Tài liệu hỗ trợ tự học định hướng trả lời câu hỏi và bài tập Vật lí 11

TRẦN ANH TIẾN TÀI LIỆU HỖ TRỢ TỰ HỌC ĐỊNH HƯỚNG TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬT LÍ 11 Quảng ngãi, năm 2008 Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 1 - MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG. ................................................................ - 2 - BÀI 1. ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG. ...................................................................... - 2 - BÀI 2. THUYẾT ÊLECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. ............................... - 4 - BÀI 3. ĐIỆN TRƢỜNG VÀ CƢỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƢỜNG. ĐƢỜNG SỨC ĐIỆN. .............. - 7 - BÀI 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. ............................................................................................. - 12 - BÀI 5. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ ..................................................................................... - 15 - BÀI 6. TỤ ĐIỆN ...................................................................................................................... - 18 - CHƯƠNG II. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI .................................................................. - 20 - BÀI 7. DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN .............................................................. - 20 - BÀI 8. ĐIỆN NĂNG. CÔNG SUẤT ĐIỆN ............................................................................. - 26 - BÀI 9. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐÓI VỚI TOÀN MẠCH ................................................................ - 30 - BÀI 10. GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN THÀNH BỘ ................................................................ - 34 - CHƯƠNG III. DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG .................................... - 37 - BÀI 13. DÕNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI ............................................................................ - 37 - BÀI 14. DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN ............................................................. - 39 - BÀI 15. DÕNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ ........................................................................... - 40 - BÀI 16: DÕNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG ................................................................... - 43 - CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG ........................................................................................ - 44 - BÀI 19. TỪ TRƢỜNG ............................................................................................................. - 44 - BÀI 20. LỰC TỪ. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ............................................................................... - 46 - BÀI 21. TỪ TRƢỜNG CỦA DÕNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT ......................................................................................................................................... - 49 - BÀI 22. LỰC LO – REN – XƠ ................................................................................................ - 52 - CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ............................................................................ - 55 - BÀI 23. TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ .......................................................................... - 55 - BÀI 24. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG ............................................................................... - 58 - BÀI 25. TỰ CẢM ..................................................................................................................... - 61 - PHẦN II - QUANG HÌNH HỌC ................................................................................... - 64 - CHƯƠNG VI. KHÖC XẠ ÁNH SÁNG ........................................................................ - 64 - BÀI 26. KHÖC XẠ ÁNH SÁNG ............................................................................................. - 64 - BÀI 27. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN ........................................................................................... - 67 - CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG ....................................................... - 71 - BÀI 28. LĂNG KÍNH .............................................................................................................. - 71 - BÀI 29. THẤU KÍNH MỎNG ................................................................................................. - 74 - BÀI 30. GIẢI BÀI TOÁN VỀ HỆ THẤU KÍNH .................................................................... - 79 - BÀI 31. MẮT ........................................................................................................................... - 82 - BÀI 32. KÍNH LÚP .................................................................................................................. - 88 - BÀI 33. KÍNH HIỂM VI .......................................................................................................... - 90 - BÀI 34. KÍNH THIÊN VĂN .................................................................................................... - 94 - Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 2 - CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG. BÀI 1. ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG. C1. Trên hình 1.2, AB và MN là hai thanh đã đƣợc nhiễm điện. Mũi tên chỉ chiều quay của đầu B khi đƣa đầu M đến gần. Hỏi đầu B và đầu M nhiễm điện cùng dấu hay trái dấu ? C2.Nếu tăng khoảng cách giữa hai quả cầu lên ba lần thì lực tƣơng tác giữa chúng ( hai điện tích điểm ) tăng lên hay giảm bao nhiêu lần ? C3. Không thể nói về hằng số điện môi của chất nào dƣới đây ? A. Không khí khô. B. Nƣớc tinh khiết. C. Thuỷ tinh. D. Đồng. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Điện tích điểm là gì ? 2. Phát biểu định luật Cu – lông. 3. Lực tƣơng tác giữa các điện tích khi đặt C1:Vì lực tƣơng tác giữa hai điện tích điểm tỉ lệ nghịch với bình phƣơng khoảng cách giữa chúng nên lực tƣơng tác giữa chúng giảm 9 lần. C2:Vì đầu M đẩy đầu B nên hai đầu M và B nhiễm điện cùng dấu C3: vì hằng số điện môi là một đại lƣợng đặc trƣng cho tính chất điện của một chất cách điện nên chọn D. 1. Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thƣớc rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. 2. Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phƣơng trùng với đƣờng thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phƣơng khoảng cách giữa chúng. 2 21 r qq kF  ; k = 9.10 9 2 2. C mN 3. Nhỏ hơn  lần so với khi đặt trong chân A B M N H 1.2 Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 3 - trong một điện môi sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn khi đặt trong chân không ? 4. Hằng số điện môi của một chất cho ta biết điều gì ?  5. Chọn câu đúng. Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tƣơng tác giữa chúng A. tăng gấp đôi. B. giảm đi một nữa. C. giảm đi bốn lần. D.không thay đổi 6. Trong trƣờng hợp nào sau đây ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm ? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. 7. Nêu những điểm giống và khác nhau giữa định luật Culông và định luật vạn vật hấp dẫn. 8. Hai quả cầu nhỏ mang hai điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 10 cm không. 4. Nó cho ta biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. 5. Chọn D. 6. Chọn C 7. Hai định luật này giống nhau về hình thức phát biểu, nhƣng khác nhau về nội dung ( một định luật nói về lực cơ học, còn định luật kia nói về lực điện ). Các đại lƣợng vật lí tham gia vào hai định luật có bản chất vật lí khác hẳn nhau. 8. Với q1 = q2 = q. Áp dụng định luật Cu – lông ta có: Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 4 - trong chân không thì tác dụng lên nhau một lực là 9.10-3 N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó. 2 2 r q kF  q =  1.10-7C. BÀI 2. THUYẾT ÊLECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. C1: Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích hiện tƣợng nhiễm điện của thanh thuỷ tinh khi cọ xát vào dạ. Cho rằng trong hiện tƣợng này, thuỷ tinh bị nhiễm điện dƣơng và chỉ có các êlectron có thể di chuyển từ vật nọ sang vật kia. C2: Hãy nêu một định nghĩa khác về vật dẫn điện và vật cách điện. C3: Chân không dẫn điện hay cách điện ? Tại sao ? C4: Hãy giải thích sự nhiễm điện của một quả cầu kim loại khi cho nó tiếp xúc với một vật nhiễm điện dƣơng. C5: Hãy vận dụng thuyết êlectron để giải thích hiện tƣợng nhiễm điện do hƣởng ứng. Biết rằng trong kim loại có êlectron C1: Khi cọ xát vào dạ thì thuỷ tinh nhiễm điện dƣơng.Vì khi cọ xát nhƣ vậy thì do một cơ chế nào đó mà ta chƣa rõ, một số electron từ thuỷ tinh đã chuyển sang dạ. Thuỷ tinh đang ở trạng thái không mang điện bị mất êlectron sẽ trở thành nhiễm điện dƣơng. C2: Vật dẫn điện là vật trong đó ta có thể di chuyển từ điểm nọ đến điểm kia các điện tích mà ta đƣa từ ngoài vào. Vật cách điện là vật mà ta không thể di chuyển các điện tích mà ta đƣa vào từ điểm nọ đến điểm kia. C3: Chân không là một môi trƣờng cách điện vì không chứa các điện tích tự do. C4: Một quả cầu kim loại ở trạng thái trung hoà điện vẫn chứa các điện tích tự do. Khi cho quả cầu kim loại tiếp xúc với một vật nhiễm điện dƣơng, thì một số êlectron của quả cầu bị hút sang vật nhiễm điện dƣơng làm cho quả cầu cũng bị nhiễm điện dƣơng. C5: Khi đƣa quả cầu A nhiễm điện dƣơng lại gần đầu M của một thanh kim loại MN thì quả cầu A sẽ hút các êlectron tự do của thanh MN về phía mình làm cho êlectron + A - + M N Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 5 - tự do. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Trình bày nội dung của thuyết êlectron. 2. Giải thích hiện tƣợng nhiễm điện dƣơng của một quả cầu kim loại do tiếp xúc bằng thuyết êlectron. 3. Trình bày hiện tƣợng nhiễm điện do hƣởng và vận dụng giải thích hiện tƣợng đó bằng thuyết electron. tập trung nhiều ở đầu M nên M sẽ nhiễm điện âm; còn đầu N sẽ thiếu êlectron nên nhiễm điện dƣơng. Những điện tích tập trung ở M và N sẽ tác dụng lên các êlectron tự do còn lại trong thanh MN những lực ngƣợc chiều với lực hút của A. Nếu các điện tích tập trung đủ lớn thì các lực tác dụng của các điện tích ở A, M và N lên mỗi êlectron tự do còn lại trong thanh MN sẽ cân bằng nhau và sẽ không còn có thêm êlectron đến tập trung ở đầu M nữa. Đầu M thừa vào nhiêu êlectron thì đầu N sẽ thiếu bấy nhiêu êlectron. 1. – Electron có thể rời khỏi nguyên tử di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất êlectron sẽ trở thành một hạt mang điện dƣơng gọi là ion dƣơng. - Một nguyên tử trung hoà có thể nhận thêm eclectron để trở thành một hạt mang điện âm và đƣợc gọi là ion âm. - Một vật nhiễm điện âm khi số êlectron mà nó chứa lớn hơn số điện tích nguyên tố dƣơng (prtôn ). Nếu số êlectron ít hơn số prôton thì vật nhiễm điện dƣơng. 2. Giống câu C4. 3. Giống câu C5. Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 6 - 4. Phát biểu định luật bảo toàn điện tích và vận dụng để giải thích hiện tƣợng xảy ra khi cho một quả cầu nhiễm điện dƣơng tiếp xúc với một quả cầu nhiễm điện âm.  5. Chọn câu đúng. Đƣa quả cầu tích điện Q lại gần quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì A. M tiếp tục bị hút dính vào Q. B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q. C. M rời Q về vị trí thẳng đứng. D. M bị đẩy lệch về phía bên kia. 6. Đƣa một quả cầu Q tích điện dƣơng lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN ( H 2.4 ) Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trái dấu. Hiện tƣợng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN ? A. Điện tích ở M và N không thay đổi. B. Điện tích ở M và N mất hết. C. Điện tích ở M còn, ở N mất. 4. - Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập tổng đại số các điện tích là không đổi. - Khi cho qủa cầu nhiễm điện dƣơng tiếp xúc với một quả cầu nhiễm điện âm thì một số electron ở quả cầu nhiễm điện âm sẽ di chuyển sang B, đến một lúc nào đó thì điện tích của hai quả cầu này cân bằng nhau. 5. Chọn D. 6. Chọn A. - + + Q M N Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 7 - D. Điện tích ở M mất, ở N còn. 7. Hãy giải thích hiện tƣợng bụi bám chặt vào các cánh quạt trần, mặc dù cánh quạt thƣờng xuyên quay rất nhanh. 7. Các cánh quạt trần có phủ một lớp sơn. Lớp sơn này là chất cách điện. Khi quạt quay thì lớn sơn này cọ xát với không khí nên bị nhiễm điện và hút các hạt bụi trong không khí. Các hạt bụi này sẽ dính chặt vào cánh quạt, nên khi cánh quay, chúng vẫn không bị văng ra. BÀI 3. ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN. C1. Hãy chứng minh vectơ cƣờng độ điện trƣờng tịa điểm M của một điện tích điểm Q có phƣơng và chiều nhƣ trên hình H.3.3 C1: Nếu đặt tại điểm M trong điện trƣờng một điện tích thử dƣơng q thì phƣơng và chiều của lực điện tác dụng lên q sẽ cho biết phƣơng và chiều của cƣờng độ điện trƣờng tại đó. Vì vậy, vectơ cƣờng độ điện trƣờng của điện tích điểm dƣơng sẽ hƣớng ra xa điện tích đó; của điện tích âm sẽ hƣớng về điện tích đó. C2: Dựa vào hệ thống đƣờng sức ( hình 3.6 và 3.7), hãy chứng minh rằng, cƣờng độ điện trƣờng của một điện tích điểm càng gần điện tích điểm đó thì càng lớn. C2: Dựa vào quy ƣớc vẽ đƣờng sức điện. Ta thấy ở gần điện tích Q, các đƣờng sức sít nhau, ở xa điện tích Q, các đƣờng sức nằm xa nhau. Điều chứng tỏ, ở gần điện tích Q thì cƣờng độ điện trƣờng lớn, ở xa điện tích Q cƣờng độ điện trƣờng nhỏ. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Điện trƣờng là gì ? 1. Điện trƣờng là dạng vật chất ( môi trƣờng ) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trƣờng tác dụng lực điện trƣờng lên các lực điện tích khác đặt trong nó. Q + - o M E  M E  o H 3.3 + - H3.6 H3.7 Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 8 - 2. Cƣờng độ điện trƣờng là gì ? Nó đƣợc xác định nhƣ thế nào ? Đơn vị cƣờng độ điện trƣờng là gì ? 2. - Cƣờng độ điện trƣờng là đại lƣợng đặc trƣng cho tác dụng mạnh yếu của điện trƣờng tại một điểm. - Nó đƣợc xác định bằng thƣơng số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q dƣơng đặt tại điểm đó và độ lớn của q. q F E    - Đơn vị: V/m 3. Vectơ cƣờng độ điện trƣờng là gì ? Nêu những đặc điểm của vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại một điểm. 3. - Vectơ cƣờng độ điện trƣờng là đại lƣợng biểu diẽn phƣơng chiều và độ lớn của cƣờng độ điện trƣờng tại một điểm. - Đặc điểm E  : + Phƣơng và chiều trùng với phƣơng và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dƣơng + Chiều dài biểu diễn độ lớn của cƣờng độ điện trƣờng theo một xích nào đó. 4. Viết công thức tính và nêu những đăc điểm của cƣờng độ điện trƣòng của một điện tích điểm. 4. Công thức cƣờng độ điện trƣờng của một điện tích điểm trong chân không: 2r Q k q F E  Đặc điểm: độ lớn của cƣờng độ điện trƣờng E không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử q. 5. Cƣờng độ điện trƣờng của một hệ điện tích điểm đƣợc xác định nhƣ thế nào ? 5. Cƣờng độ điện trƣờng của một hệ điện tích điểm gây ra tại 1 điểm đƣợc xác định bằng tổng các vectơ điện trƣờng tại điểm đó. Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 9 - 6. Phát biểu nguyên lý chồng chất điện trƣờng. 6. Các điện trƣờng 21, EE  đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trƣờng tổng hợp E  : 21 EEE   Các vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại 1 điểm đƣợc tổng hợp theo quy tắc hình bình hành. 7. Nêu định nghĩa và đặc điểm của đƣờng sức điện. 7. Định nghĩa: Đƣờng sức điện là đƣờng mà tiếp tuyết tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại điểm đó. Nói cách khác, đƣờng sức điện là đƣờng mà lực điện tác dụng dọc theo đó. Đặc điểm: + Qua mỗi điểm trong điện trƣờng có một đƣờng sức điện và chỉ một mà thôi + Đƣờng sức điện là những đƣờng có hƣớng. Hƣớng của đƣờng sức điện tại một điểm là hƣớng của vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại điểm đó. + Đƣờng sức điện của trƣờng tĩnh điện là những đƣờng không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dƣơng và kết thúc ở điện tích âm. + Ở chỗ cƣờng độ điện trƣờng lớn thì các đƣờng sức điện đƣợc vẽ mau, còn ở chỗ cƣờng độ điện trƣờng nhỏ thì các đƣờng sức điện sẽ thƣa hơn. 8. Điện trƣờng đều là gì ? 8. Điện trƣờng đều là điện trƣờng mà vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại mỗi điểm Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 10 - đều có cùng phƣơng, chiều và độ lớn; đƣờng sức điện là những đƣờng thẳng song song cách đều.  9. Đại lƣợng nào dƣới đây không liên quan đến cƣờng độ điện trƣờng của một điện tích điểm Q tại một điểm ? A. Điện tích Q. B. Điện tích thử q. C. Khoảng cách từ Q đến q. D. Hằng số điện môi của môi trƣờng. 9. Chọn B. 10. Đơn vị nào sau đây là đơn vị cƣờng độ điện trƣờng ? A. Nuitơn. B. Culông. C. Vôn nhân mét. D. Vôn trên mét. 10. Chọn D. 11. Tính cƣờng độ điện trƣòng và vẽ vectơ cƣờng độ điện trƣờng do một điện tích điểm +4.10-8C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong một môi trƣờng có hằng số điện môi là 2. 11. Ta có: E = k 2r Q  = 9.10 9 .  22 8 10.5.2 10.4   = 72.10 3 V/m. 12. Hai điện tích điểm q1 = + 3.10 -8 C và q2 = - 4.10 -8 C đƣợc đặt cách nhau 10 cm trong chân không. Hãy tìm các điểm mà tại đó cƣờng độ điện trƣờng bằng không. Tại các điểm đó có cƣờng độ điện trƣờng hay không ? 12. Gọi C là điểm mà tại đó cƣờng độ điện - + CE1  A B q1 q2 C CE2  + E  Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 11 - trƣờng tổng hợp bằng không. + Gọi CC EE 21 ,  là cƣờng độ điện trƣờng do các điện tích q1, q2 gây ra tại C. Ta có: 021   CC EE CC EE 21    CC EE 21 ,  là 2 vectơ cùng phƣơng, nghĩa là C nằm trên đƣờng thẳng AB. Hai vectơ này phải ngƣợc chiều, tức là C nằm ngoài đoạn AB. Hai vectơ này phải có độ lớn bằng nhau, nghĩa là điểm C nằm gần A hơn B vì 21 qq  + Đặt AB = l và AC = x, ta có: 2 29 2 19 )( 10.910.9 xl q x q   x x xl q q         2 1 2 = 64,6 cm. Ngoài ra còn phải kể tất cả các điểm nằm rất xa q1 và q2. Tại điểm C cƣờng độ điện trƣờng bằng không nên tại đó không có điện trƣờng. 13. Tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm trong chân không có hai điện tích q1 = + 16.10 -8 C và q2 = -9.10 -8 C. Tính cƣờng độ điện trƣờng tổng hợp và vẽ vectơ cƣờng độ điện trƣờng tại điểm C nằm cách A một khoảng 4 cm và cách B một khoảng 3cm. 13. Gọi 21, EE  là các vectơ cƣờng độ điện trƣờng do các điện tích q1, q2 gây ta tại C. 21, EE  có hƣớng nhƣ hình vẽ, và có độ lớn lần lƣợt là: E1 = 9.10 9 5 2 1 10.9 AB q V/m. E2 = 9.10 9 5 2 2 10.9 BC q V/m. 1E  2E  CE  C A B q1 >0 q2 <0 Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 12 - Cƣờng độ tổng hợp tại C: 21 EEEC   Ec = 2 E1 = 12,7.10 5 . BÀI 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. C1. Hãy nêu sự tƣơng tự giữa công của lực điện trong trƣờng hợp này với công của lực điện. C1. Công của trọng lực khi một vật có khối lƣợng m di chuyển từ điểm M đến điểm N có hiệu độ cao là h, theo một đƣờng cong bất kì, có độ lớn là: A = mgh Công này chỉ phụ thuộc vào h mà không phụ thuộc vào dạng đƣờng đi. Nghĩa là chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đƣờng đi, điều này tƣơng tự nhƣ công của lực điện. C2. Cho một điện tích điểm Q nằm tại tâm của một vòng tròn. Khi di chuyển một điện tích thử q dọc theo cung MN của vòng tròn đó thì công của lực điện sẽ bằng bao nhiêu ? C2. Công của lực điện trong trƣờng hợp này sẽ bằng không vì lực điện F  nằm trên đƣờng thẳng nối hai điện tích trong trƣờng hợp này luôn vuông góc với quãng đƣờng dịch chuyển. C3. Thế năng của điện tích thử q trong điện trƣờng của điện tích điểm Q nêu ở câu C2 sẽ thay đổi thế nào khi q di chuyển dọc theo cung MN ? C3. Khi cho điện tích q dịch chuyển dọc theo cung MN nhƣ ở C2 thì thế năng của điện tích q trong điện trƣờng sẽ không thay đổi vì lực điện không sinh công. 1E  2E  CE  C A B q1 >0 q2 <0 Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 13 - CÂU HỎI VÀ BÀI TÂP 1. Viết công thức tính công của lực điện trong sự dịch chuyển của một điện tích trong một điện trƣờng đều. 1. Công của lực điện trong sự dịch chuyển địên tích q trong điện trƣờng đều từ M đến N là: AMN = qEd 2. Nêu đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trƣờng. 2. Công của lực điện trong sự dịch chuyển điện tích q từ một điểm M đến N trong một điện trƣờng bất kì không phụ thuộc vào dạng đƣờng di từ M đến N mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M và N. 3. Thế nằng của điện tích q trong điện trƣờng phụ thuộc vào q nhƣ thế nào ? 3. Thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trƣờng tỉ lệ thuận với q WM = AM = VM.q  4. Cho điện tích thử q di chuyển trong một điện trƣờng đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP. Biết rằng lực điện sinh công dƣơng và MN dài hơn NP. Hỏi kết quả nào sau đây là đúng, khi so sánh các công AMN và ANP của lực điện ? A. AMN > ANP B. AMN < ANP C. AMN = ANP D. Cả ba trƣờng hợp A,B,C đều có thể xảy ra. 4. Chọn D. 5. Một êlectron di chuyển đƣợc đoạn đƣờng 1 cm, dọc theo một đƣờng sức điện, dƣới tác dụng của lực điện trong một 5. Ta có: A = qEd với q = -1,6.10 -19 C và d = -1 cm ( vì elẻcton mang điện âm nên di chuyển ngƣợc chiều điện trƣờng ) A Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 14 - điện trƣờng đều có cƣờng độ điện trƣờng 1000 V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây ? A. – 1,6.10-16 J B. + 1,6.10 -16 J. C. – 1,6.10-18 J. D. + 1,6.10 -18 J. = 1,6.10 -18 J. 6. Cho một điện tích di chuyển trong điện trƣờng dọc theo một đƣờng cong kín, xuất phát từ điểm M rồi trở lại điểm M. Công của lực điện bằng bao nhiêu ? 6. A = 0 vì A = AMN + ANM mà AMN = - ANM 7. Một electron đƣợc thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trƣờng đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu. Cƣờng độ điện trƣờng giữa hai bản là 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Tính động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dƣơng. 7. Áp dụng định lí động năng ta có: ½ mv 2 – ½ mv0 2 = Anl Với v0 = 0; Anl = qEd = (-1,6.10 -19 ).1000.( -0,01) = 1,6.10 -18 J. Vậy động năng của electron khi nó đến đập vào bản dƣơng là 1,6.10-18 J. 8. Một điện tích dƣơng Q đặt tại điểm O. Đặt một điện tích âm q tại điểm M. Chứng minh rằng thế năng của q ở M có giá trị âm. 8. Điện tích q bị điện tích Q hút. Thế năng của q tại M có gía trị bằng công của lực điện tác dụng lên q trong sự dịch chuyển của q từ M ra vô cực. Giả sử q di chuyển dọc theo đƣờng thẳng OM, từ M ra vô cực. Trong sự di chuyển này lực điện luôn luôn cùng phƣơng, ngƣợc chiều với độ dịch chuyển do đó lực điện sinh công âm: AM < 0. Do đó: WM < 0. Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 15 - BÀI 5. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ C1. Chứng minh rằng, điện thế tại mọi điểm trong điện trƣờng của một điện tích điểm âm ( Q < 0 ) đều có giá trị âm. C1. Đặt tại điểm M mà ta xét một điện tích thử q dƣơng. Di chuyển q từ điểm đó ra vô cực dọc theo đƣờng thẳng qua Q. Trong sự dịch chuyển này, lực hút giữa Q và q sinh công âm: AM < 0. Điện thế tại M là VM = q AM CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Điện thế tại một điểm trong điện trƣờng là gì ? Nó đƣợc xác định nhƣ thế nào ? 1. Điện thế tại một điểm trong điện trƣờng là đại lƣợng đặc trƣng cho điện trƣờng về phƣơng diện tạo ra thế năng của điện tích q. Nó đƣợc xác định bằng thƣơng số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q VM = q AM 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trƣờng là gì ? 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trƣờng đặc trƣng cho khả năng sinh công của điện trƣờng trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó đƣợc xác định bằng thƣơng số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự dịch chuyển từ M đến N và độ lớn của q. 3. Viết hệ thức liên hệ hiệu điện thế gữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi 3. UMN = q AMN Tài liệu hỗ trợ tự học TAT TQT - 16 - có một điện tích q di chuyển giữa hai điểm đó. 4. Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cƣờng độ điện trƣờng, nói rõ điều kiện áp dụng hệ thức đó. 4. E = d U d U MN  U là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N d là độ dài hình chiếu của đƣờng dịch chuyển trên phƣơng của đƣờng sức. d có gía trị dƣơng khi chiều dịch chuyển cùng chiều với chiều dƣơng của đƣờng sức, âm nếu ngƣợc chiều đƣờng sức. Hệ thức trên đƣợc xây dựng dựa vào việc tính hiệu điện thế giữa hai điểm nằm trên cùng một đƣờng sức của điện trƣờng đều. Tuy nhiên hệ thức này vẫn dùng cho điện trƣờng không điều trong trƣờng