Bài giảng Trắc nghiệm Vật lý 2: Phần tính điện - Lê Quang Nguyên

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trắc nghiệm Vật lý 2: Phần tính điện" cung cấp cho người học 14 câu hỏi trắc nghiệm Vật lý 2 - Phần tính điện và các phương pháp giải các bài tập này. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học các khối ngành Khoa học tự nhiên dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trắc nghiệm Vật lý 2: Phần tính điện - Lê Quang Nguyên

Câu 1 Các ñường sức ñiện trường luôn luôn hướng: (a) tới các ñiện tích dương. Trắc nghiệm Vật Lý 2 (b) ra xa các ñiện tích âm. Phần Tĩnh Điện (c) từ nơi có ñiện thế thấp ñến nơi có ñiện thế Lê Quang Nguyên cao. www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen (d) từ nơi có ñiện thế cao ñến nơi có ñiện thế nguyenquangle@zenbe.com thấp. Trả lời câu 1 Câu 2 E • Ta có liên hệ giữa ñiện Cường ñộ ñiện trường do một ñiện tích ñiểm trường và ñiện thế: gây ra ở một vị trí cách nó 2 m là 400 V/m. gradV E = − gradV Cường ñộ ñiện trường tại một vị trí cách nó 4 • gradV luôn hướng theo m là: chiều tăng của ñiện thế V. q • Do ñó ñiện trường hướng V1 (a) 200 V/m. theo chiều giảm ñiện thế. (b) 100 V/m. • Câu trả lời ñúng là (d). V2 < V1 (c) 800 V/m. V = kq/r (d) 400 V/m.
Trả lời câu 2 Câu 3 • Điện trường do một ñiện tích ñiểm q tạo ra ở Các ñường sức ñiện trường do hệ ñiện tích khoảng cách r (trong chân không) là: ñứng yên gây ra là những ñường: q E=k r2 (a) xuất phát từ ñiện tích âm, tận cùng ở ñiện • Điện trường tỷ lệ nghịch với r2, nên khi r tăng tích dương. 2 lần, thì ñiện trường giảm 4 lần. (b) khép kín. • Điện trường ở vị trí ñầu là 400 V/m, do ñó ở vị (c) không khép kín. trí sau là 100 V/m. (d) giao nhau. • Câu trả lời ñúng là (b). Trả lời câu 3 Câu 4 • Lưu số của ñiện trường tĩnh theo một ñường Trên hình vẽ mô tả các cong kín luôn luôn bằng không: ñường sức của một ñiện trường. Điện trường tại A ∫ .dr = 0 E A là EA, tại B là EB. So (C ) sánh cho ta: • Do ñó ñường sức của ñiện trường tĩnh không bao giờ khép kín. B • Chúng phải có nơi xuất phát (ñiện tích dương) (a) EA = EB và nơi tận cùng (ñiện tích âm). (b) EA > EB • Câu trả lời ñúng là (c). (c) EA < EB (d) Một kết quả khác.
Trả lời câu 4 Câu 5 • Mật ñộ ñường sức không Trường lực tĩnh ñiện là một trường lực thế vì: ñổi (không có chỗ dày hay thưa hơn) nên ñiện (a) Lực tĩnh ñiện có phương nằm trên ñường A trường có ñộ lớn không nối hai ñiện tích ñiểm. ñổi. (b) Lực tĩnh ñiện tỷ lệ nghịch với bình phương • Vậy: EA = EB. khoảng cách giữa hai ñiện tích ñiểm. B • Câu trả lời ñúng là (a). (c) Lực tĩnh ñiện tỷ lệ thuận với tích ñộ lớn hai ñiện tích ñiểm. (d) Công của lực tĩnh ñiện theo một ñường cong kín thì bằng không. Trả lời câu 5 Câu 6 • Công của lực tĩnh ñiện không phụ thuộc ñường Cường ñộ ñiện trường do một dây thẳng, dài ñi, chỉ phụ thuộc vị trí ñầu và vị trí cuối. vô hạn, tích ñiện ñều với mật ñộ λ gây ra tại N ñiểm M cách dây một khoảng r bằng: WMN = q0 ∫ E.dr = U M − U N λ λ M • Điều ñó cũng có nghĩa là công theo một ñường (a) E = (b) E = cong kín bất kỳ thì bằng không. 2εε 0 2πεε 0 M WMM = q0 ∫ E.dr = 0 M (c) E = λ (d) E = λ r • Lực có tính chất trên ñược gọi là lực thế. 2πεε 0 r 2πεε 0 • Câu trả lời ñúng là (d).
Trả lời câu 6 Trả lời câu 6 (tt) • Điện trường do dây thẳng, dài vô hạn, tích ñiện Mặt ñẳng thế ñều với mật ñộ λ tạo ra ở khoảng cách r trong chân không là: λ E= 2πε 0 r • Trong một môi trường có hằng số ñiện môi ε, ñiện trường giảm ñi ε lần: λ E= 2πεε 0 r Đường sức Nhìn từ trên xuống • Câu trả lời ñúng là (c). Câu 7 Trả lời câu 7 Cường ñộ ñiện trường tạo bởi một bản phẳng, • Điện trường do một bản phẳng, rộng vô hạn, rộng vô hạn, tích ñiện ñều với mật ñộ σ là: tích ñiện ñều với mật ñộ σ tạo ra trong chân không là: σ σ (a) E = σ (b) E = E= 2 2ε 0 • Trong một môi trường có hằng số ñiện môi ε, σ σ ñiện trường giảm ñi ε lần: (c) E = (d) E = εε 0 2εε 0 σ E= 2εε 0 • Câu trả lời ñúng là (d).
Trả lời câu 7 (tt) Câu 8 Một ñĩa tròn bán kính R tích ñiện ñều với mật h ñiện Bản tíc ñộ ñiện tích mặt σ. Cường ñộ ñiện trường tại một ñiểm M nằm trên trục của ñĩa, cách tâm ñĩa một khoảng x
Trả lời câu 9 Câu 10 • Điện trường tại A: Một ñoạn dây AB tích ñiện ñều với mật ñộ λ > σ σ’ = −3σ 0 ñược uốn thành một cung tròn tâm O, bán σ 3σ 2σ kính R, góc mở là AÔB = 60°. Cường ñộ ñiện EA = + = 2ε 0 2ε 0 ε 0 A trường tại tâm O là: • Điện trường tại B: B λ λ (a) E = (b) E = 9 × 109 2πε 0 R R σ 3σ σ EA = − = λ 3 2ε 0 2ε 0 ε 0 (c) E = (d) Kết quả khác. 4πε 0 R • Câu trả lời ñúng là (b). Trả lời câu 10 Trả lời câu 10 (tt) • Điện trường do một phần • Biết rằng ds = Rdα và góc α thay ñổi từ −30° nhỏ ds tạo ra ở tâm O: A ñến 30°: λds ds λds kλR 30° dE = k 2 R E = ∫ k 2 cosα = 2 ∫ cosαdα R R R −30° α O x kλ [sin 30° − sin (− 30°)] = k λ • Điện trường toàn phần có E= phương ở trên trục ñối dE R R xứng Ox của cung tròn: • Câu trả lời ñúng là (b). E = ∫ dEx = ∫ dE cos α B λds E =∫ k cos α R2
Câu 11 Trả lời câu 11 Một sợi dây mảnh tích ñiện ñều ñược uốn • Điện trường tạo bởi một thành nửa ñường tròn tâm O. Lực do dây tác dây hình cung tròn có ñộng lên ñiện tích ñiểm q ñặt tại tâm O là 2 phương nằm trên trục (N). Nếu cắt bỏ ñi một nửa sợi dây thì lực tác ñối xứng của cung tròn. F dụng lên q sẽ là: Lực tĩnh ñiện cũng vậy. 45° • Do ñó lực F’ do mỗi 1/2 (a) 2( N ) (b) 1 (N) ñoạn dây tác ñộng hợp F’ với phương ngang 45°. (c) 1 ( N ) (d) 1 ( N ) • Suy ra: F ′ = F 2 = 2 2 = 2 2 2 • Câu trả lời ñúng là (a). Câu 12 Trả lời câu 12 Một ñoạn dây tích ñiện ñều với mật ñộ λ > 0 • Do tính chất ñối xứng, ñược uốn thành ba cạnh của một hình vuông ñiện truờng do mỗi ñoạn ABCD có cạnh a. Cường ñộ ñiện trường tại dây tạo ra ở M có E tâm hình vuông là: phương vuông góc với ñoạn dây ñó. M λ λ 2 • Hai ñoạn dây ở hai bên (a) E = (b) E = tâm M tạo hai ñiện 2πε 0 a 4πε 0 a trường bù trừ lẫn nhau. (c) E = λ 2 (d) E = λ • Điện trường toàn phần 2πε 0 a 4πε 0 a chỉ do ñoạn dây còn lại ñóng góp.
Trả lời câu 12 (tt) Trả lời câu 12 (hết) • Điện trường do một ñoạn a dx = dα cosα = a/2r dây dx tạo ra ở tâm M có 2 cos 2 α x = atanα/2 ñộ lớn: λdx r dx α = 2 cos αdα r dE = k cos r 2 x M r2 a x α y a/2 y 45° • Do tính chất ñối xứng, 2kλ cos αdα a −∫45° ñiện trường toàn phần có a/2 dE E= dE α -45° phương nằm trên trục a/2 ngang Oy: λ 2 E= E = ∫ dE y = ∫ dE cos α 2πε 0 a dx E = kλ∫ cos α Câu trả lời ñúng là (c). r2 Câu 13 Trả lời câu 13 Một mặt trụ bán kính R ñược ñặt trong một • Đường sức ñiện trường E ñiện trường ñều E. Trục của hình trụ song song song song với mặt bên với ñiện trường. Thông lượng của ñiện trường nên ñiện thông qua mặt gửi qua mặt trụ là: bên bằng không. • Điện thông qua mặt trụ (a) Ф = EπR2 (b) Ф = −EπR2 = số ñường sức ñi ra ñáy bên phải – số ñường sức vào ñáy bên trái = 0. (c) Ф = 0 (d) Kết quả khác. • Câu trả lời ñúng là (c).
z Câu 14 Trả lời câu 14 Một khối lập phương ñược ñặt • Trong mặt phẳng xy, sao cho một ñỉnh của nó trùng với gốc tọa ñộ, còn mặt ñáy thì z ñường sức ñiện trường y nằm trong mặt phẳng xy như song song với mặt ñáy. hình vẽ. Một ñiện tích Q > 0 ñược ñặt trên trục y, ở bên phải • Do ñó ñiện thông do Q Q khối lập phương. Gọi Ф là ñiện y gửi qua mặt ñáy bằng thông hướng ra ngoài mặt ñáy. x Phát biểu nào sau ñây là ñúng? không. y Q • Câu trả lời ñúng là (c). (a) Ф > 0 E x (b) Ф < 0 (c) Ф = 0 (d) Không có phát biểu ñúng. x Câu 15 Trả lời câu 15 Một ñiện tích ñiểm q nằm sát • Hình nón nội tiếp trong ở tâm của ñáy trong một hình một mặt cầu bán kính R. nón tròn xoay có bán kính ñáy bằng chiều cao. Điện • Theo ñịnh luật Gauss R thông gửi qua mặt bên của ñiện thông qua mặt cầu hình nón bằng: là: Ф = q/ε0. R • Điện thông qua mặt bên (a) Ф = q/3ε0 hình nón bằng ñiện (b) Ф = q/2ε0 thông qua một nửa mặt E (c) Ф = q/ε0 cầu = q/2ε0. (d) Ф = 0 • Câu trả lời ñúng là (b).
Câu 16 Trả lời câu 16 Một mặt cầu tâm O, bán kính R, nằm trong • Định luật Gauss trong ñiện ñiện trường môi cho ta ñiện thông qua ρ r mặt cầu: Ф = q/εε0. E= 2εε 0 r • Suy ra ñiện tích trong mặt cầu: q = εε0Ф. với r là vectơ vị trí vẽ từ gốc O, ρ là một hằng • Điện trường có tính ñối số dương. Điện tích chứa trong mặt cầu bằng: xứng cầu nên: E ρ 1 (a) q = −2πρR 2 (b) q = 2πρR 2 Φ = E ( R ) ⋅ 4πR 2 = ⋅ 4πR 2 = ⋅ 2πρR 2 2εε 0 εε 0 4 1 ⇒ q = 2πρR 2 (c) q = πρR 3 (d) q = πρR 2 • Câu trả lời ñúng là (b). 3 2 Câu 17 Trả lời câu 17 • Phân bố ñiện tích có tính ñối (S) Một không gian mang ñiện với mật ñộ ñiện khối ρ = ρ0/r, ρ0 là một hằng số, r là khoảng xứng cầu nên ñiện trường cách tính từ gốc tọa ñộ. Biểu thức của ñiện cũng vậy. trường theo vị trí r có dạng: • Điện thông qua mặt cầu (S) tâm O, bán kính r là: r ρ 0 r 2 ρ 0 r Φ = Er ⋅ 4πr 2 = Q / ε 0 (a) E = ⋅ (b) E = ⋅ E 2ε 0 r ε0 r • Q là ñiện tích toàn phần trong ρ0 r (b) E = ⋅ (d) Kết quả khác. mặt cầu (S). 3ε 0 r • Suy ra hình chiếu của ñiện Q trường trên phương r: Er = 4πε 0 r 2
Trả lời câu 17 (tt) Trả lời câu 17 (hết) (S) • Để tìm Q ta chia thể tích Suy ra: (S) trong (S) thành các lớp dr’ Q 2πρ0 r 2 cầu. Er = = r’ 4πε 0 r 2 4πε 0 r 2 • Mỗi lớp có thể tích: dV = 4πr ′2 dr ′ ρ0 ρ0 r r Er = ⇒E= ⋅ r • và có ñiện tích: 2ε 0 2ε 0 r ρ dQ = ρ (4πr ′2 dr ′) = 0 (4πr ′2 dr ′) • Câu trả lời ñúng là (a). E r′ • Suy ra Q: r Q = 4πρ0∫ r ′dr ′ = 2πρ0 r 2 0 Câu 18 Trả lời câu 18 Một dây dẫn mảnh, tích ñiện ñều với mật ñộ • Thế năng tĩnh ñiện của q0: dq ñiện dài λ, ñược uốn thành một nửa vòng tròn U = q0V tâm O, bán kính R. Biểu thức nào sau ñây cho • V là ñiện thế do dây tích R biết thế năng của một ñiện tích ñiểm q0 ñặt ở ñiện tạo ra ở O: q0 tâm O: O dq k V = ∫ dV = ∫ k = ∫ dq q0λ q0λ R R (a) U = (b) U = dV = k dq/R 2ε 0 4ε 0 R 1 λ λq0 V= λ (πR ) = ⇒U = q0λ qλ 4πε 0 R 4ε 0 4ε 0 (c) U = (d) U = 0 4ε 0 2ε 0 R • Câu trả lời ñúng là (c).
Câu 19 Trả lời câu 19 Điện thế của một ñiện trường có dạng V = • Vì V = −a/r nên các mặt gradV −a/r, với a là một hằng số dương, r là khoảng ñẳng thế là những mặt cách từ gốc O. Khi ñó ñiện trường: cầu tâm O, và ñiện thế E tăng khi ra xa gốc O. • Điện trường vuông góc (a) nằm trên phương r và hướng về O. với mặt ñẳng thế, do ñó O (b) nằm trên phương r và hướng ra ngoài O. có phương trên r. V1 (c) Vuông góc với phương r. • Điện trường hướng theo chiều ñiện thế giảm, do V2 > V1 (d) có hướng tùy thuộc giá trị của a. ñó hướng về gốc O. V = -a/r • Câu trả lời ñúng là (a). Câu 20 Trả lời câu 20 Một ñiện trường có ñiện thế xác ñịnh trong ∂V không gian theo biểu thức V = 3xy2 – z. Vectơ Ex = − = −3y 2 ∂x ñiện trường là: E = − gradV ∂V Ey = − = −6 xy ∂y (a) E = 0 ∂V Ez = − =1 (b) E =  3 y 2 , 6 xy, − 1 ∂z   (c) E =  − 3 y 2 , − 6 xy, 1  Câu trả lời ñúng là (c).   (d) E =  − 3 y 2 + z , − 6 xy + z , 3 xy 2 + 1  
Câu 21 Trả lời câu 21 C C Tam giác vuông ABC có E • Cạnh BC nằm trên một mặt E chiều dài các cạnh AB = 0,3 ñẳng thế nên có cùng ñiện m, BC = 0,4 m và AC = 0,5 thế, vậy UAC = UAB. m, ñược ñặt trong một ñiện B trường ñều, cường ñộ E = 104 U AB = VA − VB = ∫ E ⋅ dr V/m, ñường sức song song A với cạnh AB như hình vẽ. • Chọn ñường tích phân là Hiệu ñiện thế UAC bằng: A B ñoạn AB, ta có: A B U AB = E. AB = 104 (V / m) × 0,3( m) = 3000(V ) (a) 5000 V (b) -5000 V (c) 7000 V (d) 3000 V • Câu trả lời ñúng là (d). Câu 22 Trả lời câu 22 Điện thế do một nửa mặt cầu bán kính R, tích • Mọi phần tử dq ñều dq dq ñiện ñều với mật ñộ σ, ñặt trong chân không cách ñều tâm O nên: gây ra tại tâm bằng: R R dq k V = k∫ = q σ σR R R (a) V = (b) V = 2ε 0 ε0 1 σR V= ⋅ σ 2πR 2 = 4πε 0 R 2ε 0 (c) V = σR (d) V = σR dV = k dq/R 2ε 0 4ε 0 • Câu trả lời ñúng là (c).
Câu 23 Trả lời câu 23 Điện tích ñiểm q = 4 × 10-9 C chuyển ñộng Cơ năng bảo toàn: E UA + KA = UB +KB trong một trường tĩnh ñiện. Khi ñi qua hai vị trí A và B ñiện tích q có ñộng năng lần lượt là qVA +KA = qVB + KB VB 6 × 10-7 J và 10,8 × 10-7 J. Nếu ñiện thế tại A VA vB là VA = 200 V thì ñiện thế tại B là: vA v (a) VB = 18 V (b) VB = 70 V (c) VB = 80 V (d) VB = 800 V VB = VA + (KA – KB)/q VB = 80 V Câu trả lời ñúng là (c). Câu 24 Trả lời câu 24 Trong một vùng không gian, ñiện thế tại mọi • Hệ thức giữa ñiện thế và ñiện trường: vị trí ñều như nhau. Điều này có nghĩa là trong E = − gradV vùng ñó: • Điện thế bằng hằng số, nên: (a) ñiện thế bằng không. E = − grad (const ) = 0 (b) ñiện trường bằng không. (c) ñiện trường là hữu hạn và ñều. • Câu trả lời ñúng là (b). (d) gradient ñiện thế là một hằng số khác không.
Câu 25 Trả lời câu 25 Một ñiện tích ñiểm q nằm ở • Ta có: WBC = U B − U C = q0 (VB − VC ) tâm O của hai ñường tròn ñồng tâm như hình vẽ, với OB q q0 = 2 OC. Công của lực ñiện WCD = U C − U D = q0 (VC − VD ) 0 O trường do q gây ra khi dịch B C D B D q • V là ñiện thế do q gây ra. q C chuyển ñiện tích ñiểm q0 từ B ñến C và từ C ñến D là WBC • B và D có cùng ñiện thế vì và WCD. Ta có: ở trên cùng một mặt ñẳng thế. Vậy: Mặt ñẳng thế là (a) WBC = − WCD (b) WBC = WCD WCD = q0 (VC − VB ) = −WBC mặt cầu tâm O (c) WBC = 3WCD • Câu trả lời ñúng là (a). (d) WBC = − 3WCD Câu 26 Trả lời câu 26 Ba ñiện tích ñiểm q ñược ñặt tại ba ñỉnh của q2 U1 = k một hình vuông cạnh a. Năng lượng tĩnh ñiện a của hệ ñiện tích bằng: q2 U2 = k a a(2)½ 2 a (a) U e = k q (4 + 2 ) (b) U e = k (4 + 2 ) q q2 a 2a U3 = k a 2 a q2 (c) U e = k (4 + 2 ) (d) U e = k (4 + 2 ) q q2  1  q2 2a a Ue = k  2 +  = k (4 + 2 ) a 2 2a Câu trả lời ñúng là (b).
Câu 27 Trả lời câu 27 z Điện trường • Điện trường có phương E xi + yj vuông góc với trục z. E=a 2 a = const x + y2 • Trong mỗi mặt phẳng xi + yj có mặt ñẳng thế là: vuông góc với trục z, ñường sức ñiện trường là E những ñường xuyên tâm. (a) Mặt nón tròn xoay. • Mặt ñẳng thế vuông góc r (b) Mặt trụ tròn xoay. với ñiện trường, là các mặt (c) Mặt cầu. trụ tròn xoay. (d) Mặt phẳng. • Câu trả lời ñúng là (b). O Câu 28 Trả lời câu 28 Mặt ñẳng thế không có tính chất nào sau ñây: • Chúng ta ñã biết: • Công của lực ñiện trường khi dịch chuyển ñiện (a) các mặt ñẳng thế không bao giờ cắt nhau. tích trên một mặt ñẳng thế bằng không (b). (b) công của lực ñiện trường khi dịch chuyển • Điện trường vuông góc với mặt ñẳng thế (d). ñiện tích trên một mặt ñẳng thế bằng không. • Ngoài ra, các mặt ñẳng thế không bao giờ cắt (c) ñiện thông ñi qua một mặt ñẳng thế luôn nhau (a). Vì nếu có hai mặt cắt nhau, thì trên luôn bảo toàn. ñường cắt có tới hai giá trị ñiện thế khác nhau. (d) ñiện trường vuông góc với mặt ñẳng thế. • Mặt ñẳng thế có tính chất (a), (b) và (d), nhưng không có tính chất (c). • Vậy câu trả lời ñúng là (c).
Câu 29 Trả lời câu 29 Một lưỡng cực ñiện có momen lưỡng cực p = • Điện trường của lưỡng cực ñiện : qd ñược ñặt trong chân không. Vectơ cường p E=k 1+ 3 cos 2 θ ñộ ñiện trường do lưỡng cực gây ra tại ñiểm M r 3 nằm trên ñường trung trực của lưỡng cực và • Ở trên ñường trung trực θ = ±90°, E có ñộ lớn: cách trục một ñoạn r >> d là: p E=k r3 p p (a) E = − k 3 (b) E = k 3 • và hướng ngược chiều vectơ momen lưỡng cực, vậy: r r p E = −k 3 p p (c) E = k 3 (d) E = −k 3 r 2r 2r • Câu trả lời ñúng là (a). Trả lời câu 29 (tt) Câu 30 Gọi EA là cường ñộ ñiện trường ở khoảng cách r trên trục của lưỡng cực ñiện, và EB là cường ñộ ñiện trường ở khoảng cách r trên ñường p E trung trực của lưỡng cực ñiện. So sánh ta có: (a) EA/EB = 1,5 (b) EA/EB = 3 (c) EA/EB = 2,5 (d) EA/EB = 2
Trả lời câu 30 • Điện trường của lưỡng cực ñiện : p E=k 3 1+ 3 cos 2 θ r • Ở trên ñường trung trực θ = ±90°: p EB = k r3 • Ở trên trục θ = 0 hay 180°: p E A = 2k r3 • Câu trả lời ñúng là (d).