Bài tập chương I 11 cơ bản

BÀI TẬP CHƯƠNG I
Bài 11 trang 21 :Tính cường độ điện trương và vẽ vecto cường độ điện trường do một điện tích điểm + 4. 10-9C gây ra tai một điểm cách nó 5 cm trong môi trường có hằng số điện môi là 2
Tóm tắt :
Q = + 4.10-9 C
r = 5 cm = 0,05m
= 2
E ?
Bài giải :
Cường độ điện trương do điện tích Q gây ra tại một điểm :
Q
M
r
Bài 13 trang 21 : tai hai đểm A B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q1 = 16.10-8 và q2 = - 9.10-8C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vecto cường độ điện trường tai một điểm C nằm cách A một khoảng 4 cm và cách B một khoảng 3 cm
Tóm tắt :
q1 = 16.10-8 C tại A
q2 = - 9.10-8C tại B
AB = 5cm = 0,05 m
CA = 4cm = 0,04m
CB = 3 cm = 0,03 m
EC
Bài giải
Nhận xét 3 điểm A,B, C làm thành tam giác vuông tai C
A
B
C
Cường độ điện trường do q2 gây ra tại C
Cường độ điện trường do q1 gây ra tại C
Cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra tại C
Bài tập bổ sung:Hai điện tích q1 = q2=5.10-6 C được đặt cố định tại hai đỉnh B,C của một tam giác đều cạnh a = 8cm.Các điện tích được đặt trong không khí
Xác định cường độ điện trường tai đỉnh A của tam giác nói trên
Nếu q1 = 5.10-6C và q2 = -5.10-6 C
Tóm tắt :
ABC đếu
a = 8cm = 0,08m
q1 = q2 = 5.10-6C tại B,C
Tìm EA
B
C
A
q1
q2
Cường độ điện trường do q2 gây ra tại A
Cường độ điện trường do q1 gây ra tại A
Cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra tại C
Ta thấy E1 = E2
Độ lớn :
Tương tự khi q1 = 5.10-6C và q2 = - 5.10-6C
B
C
A
q1
q2
E1 = E2 = …..
Cường độ điện trường tổng hợp do q1, q2 gây ra tại C
Độ lớn :
Bài 1 : Cho hai điện tích dương q1 = 2nCvà q2 = 0,018C đặt cố định trong không khí và cách nhau 10cm. Đặt thêm điện tích thứ ba q0 trên đường thẳng nối hai điện tích sao cho q0 nằm cân bằng. Hãy tìm :
Vị trí đặt q0
Dấu và độ lớn của q0
Tóm tắt :
q1 = 2nC = 2.10-9 C
q2 = 0,018C
= 18.10-9C
Hệ cân bằng
Vị trí đặt q0 , dấu và độ lớn
Bài giải :
Vị trí M để điện tích q0 cân bằng:
Giả sử q1, q2 được đặt cố tại hai điểm AB như hình vẽ.
q0 cân bằng khi :

Vì q1 và q2 cùng dấu nên q0 có dấu tùy ý đặt M trên va trong đoạn thẳng nối q1,,q2
Đặt AM = x , BM =a - x
Vậy q0 có độ lớn tùy ý
b. Kết quả tìm được cho thấy điện tích q0 có dấu và độ lớn tùy ý.
Chú ý: Khi q1 ,q2 cố định , điện tích q0 cân bằng thì hệ 3 điện tích cũng cân bằng
Khi q1 và q2 cùng dấu thì q0 được dặt trên và trong đoạn thẳng nối q1, q2 và ở gần bên điện tích có độ lớn nhỏ
Khi q1 và q2 trái dấu thì q0 được dặt trên và ngoài đoạn thẳng nối q1, q2 và ở gần bên điện tích có độ lớn nhỏ
Bài 1 2 trang 21: Cho hai điện tích dương q1 = 3.10-8Cvà q2 = -4.10-8C đặt tại 2 điểm trong không khí và cách nhau 10cm. Hãy tìm những điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng 0
Tóm tắt:
q1 = 3.10-8C tại A
q2 = -4.10-8C tai B
AB = 10cm.
điểm M ?Có EM = 0
Giải
Gọi M là điểm có ường độ điện trường bằng 0

(1)
(2)
Từ (1)
Vì q1 ,q2 trái dấu nên M phải ở ngoài đoạn AB nối q1 và q2
A
B
q1
q2
M
A
B
q1
q2
M
M
Từ (2)
Vây M luôn nằm ngoài gần phía điện tích có độ lớn nhỏ gần q1
M
Giải phương trình tìm x
I.CÔNG LỰC ĐIỆN
Công lực điện khi điện tích di chuyển từ M đến N
dMN : hinh chiếu quỹ đạo MN xuống phương đường sức
Cùng chiều đường sức dMN > 0 và ngược lại
dMN = Scos với
Công lực điện khi điện tích di chuyển từ M đến N không phụ thuộc hình dạng đường đi chỉ phụ thuộc vị trí đầu và vị trí cuối. Công lực điện trên quỹ đạo kín bằng 0
II.THẾ NĂNG ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho điện trường về mặt sình công
II.THẾ NĂNG ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
Thế năng của điện tích trong điện trường đều :
WM = qEd = q.VM
trong đó d lá khoảng cách từ M đến bản âm
VM: điệnthế tai điểm M
Thế năng của điện tích trong điện trường bất kì :
WM =AM = q.VM
trong đó AM la công làm điện tích di chuyển từ M đến vô cùng
VM: điện thế tai điểm M
Công lực điện làm di chuyển điện tích từ M đến con bằng độ giảm thế năng
AMN = WM - WN
BÀI TẬP
Bài 5 trang 25:Một electron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức dưới tác dụng của lực điện trong điện trường đều có cường độ điện trường 1000V/m. Hỏi công của lực điện trong sự di chuyển electron
M
N
Tóm tắt :
Lực điện thực hiên công di chuyển e
s = 1cm doc theo đường sức
E = 1000V/m
Alực điện
Công của lực điện trong sự di chuyển electron
Giải
Lực điện tác dụng lên electron
AMN = q EdMN = -1,6.10-19.1000.(-0,01)
dMN< 0
Bài7 trang 25: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường giữa hai abn3 kim loại phẳng , tích điện trái dấu . Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm.
Tính động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương
Tóm tắt :
v1= v0 = 0
d = 1cm = 0,01m
E = 100V/m
Wđ ở bản dương
Giải :
Electron được thả sát bản âm nên sẽ đi ngược chiều điện trường đến bản dương
Dịnh lí động năng
1
2
Wd2 = A12 = qe U12
U12 = -U21 = Ed = -100.0,01 = -1V
qe = - 1,6.10-19C
Wd2 = -1.-1,6.10-19 = 1,6.10-19 J
Bài 6 trang 29: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường giữa hai abn3 kim loại phẳng , tích điện trái dấu . Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm.
Tính động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương
Bài1: Tính lực tương tác tĩnh điện giữa một (e) và một (p) nếu khoảng cách giữa chúng bằng 5.10-9m . Coi (e) và (p) như những điện tích điểm.
Tóm tắt
qe = qp = 1.6.10-19C
r = 5.10-9m
F =?
Giải
Lực tương tác giữa hai điện tích
F = …..
Bài2: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, bằng kim loại , có khối lượng 5g , được treo cùng một điểm O , bằng hai sợi chỉ mảnh không dãn , dài 10cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau . Tích điện cho một quả cầu thì thấy chúng đẩy nhau làm 2 dây treo lệch nhau một góc 600. Tìm điện tích đã truyền cho các quả cầu
Tóm tắt
m1 = m2 = 5g = 5.10-3kg
l = 10cm = 0,1m
Tích điện : đẩy nhau
2 = 600
Q = ?
Giải
Tìm điện tích các quả cầu
Gọi điện tích các quả cầu sau khi tiếp xúc là q
Các lực tác dụng lên mổi quả cầu :
Điều kiện cân bằng


r = l = 0.1m
Vậy điện tích đã truyền cho các quả cầu là Q = 2q = 3.58.10-7C
Bài 3 : Có hai điện tích điểm q1 = 3.10-6 C q2 = -q đặt tại hai điểm A và B, cách nhau một khoảng AB = 2d . một điện tích dương q3 đặt trên đường trung trực của AB cách AB một khoảng x.
Xác đinh lực điện tác dụng lên q3. Biết q3= 4.10-6(C)
Với d= 6cm, x= 8cm; .
Tóm tắt
q1 = -q2 = 3.10-3C
AB = 2d
= 12cm= 0,12m
q3 = 4.10-6C trên dường trung trực AB x = 8cm
Lực td lên q3
Giải
Lực tác dụng lên điện tích q3
Xác định vị trí các
điện tích, AC= BC = 10cm
C(q3)
Lực do q1 tác dụng lên q3
Lực do q2 tác dụng lên q3
Giải
Lực tác dụng lên điện tích q3
Lực tổng hợp tác dụng lên q3
Với


K
Vì F13 = F23 và chúng hợp nhau một góc 2
Do đó độ lớn của lực F là
Bài 4 : Có Một hệ điện tích gồm một ion dương + e và hai ion âm giống nhau nằm cân bằng. Khoảng cách giữa hai ion là a . Bỏ qua trong lượng của ác ion
Hãy cho biết cấu trúc hệ và khỏang cách giữa ion dương và ion âm ( theo a)
Tính điện tích của một ion âm theo e
A(q1)
B(q2)
C(q3)
Hệ ba điện tích nằm cân bằng khi khi chúng cùng nằm trên đường thẳng và lần lượt trái dấu nhau
Vì 2 ion âm giống nhau nên khi hệ thống cân bằng thì chúng phải đối xứng nhau qua ion dương  AC = BC = a/2
a. Tìm vị trí và khoảng cách các ion
b. Tính điện tích ion âm theo e
Xét sự cân bằng của q1
b. Tính điện tích ion âm theo e
Xét sự cân bằng của q1