Bài giảng Trắc nghiệm Vật lý 2: Vật dẫn và điện môi - Lê Quang Nguyên

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trắc nghiệm Vật lý 2: Vật dẫn và điện môi" cung cấp cho người học 20 bài tập trắc nghiệm về vật dẫn và điện môi, Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn Sinh viên 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: Vật dẫn và điện môi - Lê Quang Nguyên

Câu 1 Trên bề mặt vật dẫn, ñiện trường tại mọi ñiểm vuông góc với bề mặt, ñiều này dẫn tới: (a) Điện tích phân bố ñều tại mọi ñiểm trên bề Trắc nghiệm Vật lý 2 mặt. Vật dẫn & Điện môi (b) Điện trường tại mọi ñiểm trên bề mặt là như nhau. Lê Quang Nguyên (c) Điện thế tại mọi ñiểm trên bề mặt là như www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nhau. nguyenquangle@zenbe.com (d) Lực ñiện sẽ thực hiện công khác không khi di chuyển ñiện tích trên bề mặt. Trả lời câu 1 Câu 2 • Hiệu thế giữa hai ñiểm gần E Một quả cầu kim loại trong chân không có bán nhau trên bề mặt vật dẫn là: kính R, mang ñiện tích q. Cường ñộ ñiện dr dV = − E ⋅ dr trường và ñiện thế tại tâm quả cầu bằng: • dr là vectơ nối liền hai vị trí ñó, E là ñiện trường trên dr. (a) E = 0, V = 0. • Vì ñiện trường vuông góc (b) E = kq/R2, V = kq/R. r bề mặt nên dV = 0. r + dr (c) E = 0, V = kq/R. • Suy ra bề mặt vật dẫn là (d) E = kq/R2, V = 0. một mặt ñẳng thế. • Câu trả lời ñúng là (c).
Trả lời câu 2 Câu 3 • Điện trường trong một vật dẫn Hai quả cầu dẫn ñiện bán kính R1 và R2 ở xa cân bằng thì bằng không, E = 0. nhau, ñược nối với nhau bằng một dây dẫn • Quả cầu cân bằng là một vật ñẳng thế, gọi V là ñiện thế quả mảnh. Ở trạng thái cân bằng tĩnh ñiện, chúng cầu, ta có: E=0 có ñiện tích Q1 và Q2, ñiện trường trên bề mặt q = CV C = 4πε 0 R E1 và E2, ñiện thế V1 và V2. Câu nào sau ñây là • C là ñiện dung của quả cầu cô ñúng: lập. • Suy ra ñiện thế: q q q V = const (a) Q1 = Q2 (b) E1 = E2 V= = =k C 4πε 0 R R • Câu trả lời ñúng là (c). (c) V1 = V2 (d) Q1V1 = Q2V2 Trả lời câu 3 V2 V Câu 4 • Hai vật dẫn nối với nhau Hai quả cầu dẫn ñiện bán kính R1 và R2 ở xa bằng một dây dẫn trở nhau, ñược nối với nhau bằng một dây dẫn thành một vật dẫn duy mảnh. Ở trạng thái cân bằng tĩnh ñiện, chúng nhất. có ñiện tích Q1 và Q2 = 2Q1. Ta có: • Ở trạng thái cân bằng, vật dẫn ấy là một vật ñẳng (a) R2 = R1 (b) R2 = 21/2R1 thế, do ñó hai quả cầu có cùng một ñiện thế V. (c) R2 = 2R1 (d) R2 = R1/2 • Câu trả lời ñúng là (c). V V1
Trả lời câu 4 Câu 5 • Hai vật dẫn nối với nhau bằng một dây dẫn trở Một vật dẫn cân bằng tĩnh ñiện ñược ñặt trong thành một vật dẫn duy nhất. chân không. Mật ñộ ñiện mặt tại ñiểm M trên • Ở trạng thái cân bằng, vật dẫn ấy là một vật bề mặt vật dẫn là σ. Cường ñộ ñiện trường ở ñẳng thế, do ñó hai quả cầu có cùng một ñiện một vị trí nằm ngoài vật dẫn và sát ñiểm M là: thế: V1 = V2 = V. σ • Hai vật ở xa nhau nên có thể coi là hai quả cầu (a) E = (b) E = σ cô lập, do ñó có ñiện tích cho bởi: ε0 Q1 = C1V = 4πε 0 R1V Q2 = C2V = 4πε 0 R2V σ σ (c) E = (d) E = • Suy ra: 2ε 0 2 Q2 / Q1 = R2 / R1 = 2 Câu trả lời ñúng là (c). Trả lời câu 5 Câu 6 • Khi ở rất gần ñiểm M trên Hai quả cầu kim loại có bán kính lần lượt là 8 E vật dẫn, bề mặt nhỏ quanh cm và 5 cm, ñược nối với nhau bằng một dây M có thể coi như phẳng. dẫn mảnh. Chúng ñược tích ñiện với ñiện tích • Vẽ mặt trụ (S) vuông góc tổng cộng là Q = 13.10−8 (C). Điện thế của hai với mặt phẳng, với mặt ñáy (S) M quả cầu lần lượt là: ñi qua vị trí cần tìm ñiện trường. Điện tích • Điện thông qua (S): (a) V1 = 9000 (V); V2 = 9000 (V) trong (S) Φ = E. A = σ . A ε 0 bằng σA (b) V1 = 6000 (V); V2 = 2000 (V) • A là diện tích ñáy. (c) V1 = 5000 (V); V2 = 5000 (V) • Suy ra: E = σ ε 0 Câu trả lời ñúng là (a). (d) V1 = 9000 (V); V2 = 5000 (V)
Trả lời câu 6 Câu 7 Q2,V • Hai quả cầu có cùng ñiện thế V Đặt một quả cầu kim loại, bán kính R2 = 2R1, vì ñược nối với nhau. R2 ban ñầu chưa tích ñiện, bên cạnh một quả cầu • Nếu ở cách xa nhau thì ñiện kim loại bán kính R1, tích ñiện Q. Điện tích tích của chúng là: xuất hiện ở hai bên quả cầu bán kính R2 là Q’ Q1 = 4πε 0 R1V Q2 = 4πε 0 R2V và –Q’. Ta có: • Suy ra: Q = Q1 + Q2 = 4πε 0 ( R1 + R2 )V R1 (a) Q’ < Q (b) Q’ = Q • Vậy: Q V= = 9.103 (V ) 4πε 0 ( R1 + R2 ) Q1,V (c) Q’ > Q (d) Q’ = 4Q • Câu trả lời ñúng là (a). Trả lời câu 7 Trả lời câu 7 (tt) • Điện tích âm −Q’ bị hút về • Vẽ mặt kín (S) có hai ñáy phía ñối ñiện vật dẫn 1. nằm trong hai vật dẫn, gần • Ban ñầu vật dẫn 2 trung Qa hai lớp ñiện tích Qa và –Q’, hòa nên ở phía bên kia sẽ và mặt bên là hình bao của E có ñiện tích dương Q’. Qa tất cả các ñường sức ñi từ • Trên vật 1 một phần ñiện E Qa ñến –Q’. tích Qa tập trung về phía ñối diện vật 2. Đường sức −Q’ • Điện thông qua (S) bằng −Q’ xuất phát từ các ñiện tích không: này tận cùng trên −Q’. Φ = 0 = (Qa − Q′) ε 0 • Đường sức xuất phát từ các • Suy ra: Q’ = Qa < Q. ñiện tích còn lại ñi ra vô • Câu trả lời ñúng là (a). cùng. Q’ Q’
Câu 8 Trả lời câu 8 Vật dẫn cân bằng tĩnh ñiện có tính chất sau: • Điện trường trong vật dẫn bằng không, còn trên bề mặt thì tỷ lệ với mật ñộ ñiện tích σ. (a) Điện trường tại mọi ñiểm của vật dẫn ñều • Điện tích trên mặt ngoài lại phân bố không bằng nhau. ñều, tập trung ở chỗ nhô cao, nhọn. (b) Điện tích chỉ phân bố thành một lớp mỏng • Đối với vật dẫn rỗng thì mặt trong (bao quanh ở mặt trong của vật dẫn rỗng. phần rỗng) chỉ tích ñiện khi ta ñưa ñiện tích (c) Điện tích chỉ phân bố nhiều ở mặt lõm của ngoài vào bên trong phần rỗng. vật dẫn. • Câu trả lời ñúng là (d). (d) Điện tích chỉ phân bố thành một lớp mỏng ở mặt ngoài của vật dẫn. Câu 9 Trả lời câu 9 Một vật dẫn khi nối ñất bằng một dây dẫn ñã • Trái ñất là một vật dẫn rất lớn, coi như lớn vô nhận thêm electron từ ñất. Trước khi nối ñất hạn, vì thế có ñiện thế bằng không. vật dẫn ñã có: • Khi vật ñược nối ñất, nếu có chênh lệch về ñiện thế thì dòng ñiện sẽ ñi từ nơi có ñiện thế (a) một ñiện thế âm. cao hơn ñến nơi có ñiện thế thấp hơn. (b) một ñiện thế dương. • Chiều của dòng electron thì ngược lại, từ ñiện (c) một ñiện thế bằng không. thế thấp ñến ñiện thế cao. (d) các khẳng ñịnh trên ñều sai. • Do ñó vật phải có ñiện thế cao hơn ñất, tức là ñiện thế dương. • Câu trả lời ñúng là (b).
Câu 10 Trả lời câu 10 Đặt quả cầu kim loại, bán kính R1, ñiện tích Q • Lớp ñiện tích âm −Q’ bị hút E = 0 trên (S) > 0 vào trong lòng một quả cầu kim loại rỗng, về mặt trong của quả cầu Q’ bán kính mặt trong R2 = 2R1, không tích ñiện. rỗng. Điện tích xuất hiện ở mặt trong và mặt ngoài • Vì vật trung hòa ñiện nên ở mặt ngoài có lớp ñiện tích quả cầu rỗng là −Q’ và Q’. Ta có: −Q’ dương Q’. Q • Vẽ mặt kín (S) nằm trong (a) Q’ > Q (b) Q’ = Q vật dẫn, nằm gần mặt trong. • Điện thông qua (S) bằng (S) không: Φ = (Q − Q′) ε 0 = 0 (c) Q’ < Q (d) Q’ = 4Q • Suy ra: Q’ = Q. • Câu trả lời ñúng là (b). Câu 11 Trả lời câu 11 Nạp ñiện cho một tụ ñiện phẳng, ở giữa hai • Năng lượng tụ ñiện tỷ lệ nghịch với ñiện dung: bản là không khí, cho ñến khi năng lượng của 1 1 Q2 U = Q∆V = tụ ñiện bằng U1. Ngắt tụ ñiện ra khỏi nguồn 2 2C nạp rồi ñưa hai bản ra xa nhau thì năng lượng • Khi ngắt nguồn thì ñiện tích bản không thay ñổi: là U2. So sánh ta có: Q = const. • Khi ñưa hai bản ra xa nhau thì ñiện dung của tụ (a) U2 = U1 (b) U2 > U1 ñiện phẳng giảm, vì nó tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản. (b) U2 < U1 (d) Một kết quả khác. • Vậy khi thực hiện các thay ñổi trên thì năng lượng tụ ñiện tăng. • Câu trả lời ñúng là (b).
Câu 12 Trả lời câu 12 Năng lượng ñiện trường của ñiện tích Q1 > 0 là • Mật ñộ năng lượng ñiện trường của từng ñiện U1, của ñiện tích Q2 < 0 là U2. Năng lượng của tích: hệ hai ñiện tích Q1 và Q2 là: 1 1 u1 = ε 0 E12 u2 = ε 0 E22 2 2 (a) U = U1 + U2 • và của hệ: u = ε 0 (E1 + E2 ) = ε 0 E12 + ε 0 E12 + ε 0 E1.E2 (b) U = U1 − U2 1 2 1 1 (c) U = U1 . U2 2 2 2 u = u1 + u2 + 2ε 0 E1.E2 (d) Một kết quả khác. • Câu trả lời ñúng là (d). Câu 13 Trả lời câu 13 Điện tích −Q’ phân bố Một quả cầu kim loại ñược nối ñất, một vật ñều trên quả cầu mang ñiện dương ñược ñưa lại gần quả cầu. Nếu ngắt dây nối ñất, sau ñó ñưa vật mang ñiện dương ra xa quả cầu thì: −Q’ Q (a) quả cầu sẽ trung hòa ñiện. (b) quả cầu sẽ tích ñiện âm. Hệ quả cầu và trái ñất quá lớn nên (c) quả cầu sẽ tích ñiện dương. mật ñộ ñiện tích dương ở mặt bên (d) quả cầu sẽ tích ñiện nhưng không thể xác kia quả cầu có thể coi như bằng ñịnh ñược các cực. không.
Trả lời câu 13 (tt) Câu 14 • Điện tích âm −Q’ trong quả cầu sẽ tập trung ở Đặt lần lượt một vật dẫn và một vật cách ñiện phía gần vật mang ñiện dương. vào một ñiện trường ngoài có cường ñộ E0. • Hệ (quả cầu + ñất) trung hòa nên ñiện tích Khi ñó: dương Q’ sẽ phân bố trong phần còn lại. Nhưng hệ quá lớn nên hầu như không có ñiện tích dương nào ở phía bên kia quả cầu. (a) ñiện trường trong vật dẫn bằng không. • Sau khi ngắt dây, ñiện tích âm −Q’ bị cô lập (b) ñiện trường trong vật cách ñiện có cường trên quả cầu. Khi không còn bị hút bởi vật ñộ E thỏa: 0 < E < E0. mang ñiện dương nữa thì chúng sẽ phân bố (c) ñiện trường trong cả hai vật bằng không. ñều trên bề mặt quả cầu. (d) (a) và (b) ñúng. • Câu trả lời ñúng là (b). Trả lời câu 14 Câu 15 • Ta ñã biết: Xét một quả cầu kim loại cô lập, tích ñiện. • Điện trường trong vật dẫn cân bằng luôn luôn Nhúng quả cầu vào trong một chất lỏng ñiện bằng không. môi có hằng số ñiện môi ε. Ta có: • Các lớp ñiện tích phân cực tạo một ñiện trường ngược chiều với trường ngoài nên ñiện trường (a) ñiện thế quả cầu không thay ñổi. toàn phần trong ñiện môi nhỏ hơn ñiện trường (b) ñiện thế quả cầu giảm. ngoài. (c) ñiện thế quả cầu tăng. • Câu trả lời ñúng là (d). (d) ñiện tích quả cầu giảm.
Trả lời câu 15 Câu 16 Mặt ñẳng • Điện môi có mặt giới hạn thế của E0 Khi ñặt một thanh ñiện môi vào trong một ñiện trùng với các mặt ñẳng trường ñều, có ñường sức song song với thanh thế của ñiện trường ngoài. thì một trong hai ñầu thanh xuất hiện: • Do ñó ñiện trường giảm ε lần. • Điện thế tại một ñiểm M (a) ñiện tích dương. trên bề mặt quả cầu cũng E = E0/ε (b) các ion dương. giảm ε lần: ∞ (c) ñiện tích của các phân tử. ∞ E0 V0 E0 V = ∫ E.dr = ∫ .dr = (d) (a) và (c) ñúng. M M ε ε • Câu trả lời ñúng là (b). Trả lời câu 16 Câu 17 • Khi ñặt ñiện môi trong Một tụ ñiện phẳng ñược lấp ε1 ñiện trường ngoài, các − + − + ñầy bởi hai ñiện môi như dipole trong ñiện môi sẽ hình vẽ. So sánh ñộ lớn của − + − + ñịnh hướng theo chiều vectơ cảm ứng ñiện trong hai E0 ñiện trường. − + − + ñiện môi ta có: • Trên hai mặt ñiện môi sẽ − + − + ε2 xuất hiện các lớp ñiện (a) D1 = D2 tích liên kết, là ñiện tích (b) ε1D1 = ε2D2 thuộc các phân tử. Lớp ñiện tích dương (c) ε1D2 = ε2D1 • Câu trả lời ñúng là (d). trong các phân tử (d) (ε1 − 1)D2 = (ε2 − 1)D1
Trả lời câu 17 Trả lời câu 17 (tt) • Trên mặt phân cách hai ε1 • Điện trường trong ñiện môi giảm ε lần so với ñiện môi ta có: E1t = E2t. ñiện trường trong chân không: • Vì ñiện trường có phương E1 E E E1 = 0 E2 = 0 song song tiếp tuyến nên: t ε1 ε2 E1 = E2. E2 • Suy ra: • Đổi qua cảm ứng ñiện ta ε2 có: ε1E1 = ε 2 E2 ⇒ D1 = D2 D1 D = 2 ⇒ ε 2 D1 = ε1D2 • Câu trả lời ñúng lại là (a)? ε 0ε1 ε 0ε 2 • Câu trả lời ñúng là (c). Câu 18 Trả lời câu 18 Một tụ ñiện phẳng ñược lấp ε1 • Năng lượng ñiện trường trong hai nửa tụ ñiện: ñầy bởi hai ñiện môi như 1 1 hình vẽ. So sánh năng lượng U1 = ε 0ε1E12Ω1 U 2 = ε 0ε 2 E22Ω 2 2 2 ñiện trường trong hai ñiện môi ta có: • Nhưng E1 = E2 và Ω1 = Ω2 nên: U1 ε 1 = ⇒ ε 2U1 = ε1U 2 ε2 U2 ε2 (a) U1 = U2 (b) ε1U1 = ε2U2 • Câu trả lời ñúng là (c). (c) ε1U2 = ε2U1 (d) (ε1 − 1)U2 = (ε2 − 1)U1
Câu 19 Trả lời câu 19 Một tụ ñiện phẳng ñược lấp ε1 ε2 • Trên mặt phân cách hai ñiện ε1 ε2 ñầy bởi hai ñiện môi như môi ta có: D1n = D2n. hình vẽ. So sánh ñộ lớn của • Vì vectơ cảm ứng ñiện D1 D2 vectơ cường ñộ ñiện trường trường song song với pháp trong hai ñiện môi ta có: n tuyến nên: D1 = D2. • Đổi qua ñiện trường ta có: (a) E1 = E2 ε 0ε1E1 = ε 0ε 2 E2 ⇒ ε1E1 = ε 2 E2 (b) ε1E1 = ε2E2 (c) ε1E2 = ε2E1 • Câu trả lời ñúng là (b). (d) (ε1 − 1)E2 = (ε2 − 1)E1 Trả lời câu 19 (tt) Câu 20 • Điện trường trong ñiện môi giảm ε lần so với Một tụ ñiện phẳng ñược lấp ε1 ε2 ñiện trường trong chân không: ñầy bởi hai ñiện môi như E E hình vẽ. So sánh năng lượng E1 = 0 E2 = 0 ñiện trường trong hai ñiện ε1 ε2 môi ta có: • Suy ra: ε1E1 = ε 2 E2 (a) U1 = U2 (b) ε1U1 = ε2U2 • Câu trả lời ñúng là (b). (c) ε1U2 = ε2U1 (d) (ε1 − 1)U2 = (ε2 − 1)U1
Trả lời câu 20 Bảng trả lời • Năng lượng ñiện trường trong hai nửa tụ ñiện: Câu Trả lời Câu Trả lời Câu Trả lời Câu Trả lời 1 1 U1 = ε 0ε1E12Ω1 U 2 = ε 0ε 2 E22Ω 2 1 c 6 a 11 b 16 d 2 2 • Nhưng ε1E1 = ε2E2 và Ω1 = Ω2 nên: 2 c 7 a 12 d 17 c 2 2 3 c 8 d 13 b 18 c U1 ε1  E1  ε1  ε 2  ε 2 =   =   = U 2 ε 2  E2  ε 2  ε 1  ε 1 4 c 9 b 14 d 19 b • Câu trả lời ñúng là (b). 5 a 10 b 15 b 20 b