PHM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 1
Bài 1.
a. Tính cường độ điện trường ti một điểm M do lưỡng cực điện với momen lưỡng cực điện
bng
p
gây ra. Khong cách t M đến lưỡng cực điện là r>>
l
, trong đó
l
là khong cách gia
hai điện tích trong của lưỡng cực điện. Hãy xác định điện thế ti M.
b.Tìm phương trình của các đường sức điện của lưỡng cực điện
trong h tọa độ cc.
c. Tìm lực tương tác và thế năng giữa hai lưỡng cực điện
12
,pp
trong trường hợp hai lưỡng cực điện đặt cùng chiu và cách
nhau mt khong d.
Bài 2. Trong mt tm phng rng vô hạn có độ dày 2d, mật độ đin tích khi
biến thiên theo
quy lut
0
x
d

=
(-d<x<d), trong đó x là trục vuông góc vi tm phng. Trên tm phng này có
mt khe nh dc theo trc x, bên trong khe có một lưỡng cực điện khối lượng m và momen
ng cực điện
p
. Tính chu kì của các dao động nh (tnh tiến) ca lưỡng cc dc theo trc
Ox.Coi điện trường trong khe hp bằng cường độ điện trường trong tấm điện môi cùng mt
tọa độ x
Bài 3. Vi s phân b ca mật độ đin tích mt
()

trên mt cu bán kính
R như thế nào để điện trường bên trong qu cầu là điện trường đều và bng
0
E
? Khi đó điện trường bên ngoài qu cu
E
do nó gây ra bng bao nhiêu?
Bài 4. Mt si dây bằng đồng rất dài đặt trong điện trường đều
0
E
. Biết
0
E
vuông góc trc dây
đồng. Tìm s phân b đin tích mặt trên dây đồng
()

.
Bài 5. Đặt mt qu cu dẫn điện nhưng chưa tích điện vào trong điện trường đều
0
E
. Hãy tìm
trên mt cu những điểm mà tại đó :
a. Điện trường có giá tr tuyệt đối không đổi.
b. Điện trường có giá tr tuyệt đối tăng gấp đôi.
BÀI TẬP LƯỠNG CỰC ĐIỆN
PHM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 2
Bài 6. Mt qu cu kim loại chưa tích điện bán kính R, được đặt vào trong
điện trường đều
0
E
(như hình 1.26)
a.Cường độ điện trường tại các điểm A,B,C,D gn sát mt cầu thay đổi như
thế nào?
b. Hãy xác định các điểm trong không gian sao cho đó điện trường
0
0
2;
3
E
E
Bài 7. Hai qu cu kim loại có cùng bán kính a, ban đầu chưa tích điện.
Sau đó đưa hai quả cầu vào trong điện trường đều
0
E
sao cho khong cách
gia hai tâm hai qu cu là r (r>>a).
a. Lp biu thc tính mật độ đin mt cm ng trên mi qu cu?
Tìm độ ln và chiu lực tương tác giữa hai qu cu trong hai trường hp :
b.
0
E
song song với đường ni tâm hai qu cu.(1.29)
c.
0
E
vuông góc với đường ni tâm hai qu cu.(1.30)
Bài 8. Mt thanh tr kim loại tích điện q, được bao quanh mt v hình tr kim loi cùng chiu
dài và đặt đồng trục mang điện tích -2q. Hãy xác định s phân b đin tích q ti:
a.Mt trong v tr kim loi.
b.Mt ngoài v tr kim loi.
Coi chiu dài thanh trv tr rt ln so vi các bán kính ca chúng.
Bài 9. Đon dây AB thẳng, tích điện đều, mật độ đin dài
> 0. Chn
V
= 0.
1- Xác định vectơ cường độ điện trường
E
và điện thế V ti:
a. Điểm O cách dây một đoạn h, nhìn AB dưới góc
21
.
b. Điểm M trên đường trung trc ca dây, cách dây một đoạn h.
c. Điểm N rt gn dây (khong cách h rt nh so với đ dài AB).
d. Điểm P trên đường AB kéo dài.
2- Tính công ca lực điện khi 1 ht anpha di chuyn dọc theo đường trung trc ca dây t
khong cách h1 đến h2 (h2 > h1). Biết AB có độ dài 2L.
Bài 10. Tán x ion ca mt nguyên t trung hòa
Mt ion có khối lượng m, đin tích Q, chuyển động vi vn tốc ban đầu phi tương đối tính
0
v
rất xa, đi vào vùng không gian lân cận ca mt nguyên t trung hòa có khối lượng
Mm
và có
h s phân cc điện
. Thông s va chm
b
như hình vẽ.
PHM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 3
Nguyên t b phân cc bởi dưới tác dng ca điện trường của ion. Khi đó, nguyên tử tr thành
một lưỡng cực điện momen ng cc
pE
=
. B qua s
mất mát năng lượng do bc x trong quá trình này; p=2aq, r>>a
1. Tính cường độ điện trường
p
E
tại điểm cách lưỡng cc mt
khoảng r, hướng dọc theo phương
p
.
2. Tìm biu thc ca lc
f
do nguyên t phân cc tác dng lên
ion. Chng t rng lc này luôn là lc hút bt k dấu điện tích
ca ion.
3. Tính thế năng tương tác của h ion nguyên t trên đây theo
,
Q
và r.
4. Tính khong cách ngn nht
min
r
gia nguyên t và ion.
5. Nếu thông s va chm
b
luôn nh hơn mt giá tr ti hn
0
b
, ion s chuyển động theo đường
xon c ti nguyên tử. Trong trường hợp như vậy, ion s b trung hòa, còn nguyên t s tích điện.
Quá trình này đưc gọi tương tác “trao đổi điện tích”. Tiết din tán x
2
0
Ab
=
ca va chm
trao đổi điện tích này bng bao nhiêu?
Bài 11. Lưỡng cực điện nằm trong điện trường đều. Góc hp bởi hai vectơ
mô men lưỡng cc
e
p
=3,2.10-10Cm
E
= 103V/m
=600. Tính công
cn thiết để xoay lưỡng cc đin 1800.
Bài 12.Trong mt phẳng Oxy người ta đặt c định ti gc tọa độ O mt
ng cực điện có momen lưỡng cc
p
. Véc
p
nm trên trc Ox và hướng theo chiều dương
ca Ox( hình v). Mt ht nh có khối lượng m, tích đin q chuyển động vùng xa gc O trong
mt phẳng Oxy dưới tác dng của điện trường gây bởi lưỡng cc. B qua tác dng ca trng lc
lc cn. Xét chuyển động ca ht trong h tọa độ cc. V trí ht
thời điểm t được xác định bởi véc tơ
r OM=
và góc
( , )OM p
=
.
1. Chng minh rng chuyển động ca hạt tuân theo các phương trình
vi phân sau:
2
2
0
20
sin
( ')' (1)
4
2
' '' (2)
qp
rmr
W
r rr m

=
+=
Trong đó
0
W
là năng lượng ban đầu ca ht.
2. Biết ti thời điểm t=0 ht v trí M0 r(0)=r0;
0
(0)

=
; r’(0)=r0’;
0
'(0) '

=
. Hãy xác đnh
khong cách r(t) t ht ti gc O theo t.
3. Tìm các điều kiện để ht chuyển động theo qu đạo là cung tròn tâm O bán kính r0. Tính chu
kì và tốc độ góc cực đại ca ht. Mô t chuyển động ca hạt trong hai trường hp: q>0 và q<0.
PHM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 4
Cho
/2
0
2,62
cos
d
Bài 13. Một lưỡng cực được đt ti một điểm có tọa độ Descartes (x, y, z) trong trưng hp
(x)ex
EE=
Nh mô hình nhóm đôi và biu thc ca nó, hãy tính lc tác dng lên lưỡng cc khi:
a.
p
song song vi
x
e
b.
p
vuông góc vi
x
e
Bài 14. Trong mu này, mt nguyên t hydro được biu din bng mt ht nhân có đin tích
e
chiếm mt khi cu bán kính R, bên trong khi cu có đin tích
e
đưc phân b đều. Electron
có đin tích
e
, có kh năng vận động bên trong khi cu tích điện dương.
a.Electron vận động trong qu cu có bán kính R chu lc nào? V trí cân bng ca nó đâu?
b.Bn cht qu đạo ca electron, gi thiết nm trong khi cu là gì? Tìm giá tr trung bình ca
mômen lưỡng cc ca nguyên t này?
c.Đặt một trường
0
E
lên nguyên t này, hạt nhân được gi thiết đứng yên. Nếu electron vn cn
bên trong qu cu bán kính R, thì có những thay đi gì đối vi các kết qu trên do có trường
đặt vào? Đặc bit chng t rng momen ng cc trung bình có dng
0
0
pE

=
, trong đó α
gi là h s phân cc ca nguyên t. Hi th nguyên ca α? C ln ca nó?
d.Vi giá tr nào của trưng ngoài thì nguyên t này s b ion hóa?
Bài 15. Mt qu cu tâm O bán kính R mang mật đ đin mt
0cos
=
. Hãy xác định điện
trường và đin thế to ra bi phân b này bên trong và bên ngoài qu
cu (chn V = 0 O). Bình luận đặc tính của trường ti r = R.
Ch dn: Ta s s dng s tương đương giữa phân b này và s chng
cht ca hai phân b đin tích tương ng vi hai khi cu tích điện đu
và
+
, có bán kính R, có các tâm
1
O
và
2
O
trên trc Oz, và lần lượt
có các hoành độ là
a
và
a+
gii hn
a
tiến ti O vi
0
a cte

==
.
Bài 16. Tính s hạng đầu tiên khác 0 của điện thế to ra khong cách
ln bi phân b ba điện tích được mô t trên sơ đồ i đây.
Bài 17. Bốn điện tích được b trí trong mt phng xOy: q ti (a,0) và ti (-a,0); -q ti (0,a) và ti
(0,-a). Hãy tính điện trường to ra bi phân b đin tích vi r a, và r a, trong mt phng
xOy. (Ta s gii hn các s hạng đầu tiên khác 0 ca s khai trin).
PHM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 5
Bài 18. Cho mt vng trn trc Oz mang mật độ đin dài
q
a
=
nếu x >
0 và
q
a
=−
nếu x < 0. Hãy tính điện trường to ra bi phân b đin tích
trên ti một điểm M, nm trong mt phng ca vng trn nhưng ở rt xa
vng tròn này (r a)
Bài 19. Mt cái vng có bán kính R, mang mật độ đin dài đều
.
a.Hãy tính điện trưng tnh điện to ra bi vng trên trc ca nó, cng như ở lân cn trc này.
b.Nhng tác dụng hc nào do vng đặt vào lưỡng cc? Hãy đưa ra ba phương pháp để thc
hin phép tính này.
c.T đây về sau, ta ly
0
=
. Lưỡng cc có th trượt
không ma sát trên trc nm ngang. Hãy xác định v trí
cân bng hay các v trí cân bng. Bin lun tính bn
ca chng và tính chu k ca các dao động nh ca
ng cc, khối lượng m, nếu có dc theo trc.
Bài 20. Cho một lưỡng cc
1
p
đim O và một lưỡng cc
2
p
đim M
()OM r=
. Lưỡng cc
1
p
tạo ra trường tnh điện
1
E
, lưỡng cc
2
p
tạo ra trường tnh điện
2
E
.
a.Hi giữa hai lưỡng cc có thế ng tương tác nào?
b.
1
p
tác dng lên
2
p
lc nào?
NG DẪN VÀ ĐÁP SỐ
Bài 1.
a.
53
3( . )p r r p
Err
=−
b.Phân tích véc tơ
p p p
=+
(song song và vuông góc vi véc
tơ bán kính
r
). Điện trường tương ứng ca chúng tại điểm A:
33
22
;
pp
EE
rr
= =
Gi góc
giữa véc tơ
r
và đường sức điện trường được xác
định bi công thc :
( )
1
tan tan ; ,
22
Ep pp
Ep
⊥⊥
= = = =
c.
12
4
6pp
Fd
=