tóc trong thời gian 1 phút. (1,02.10
20
e)
Bài 2
Pin Lơclăngsê có suất điện động là 1,5V. Hỏi khi nó sản ra một công là 270J thì nó dịch chuyển 1 lợng điện tích d-
ơng là bao nhiêu ở bên trong và giữa 2 cực của pin? ( 180 C)
Bài 3
Một bộ acqui có thể cung cấp 1 dòng điện là 4A liên tục trong 1h thì phải nạp lại
a) Tính cờng độ dòng điện mà ác qui này có thể cung cấp nếu nó đợc sử dụng liên tục trong 20h thì phải nạp lại
b) Tính SĐĐ của acqui này nếu trong thời gian hoạt động trên đây nó sản sinh ra 1 công 86,4 kJ
HD: Dung lợng của acqui là Q=4.3600 (C) I

= Q/20.3600=0,2A; e=86400/Q=6 V
Bài 4