C D NG BÀI T P CH NG I ƯƠ
I. L C ĐI N TR NG ƯỜ
D ng 1: Tìm l c, h p l c tác d ng lên m t đi n tích đi m.
Bài 1 : Hai v t nh gi ng nhau, m i v t th a m t electron. Tìm kh i l ng m i v t đ l c tĩnh đi n b ng l c ượ
h p d n ?
Bài 2 : Hai v t nh mang đi n tích đ t trong không khí cách nhau R = 1m, đ y nhau b ng l c F = 1,8N. Đi n
tích t ng c ng c a hai v t là Q = 3.10 -5C. Tính đi n tích c a m i v t?
Bài 3: Hai b i trong không khí cách nhau m t đo n R = 3cm m i h t mang đi n t ích q = -9,6.10 -13C.
a. Tính l c tĩnh đi n gi a hai đi n tích.
b. Tính s electron d trong m i h t b i, bi t đi n tích c a electron là e = -16.10 ư ế -19C.
ĐS: a. 9,216.1012N. b. 6.106
Bài 4: Hai đi n tích đi m b ng nhau đ c đ t trong n c ( ượ ướ
ε
= 81) cách nhau 3 (cm). L c đ y gi a chúng
b ng 0,2.10-5 (N). Tính đ l n h ai đi n tích đó
ĐS: cùng d u, đ l n là 4,025.10 -3 (
µ
C).
Bài 5: Electron quay quanh h t nhân nguyên t Hiđro theo qu đ o tròn bán kính R= 5.10 11m.
a. Tính đ l n l c h ng tâm đ t lên electron. ướ
b. Tín v n t c và t n s chuy n đ ng c a electron
ĐS: a. F = 9.10-8N. b. v = 2,2.106m/s, f = 0,7.1016Hz
Bài 6: Hai v t nh mang đi n tích đ t trong không khí cách nhau m t đo n R = 1m, đ y nhau b ng l c F =
1,8N. Đi n tích t ng c ng c a hai v t là Q = 3.10 -5C. Tính đi n tích m i v t.
ĐS: q1 = 2.10-5C, q2 = 10-5C h c ng c l i ượ
Bài 7: Hai qu c u nh đi n tích 10 -7 (C) 4.10-7 (C), t ng tác v i nhau m t l c 0,1 (N) trong chânươ
không. T ính kho ng cách gi a chúng
ĐS: r = 6 (cm).
Bài 8: hai đi n tích q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đ t t i hai đi m A, B trong chân không cách nhau
m t kho ng 6 (cm). M t đi n tích q 3 = + 2.10-6 (C), đ t trên đ ng trung tr c c a AB, cách AB m t kho ng 4 ươ
(cm). Đ l n c a l c đi n do hai đi n tích q 1 và q2 tác d ng lên đi n tích q 3 bao nhiêu.
ĐS: F = 17,28 (N).
Bài 9: Hai đi n tích đi m q 1 = 2.10-2 (
µ
C) và q2 = - 2.10-2 (
µ
C) đ t t i hai đi m A và B cách nhau m t đo n a
= 30 (cm) trong không khí. L c đi n tác d ng lên đi n tích q 0 = 2.10-9 (C) đ t t i đi m M cách đ u A và B m t
kho ng b ng a có đ l n là bao nhiêu?
ĐS: F = 4.10-6 (N).
Bài 10 : Hai qu c u nh nh nhau mang các đi n tích q ư 1 và q2 đ t trong không khí cách nhau 2 cm, đ y nhau
b ng m t l c F =2,7.10 -4 N. Cho hai qu c u ti p xúc nhau r i l i đ a v v trí cũ, chúng đ y nhau b ng m t ế ư
l c F’=3,6.10-4N. Tính q1 và q2?
Bài 11: Hai đi n tích đi m cách nhau m t kho ng r =3cm trong chân không hút nhau b ng m t l c F = 6.10 -9N.
Đi n tích t ng c ng c a hai đi n tích đi m là Q=10 -9C. Tính đi n đích c a m i đi n tích đi m:
Đs:
9
1
9
2
q 3.10 C
q 2.10 C
=
=
Bài 12: Hai qu c u gi ng nhau mang đi n, cùng đ t trong chân không, cách nhau kho ng r=1m thì chúng
hút nhau m t l c F 1=7,2N. Sau đó cho hai qu c u đó ti p xúc v i nhau đ a tr l i v trí thì chúng đ y ế ư
nhau m t l c F 2=0,9N. tính đi n tích m i qu c u tr c và sau khi ti p xúc. ướ ế
Đs:
5
1
5
2
q 4.10 C
q 2.10 C
= ±
=
m
A B
D FD C
Bài 13: Cho hai đi n tích b ng +q (q>0) và hai đi n
tích b ng –q
đ t t i b n đ nh c a m t hình vuông ABCD c nh a
trong chân không, nh hình v . Xác đ nh l c đi nư
t ng h p tác d ng lên m i đi n tích nói trên
Đs:
2
2 2
D 1 BD 2
q
F F F 3k 2a
= + =
Bài 14: Hai đi n tích q1, q2 đ t cách nhau m t kho n r =10cm thì t ng tác v i nhau b ng l c F trong không ươ
khí b ng
F
4
n u đ t trong d u. Đ l c t ng tác v n F thì hai đi n tích ph i đ t cách nhau bao nhiêuế ươ
trong d u?
Bài 15: Cho hai đi n tích đi m q 1=16
Cµ
q2 = -64
Cµ
l n l t đ t t i hai đi m A B trong chân không ượ
cách nhau AB = 100cm. Xác đ nh l c đi n t ng h p tác d ng lên đi n tích đi m q 0=4
Cµ
đ t t i:
a. Đi m M: AM = 60cm, BM = 40cm.
b. Đi m N: AV = 60cm, BN = 80cm
Đs: a.
;
b.
2 2
10 20
F F F 3,94N
= + =
F
r
h p v i NB m t góc
α
: tan
0
10
20
F0,44 24
F
α = = α =
Bài 16: Hai qu c u kim lo i nh hoàn toàn gi ng nhau mang đi n tích q 1 = 1,3.10-9C và q2=6.5.10-9C, đ t trong
không khí cách nhau m t kh o ng r thì đ y nhau v i l c F. Chi hai qu c u ti p xúc nhau, r i đ t chung trong ế
m t l p đi n môi l ng, cũng cách nhau m t kho ng r thì l c đ y gi a chúng cũng b n F
a. Xác đinh h ng s đi n môi
ε
b. Bi t l c tác đ ng F = 4,6.10ế -6N. Tính r.
ĐS:
a. 1,8ε =
; b.
1 2
q q
r k 0,13m
F
= =
Bài 17: Hai qu c u kim lo i gi ng nhau, mang đi n tích q 1, q2 đ t cách nhau 20cm thì hút nhau b i m t l c F 1
= 5.10-7N. N i hai qu c u b ng m t dây d n, xong b dây d n đi thì hai qu c u đ y nhau v i m t l c F 2 =
4.10-7 N. Tính q1, q2.
ĐS:
8
8
10 C
3
q110 C
15
±
=
±
Bài 18: Hai đi n tích đi m b ng nhau đ t trong chân không, cách nhau kho ng r = 4cm. L c đ y tĩnh đi n
gi a chúng là F = -10-5N
a. Tính đ l n m i đi n tích.
b. Tìm kho ng cách r1 gi a chúng đ l c đ y tĩnh đi n là F 1 = 2,5.10-6N.
Đs:
2
9
1 1
Fr
q 1,3.10 C
k
= =
; b.
2
2
2
2
q
r k 8.10 m
F
= =
Bài 19: Ng i ta đ t ba đi n tích qườ 1 = 8.10-9C, q2 = q3 = - 8.10-C t i ba đ nh c a m t tam giác đ u ABC c nh a
= 6cm trong không khí. Xác đ nh l c tác d ng lên đi n tích q 0=610-9C đ t t i tâm O c a tam giác.
ĐS: F = 72.10-5N
Bài 20: Ba qu c u nh kh i l ng b ng nhau b ng m, đ c treo vào 3 s i dây cùng chi u dài l đ c ượ ượ ượ
bu c vào cùng m t đi m. Khi đ c tích m t đi n tích q nh nhau, chúng đ y nhau x p thành m t tam giác ượ ư ế
đ u c nh a. Tính đi n tích q c a m i qu c u.
Đs:
3
2 2
3(3 )
ma g
q
k l a
=
Bài 21: Hai đi n tích đi m
cq
µ
2,4
1=
cq
µ
3,1
1=
đ c đ t t i hai đi m A, B cách nhau 1cm trong khôngượ
khí. Hãy tính l c coulomb do đi n tích q 1 và q2 tác d ng lên q3 =
c
µ
1,1
n u qế3 đ c đ t t i C cách B 1cm và cáchượ
A 2cm.
Bài 22: Ba đi n tích
CqCqq 8
2
8
31 10.4;10.4 ===
, đ c đ t trong không khí l n l t t i 3 đ nh c a tamượ ươ
giác đ u ABC c nh a = 4cm. Hãy xác đ nh véc t l c tác d ng lên q ơ 3.
Bài 23: Hai đi n tích
cq
µ
3,6
1=
cq
µ
8,4
2
=
đ c đ t t i hai đi m A, B cách nhau 0,15m. M t đi n tích ượ
cq
µ
8,4
3=
đ c đ t t i đi m C sao cho tam giác ABC vuông cân t i C. Hãy tính l c coulomb do đi n tích qượ 1
và q2 tác d ng lên q3.
D ng 2: Kh o sát s cân b ng c a m t đi n tích.
Bài 1 : m i đ nh c a hình vuông c nh a có đ t đi n tích Q = 10 -8C. Xác đ nh d u và đ l n đi n tích q đ t
tâm hình vuông đ c h đi n tích cân b ng ? Đs :
(2 2 1)
4
Q
q= +
Bài 2: Cho hai đi n tích q1=
4 Cµ
, q2=9
Cµ
đ t t i hai đi m A B trong chân không AB=1m. Xác đ nh v trí
c a đi m M đ đ t t i M m t đi n tích q 0, l c đi n t ng h p tác d ng lên q 0 b ng 0, ch ng t r ng v trí c a
M không ph thu c giá tr c a q 0.
Đs:
AM 0,4m=
Bài 3: Ng i ta treo hai qu c u nh kh i l ng b ng nhau m = 0,01g b ng nh ng s i dây chi u dàiườ ượ
b ng nhau (kh i l ng không đáng k ). Khi hai qu c u nhi m đi n b ng nhau v đ l n cùng d u chúng ượ
đ y nhau và cách nhau m t kho ng R = 6cm. L y g = 9,8m/s 2. Tính đi n tích m i qu c u
ĐS:
3
9
R mg
q 1,533.10 C
2kl
= =
T
ur
P
ur
Bài 8: M t qu c u nh kh i l ng m = 1,6g, tích đi n q = 2.10 ượ -7C đ c treoượ
b ng m t s i dây t m nh. phía d i c n ph i đ t m t đi n tích q ơ ướ 2 nh thư ế
nào đ l c căng dây gi m đi m t n a.
Đs: V y q2 > 0 và có đ l n q 2 = 4.10-7C
Bài 4: Hai qu c u nh gi ng nhau, cùng kh i l ng m = 0,2kg, đ c treo t i cùng m t đi m b ng hai s i t ượ ượ ơ
m nh dài l = 0,5m. Khi m i qu c u tích đi n q nh nhau, chúng tách nhau ra m t kho ng a = 5cm. Xác đinh q. ư
ĐS:
9
2 2
amg
q a. 5,3.10 C
k 4l a
= =
Bài 5: T i ba đ nh c a m t tam giác đ u, ng i ta đ t ba đi n tích gi ng nhau q ườ 1=q2=q3=6.10-7C. H i ph i đ t
đi n tích th t q ư 0 t i đâu, có giá tr bao nhiêu đ h th ng đ ng yên cân b ng.
Đs: Đ t t i tr ng tâm c a tam giác đi n tích
7
0
q 3,46.10 C
=
Bài 6: Cho hai đi n tích d ng q ươ 1 = 2 (nC) q2 = 0,018 (
µ
C) đ t c đ nh cách nhau 10 (cm). Đ t thêm
đi n tích th ba q 0 t i m t đi m trên đ ng n i hai đi n tích q ườ 1, q2 sao cho q0 n m cân b ng. Xác đ nh v trí
c a q0.
ĐS: cách q1 2,5 (cm) và cách q2 7,5 (cm).
Bài 7: M t qu c u kh i l ng 10 g,đ c treo vào m t s i ch cách đi n. Qu c u mang đi n tích q ượ ượ 1= 0,1
C
µ
. Đ a qu c u th 2 mang đi n tích qư 2 l i g n thì qu c u th nh t l ch kh i v trí lúc đ u,dây treo h p v i
đ ng th ng đ ng m t góc ườ
α
=300. Khi đó 2 qu c u n m trên cùng m t m t ph ng n m ngang và cách nhau
3 cm. Tìm đ l n c a q 2 và l c căng c a dây treo? g =10m/s 2
ĐS: q2 = 0,058
Cµ
; T = 0,115 N
II. ĐI N TR NG. ƯỜ
D ng 1: Xác đ nh đi n tr ng t o b i 1 đi n tích đi m, m t h đi n tích đi m. ườ
Bài 11: Hai đi n tích đi m q 1 = -9.10-5C q2 = 4.10-5C n m c đ nh t i hai đi m A, B cách nhau 20 cm trong
chân không. Tính c ng đ đi n tr ng tai đi m M n m trên đ ng trung tr c c a AB cách A 20cmườ ườ ườ
ĐS: Cách q2 40 cm
Bài 1: T i 2 đi m A và B cách nhau 10cm trong không khí có đ t 2 đi n tích q 1 = q2 = 4.10-6C. Xác đ nh c ng ườ
đ đi n tr ng do hai đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = BC = 8cm. Xác đ nh l c đi n tr ng tác ườ ế ườ
d ng lên đi n tích q 3 = 2.10-8C đ t t i C.
Bài 2. T i 2 đi m A và B cách nhau 10cm trong không khí có đ t 2 đi n tích q 1 = - q2 = 6.10-6C.
1. Xác đ nh c ng đ đi n tr ng do hai đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = BC = 12cm. ườ ườ ế
2. Xác đ nh l c đi n tr ng tác d ng lên đi n tích q ườ 3 = -3.10-8C đ t t i C.
Bài 3. T i 2 đi m A, B cách nhau 20cm trong không khí có đ t 2 đi n tích q 1 = 3.10-6C, q2 = -5.10-6C. Xác đ nh
c ng đ đi n tr ng do hai đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = 10cm ; BC = 30cm. Xác đ nh l c đi nườ ườ ế
tr ng tác d ng lên đi n tích qườ 3 = -5.10-8C đ t t i C.
Bài 4. T i 2 đi m A, B cách nhau 10cm trong không khí có đ t 2 đi n tích q 1 = 4.10-6C, q2 = 9.10-6C.
a) Xác đ nh c ng đ đi n tr ng do 2 đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = 10cm, BC = 20cm. ườ ườ ế
b) Xác đ nh v trí đi m M mà t i đó c ng đ đi n tr ng t ng h p do 2 đi n tích này gây ra b ng 0. ườ ườ
Bài 5. T i 2 đi m A, B cách nhau 15cm trong không khí đ t 2 đi n tích q 1 = -12.10-6C, q2 = - 3.10-6C.Xác
đ nh c ng đ đi n tr ng do 2 đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = 20cm, BC = 5cm. ườ ườ ế
Bài 6. T i 2 đi m A, B cách nhau 20cm trong không khí có đ t 2 đi n tích q 1 = - 9.10-6C, q2 = 4.10-6C.
a) Xác đ nh c ng đ đi n tr ng do 2 đi n tích này gây ra t i đi m C bi t AC = 15cm, BC = 5cm. ườ ườ ế
b) Xác đ nh v trí đi m M mà t i đó c ng đ đi n tr ng t ng h p do 2 đi n tích này gây ra b ng 0. ườ ườ
Bài 7: T i hai đi m A B cách nhau 5cm trong chân không hai đi n tích q 1 = 16.10-8C q2 = - 9.10-8 C.
Tính c ng đ đi n tr ng t ng h p và v vect c ng đ đi n tr ng t i đi m C n m cách A m t kho ngườ ườ ơ ườ ườ
4cm và cách B m t kho ng 3 cm ?
Bài 8: Ba đi n tích q gi ng nhau đ c đ t c đ nh t i 3 đ nh c a m t tam giác đ u c nh a. Xác đ nh c ng đ ượ ườ
đi n tr ng t i tâm c a tam giác? ườ
Bài 9 . Đ t 4 đi n tích có cùng đ l n q t i 4 đ nh c a m t hình vuông ABCD c nh a v i đi n tích d ng đ t ươ
t i A C, đi n tích âm đ t t i B D. Xác đ nh c ng đ t ng h p t i giao đi m hai đ ng chéo c a hình ườ ườ
vuông.
Bài 10. Đ t 4 đi n tích có cùng đ l n q t i 4 đ nh c a m t hình vuông ABCD c nh a v i đi n tích d ng đ t ươ
t i A D, đi n tích âm đ t t i B C. Xác đ nh c ng đ t ng h p t i giao đi m hai đ ng chéo c a hình ườ ườ
vuông.
Bài 11. T i 3 đ nh c a m t hình vuông c nh a đ t 3 đi n tích d ng cùng đ l n q. Xác đ nh c ng đ đi n ươ ườ
tr ng t ng h p do 3 đi n tích gây ra t i đ nh th t c a hình vuông.ườ ư
Bài 12. T i 3 đ nh A, B, C c a m t hình vuông c nh a đ t 3 đi n tích d ng cùng đ l n q. Trong đó đi n tích ươ
t i A C d ng, còn đi n tích t i B âm. Xác đ nh c ng đ đi n tr ng t ng h p do 3 đi n tích gây ra t i ươ ườ ườ
đ nh D c a hình vuông.
Bài 13. Hai đi n tích q1 = q2 = q > 0 đ t t i hai đi m A và B trong không khí cách nhau m t kho ng AB = 2a.
a) Xác đ nh véc t c ng đ đi n tr ng t i đi m M n m trên đ ng trung tr c c a đo n AB cách trung ơ ườ ườ ườ
đi m H c a đo n AB m t đo n x.
b) Tìm H đ c ng đ đi n tr ng t i M là l n nh t. ườ ườ
D ng 2: Đi n tr ng t ng h p tri t tiêu. ườ
Đi u ki n cân b ng c a m t đi n tích trong đi n tr ng. ườ
Bài 1: Hai đi n tích đi m q 1 = -9.10-5C q2= 4.10-5C n m c đ nh t i hai đi m A, B cách nhau 20 cm trong
chân không. Tìm v trí t i đó c ng đ đi n tr ng b ng không . H i ph i đ t m t đi n tích q ườ ườ 0 đâu đ
n m cân b ng?
Bài 2: T i 2 đi m A, B cách nhau 15cm trong không khí đ t 2 đi n tích q 1 = -12.10-6C, q2 = - 3.10-6C. Xác
đ nh v trí đi m M mà t i đó c ng đ đi n tr ng t ng h p do 2 đi n tích này gây ra b ng 0. ườ ườ
Bài 3: Cho hai đi n tích
1 2
,q q
đ t t i A và B , AB =2cm. Bi t ế
8
1 2
7.10q q C
+ =
và đi m C cách q1 6cm, cách q2
8cm sao cho c ng đ đi n tr ng E = 0. Tìm qườ ườ 1 và q2 ?
Đs :
8 8
9.10 ;16.10C C
Bài 4: T i 4 đ nh c a hình vuông ABCD c nh a. T i đ nh A, C ng i ta đ t hai đi n tích ườ
1 3
0q q q= = >
. H i
t i đ nh B ph i đ t m t đi n tích
2
q
b ng bao nhiêu đ c ng đ đi n tr ng t ng h p t i D tri t tiêu. ườ ườ
ĐS:
2
2 2q q=
.
Bài 5: M t hòn bi nh b ng kim lo i đ c đ t trong d u. Bi th tích V = 10mm ượ 3, kh i l ng m= 9.10 ượ -5kg,
D ukh i l ng riêng D = 800kg/m ượ 3, t t c đ c đ t trong đi n tr ng đ u ượ ườ
E
r
h ng th ngướ đ ng t d i ướ
xu ng và có đ l n E = 4,1.10 5V/m. Tính đi n tích c a bi đ nó n m l l ng trong d u. l y g = 10m/s ơ 2.
Đs: q = -2.10-9C.
Bài 6: Hai qu c u cùng kh i l ng m, cùng đi n tích q đ c treo trong không khí b ng hai s i dây m nh ượ ượ
cùng chi u dài l cùng treo vào 1 = 1m đi m, do l c đ y đi n tích nên chúng cách nhau m t kho ng r =
6cm (r << l).
1) Tính đi n tích c a m i qua c u.
2) Nhúng c h th ng xu ng r u có h ng s đi n môi ượ
27
ε
=
. Tính kho ng cách c a hai qu c u lúc này.
Đs: a)
8
1, 2.10q C
=
; b)
,
r
r
ε
=
II. CÔNG C A L C ĐI N TR NG. ĐI N TH . HI U ĐI N TH . ƯỜ
D ng 1: Xác đ nh đi n th . Hi u đi n th . Công c a l c đi n tr ng. ế ế ườ
Bài 1: Hi u đi n th gi a hai đi m C và D trong đi n tr ng là U ế ườ CD = 200V. Tính:
a. Công c a đi n tr ng di chuy n proton t C đ n D ườ ế
b. Công c a l c đi n tr ng di chuy n electron t C đ n D. ườ ế
a). A = qpUCD =
19 17
1,6.10 200 3,2.10 J
=
b). A = eUCD =
19 17
1,6.10 200 3,2.10 J
=
Bài 2: Ba đi m A, B, C ba đ nh c a m t tam giác vuông trong đi n tr ng đ u, c ng đ E=5000V/m. ườ ườ
Đ ng s c đi n tr ng song song v i AC. Bi t AC = 4cm, CB = 3cm. Góc ACB = 90ườ ườ ế 0.
a. Tính hi u đi n th gi a các đi m A và B, B và C, ế
b. Tích công di chuy n m t electro t A đ n B ế
a.
AB
U 200V=
;
BC
U 0=
b.
17
AB AB
A e.U 3,2.10 J
= =
Bài 3: M t electron bay v i v n t c v = 1,12.10 7m/s t m t đi m đi n th V ế 1 = 600V, theo h ng c a cácướ
đ ng s c. Hãy xác đ nh đi n th Vườ ế 2 đi m mà đó electron d ng l i.
ĐS:
2 1
V V U 190V= =
Bài 4: M t electron b t đ u chuy n đ ng d c theo chi u đ ng s c đi n tr ng c a m t t đi n ph ng, hai ườ ườ
b n cách nhau m t kho ng d = 2cm gi a chúng m t hi u đi n th U = 120V. Electron s v n t c ế
bai nhiêu sau khi d ch chuy n đ c m t quãng đ ng 3cm. ượ ườ Đs:
6
2
2.q.U.s
v 7,9.10 m / s
m.d
= =
Bài 7 : Khi bay qua hai đi m M và N trong đi n tr ng , electron tăng t c, đ ng năng tăng thêm 250eV (1eV = ườ
1,6.10-19J). Tính UMN ?