
PHẠM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 1
Bài 1.
a. Tính cường độ điện trường tại một điểm M do lưỡng cực điện với momen lưỡng cực điện
bằng
p
gây ra. Khoảng cách từ M đến lưỡng cực điện là r>>
l
, trong đó
l
là khoảng cách giữa
hai điện tích trong của lưỡng cực điện. Hãy xác định điện thế tại M.
b.Tìm phương trình của các đường sức điện của lưỡng cực điện
trong hệ tọa độ cực.
c. Tìm lực tương tác và thế năng giữa hai lưỡng cực điện
12
,pp
trong trường hợp hai lưỡng cực điện đặt cùng chiều và cách
nhau một khoảng d.
Bài 2. Trong một tấm phẳng rộng vô hạn có độ dày 2d, mật độ điện tích khối
biến thiên theo
quy luật
0
x
d
=
(-d<x<d), trong đó x là trục vuông góc với tấm phẳng. Trên tấm phẳng này có
một khe nhỏ dọc theo trục x, bên trong khe có một lưỡng cực điện khối lượng m và momen
lưỡng cực điện
p
. Tính chu kì của các dao động nhỏ (tịnh tiến) của lưỡng cực dọc theo trục
Ox.Coi điện trường trong khe hẹp bằng cường độ điện trường trong tấm điện môi ở cùng một
tọa độ x
Bài 3. Với sự phân bố của mật độ điện tích mặt
()
trên mặt cầu bán kính
R như thế nào để điện trường bên trong quả cầu là điện trường đều và bằng
0
E
? Khi đó điện trường bên ngoài quả cầu
E
do nó gây ra bằng bao nhiêu?
Bài 4. Một sợi dây bằng đồng rất dài đặt trong điện trường đều
0
E
. Biết
0
E
vuông góc trục dây
đồng. Tìm sự phân bố điện tích mặt trên dây đồng
()
.
Bài 5. Đặt một quả cầu dẫn điện nhưng chưa tích điện vào trong điện trường đều
0
E
. Hãy tìm
trên mặt cầu những điểm mà tại đó :
a. Điện trường có giá trị tuyệt đối không đổi.
b. Điện trường có giá trị tuyệt đối tăng gấp đôi.
BÀI TẬP LƯỠNG CỰC ĐIỆN

PHẠM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 2
Bài 6. Một quả cầu 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 gần sát mặt cầu thay đổi như
thế nào?
b. Hãy xác định các điểm trong không gian sao cho ở đó điện trường
0
0
2;
3
E
E
Bài 7. Hai quả cầu 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 khoảng cách
giữa hai tâm hai quả cầu là r (r>>a).
a. Lập biểu thức tính mật độ điện mặt cảm ứng trên mỗi quả cầu?
Tìm độ lớn và chiều lực tương tác giữa hai quả cầu trong hai trường hợp :
b.
0
E
song song với đường nối tâm hai quả cầu.(1.29)
c.
0
E
vuông góc với đường nối tâm hai quả cầu.(1.30)
Bài 8. Một thanh trụ kim loại tích điện q, được bao quanh một vỏ hình trụ kim loại cùng chiều
dài và đặt đồng trục mang điện tích -2q. Hãy xác định sự phân bố điện tích q tại:
a.Mặt trong vỏ trụ kim loại.
b.Mặt ngoài vỏ trụ kim loại.
Coi chiều dài thanh trụ và vỏ trụ rất lớn so với các bán kính của chúng.
Bài 9. Đoạn dây AB thẳng, tích điện đều, mật độ điện dài
> 0. Chọn
V
= 0.
1- Xác định vectơ cường độ điện trường
E
và điện thế V tại:
a. Điểm O cách dây một đoạn h, nhìn AB dưới góc
21
và
.
b. Điểm M trên đường trung trực của dây, cách dây một đoạn h.
c. Điểm N rất gần dây (khoảng cách h rất nhỏ so với độ dài AB).
d. Điểm P trên đường AB kéo dài.
2- Tính công của lực điện khi 1 hạt anpha di chuyển dọc theo đường trung trực của dây từ
khoảng cách h1 đến h2 (h2 > h1). Biết AB có độ dài 2L.
Bài 10. Tán xạ ion của một nguyên tử trung hòa
Một ion có khối lượng m, điện tích Q, chuyển động với vận tốc ban đầu phi tương đối tính
0
v
ở
rất xa, đi vào vùng không gian lân cận của một nguyên tử trung hòa có khối lượng
Mm
và có
hệ số phân cực điện
. Thông số va chạm là
b
như hình vẽ.

PHẠM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 3
Nguyên tử bị phân cực bởi dưới tác dụng của điện trường của ion. Khi đó, nguyên tử trở thành
một lưỡng cực điện có momen lưỡng cực
pE
=
. Bỏ qua sự
mất mát năng lượng do bức xạ trong quá trình này; p=2aq, r>>a
1. Tính cường độ điện trường
p
E
tại điểm cách lưỡng cực một
khoảng r, hướng dọc theo phương
p
.
2. Tìm biểu thức của lực
f
do nguyên tử phân cực tác dụng lên
ion. Chứng tỏ rằng lực này luôn là lực hút bất kể dấu điện tích
của ion.
3. Tính thế năng tương tác của hệ ion – nguyên tử trên đây theo
,
Q
và r.
4. Tính khoảng cách ngắn nhất
min
r
giữa nguyên tử và ion.
5. Nếu thông số va chạm
b
luôn nhỏ hơn một giá trị tới hạn
0
b
, ion sẽ chuyển động theo đường
xoắn ốc tới nguyên tử. Trong trường hợp như vậy, ion sẽ bị trung hòa, còn nguyên tử sẽ tích điện.
Quá trình này được gọi là tương tác “trao đổi điện tích”. Tiết diện tán xạ
2
0
Ab
=
của va chạm
trao đổi điện tích này bằng bao nhiêu?
Bài 11. Lưỡng cực điện nằm trong điện trường đều. Góc hợp bởi hai vectơ
mô men lưỡng cực
e
p
=3,2.10-10Cm và
E
= 103V/m là
=600. Tính công
cần thiết để xoay lưỡng cực điện 1800.
Bài 12.Trong mặt phẳng Oxy người ta đặt cố định tại gốc tọa độ O một
lưỡng cực điện có momen lưỡng cực
p
. Véc tơ
p
nằm trên trục Ox và hướng theo chiều dương
của Ox( hình vẽ). Một hạt nhỏ có khối lượng m, tích điện q chuyển động ở vùng xa gốc O trong
mặt phẳng Oxy dưới tác dụng của điện trường gây bởi lưỡng cực. Bỏ qua tác dụng của trọng lực
và lực cản. Xét chuyển động của hạt trong hệ tọa độ cực. Vị trí hạt
ở thời điểm t được xác định bởi véc tơ
r OM=
và góc
( , )OM p
=
.
1. Chứng minh rằng chuyển động của 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 của hạt.
2. Biết tại thời điểm t=0 hạt ở vị trí M0 có r(0)=r0;
0
(0)
=
; r’(0)=r0’;
0
'(0) '
=
. Hãy xác định
khoảng cách r(t) từ hạt tới gốc O theo t.
3. Tìm các điều kiện để hạt chuyển động theo quỹ đạo là cung tròn tâm O bán kính r0. Tính chu
kì và tốc độ góc cực đại của hạt. Mô tả chuyển động của hạt trong hai trường hợp: q>0 và q<0.

PHẠM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 4
Cho
/2
0
2,62
cos
d
Bài 13. Một lưỡng cực được đặt tại một điểm có tọa độ Descartes (x, y, z) trong trường hợp
(x)ex
EE=
Nhờ mô hình nhóm đôi và biểu thức của nó, hãy tính lực tác dụng lên lưỡng cực khi:
a.
p
song song với
x
e
b.
p
vuông góc với
x
e
Bài 14. Trong mẫu này, một nguyên tử hydro được biểu din bằng một hạt nhân có điện tích
e
chiếm một khối cầu bán kính R, ở bên trong khối cầu có điện tích
e
được phân bố đều. Electron
có điện tích
e−
, có khả năng vận động ở bên trong khối cầu tích điện dương.
a.Electron vận động trong quả cầu có bán kính R chịu lực nào? Vị trí cân bằng của nó ở đâu?
b.Bản chất quỹ đạo của electron, giả thiết nằm trong khối cầu là gì? Tìm giá trị trung bình của
mômen lưỡng cực của nguyên tử này?
c.Đặt một trường
0
E
lên nguyên tử này, hạt nhân được giả thiết đứng yên. Nếu electron vẫn cn
ở bên trong quả cầu bán kính R, thì có những thay đổi gì đối với các kết quả trên do có trường
đặt vào? Đặc biệt chứng tỏ rằng momen lưỡng cực trung bình có dạng
0
0
pE
=
, trong đó α
gọi là hệ số phân cực của nguyên tử. Hỏi thứ nguyên của α? Cỡ lớn của nó?
d.Với giá trị nào của trường ngoài thì nguyên tử này sẽ bị ion hóa?
Bài 15. Một quả cầu tâm O bán kính R mang mật độ điện mặt
0cos
=
. Hãy xác định điện
trường và điện thế tạo ra bởi phân bố này ở bên trong và bên ngoài quả
cầu (chọn V = 0 ở O). Bình luận đặc tính của trường tại r = R.
Ch dn: Ta sẽ sử dụng sự tương đương giữa phân bố này và sự chồng
chất của hai phân bố điện tích tương ứng với hai khối cầu tích điện đều
−
và
+
, có bán kính R, có các tâm
1
O
và
2
O
trên trục Oz, và lần lượt
có các hoành độ là
a−
và
a+
ở giới hạn
a
tiến tới O với
0
a cte
==
.
Bài 16. Tính số hạng đầu tiên khác 0 của điện thế tạo ra ở khoảng cách
lớn bởi phân bố ba điện tích được mô tả trên sơ đồ dưới đây.
Bài 17. Bốn điện tích được bố trí trong mặt phẳng xOy: q tại (a,0) và tại (-a,0); -q tại (0,a) và tại
(0,-a). Hãy tính điện trường tạo ra bởi phân bố điện tích với r ≫ a, và r ≪ a, trong mặt phẳng
xOy. (Ta sẽ giới hạn ở các số hạng đầu tiên khác 0 của sự khai triển).

PHẠM VŨ KIM HOÀNG-PTNK-ĐHQG TP HCM 5
Bài 18. Cho một vng trn trục Oz mang mật độ điện dài
q
a
=
nếu x >
0 và
q
a
=−
nếu x < 0. Hãy tính điện trường tạo ra bởi phân bố điện tích
trên tại một điểm M, nằm trong mặt phẳng của vng trn nhưng ở rất xa
vng tròn này (r ≫ a)
Bài 19. Một cái vng có bán kính R, mang mật độ điện dài đều
.
a.Hãy tính điện trường tnh điện tạo ra bởi vng ở trên trục của nó, cng như ở lân cận trục này.
b.Những tác dụng cơ học nào do vng đặt vào lưỡng cực? Hãy đưa ra ba phương pháp để thực
hiện phép tính này.
c.Từ đây về sau, ta lấy
0
=
. Lưỡng cực có thể trượt
không ma sát trên trục nằm ngang. Hãy xác định vị trí
cân bằng hay các vị trí cân bằng. Biện luận tính bền
của chng và tính chu k của các dao động nhỏ của
lưỡng cực, khối lượng m, nếu có dọc theo trục.
Bài 20. Cho một lưỡng cực
1
p
ở điểm O và một lưỡng cực
2
p
ở điểm M
()OM r=
. Lưỡng cực
1
p
tạo ra trường tnh điện
1
E
, lưỡng cực
2
p
tạo ra trường tnh điện
2
E
.
a.Hỏi giữa hai lưỡng cực có thế năng tương tác nào?
b.
1
p
tác dụng lên
2
p
lực nào?
HƯỚNG 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 với véc
tơ bán kính
r
). Điện trường tương ứng của chúng tại điểm A:
33
22
;
pp
EE
rr
⊥
⊥
= = −
Gọi góc
giữa véc tơ
r
và đường sức điện trường được xác
định bởi công thức :
( )
1
tan tan ; ,
22
Ep pp
Ep
⊥⊥
= = = =
c.
12
4
6pp
Fd
=

