CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11<br />
<br />
TRUNG TÂM BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC KHOA NGUYỄN<br />
Địa chỉ: K503/16 Trưng Nữ Vương – Hòa Thuận Tây - Đà Nẵng<br />
. 0986590468 - 0987281303<br />
<br />
ch¬ng 1<br />
§IÖN TÝCH - §IÖN TR¦êNG<br />
<br />
ThS Nguyễn Duy Liệu<br />
<br />
Đà Nẵng, tháng 06 năm 2016<br />
<br />
Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468<br />
<br />
Trang 0<br />
<br />
CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11<br />
<br />
MỤC LỤC<br />
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG............................................................................................... 2<br />
CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN............................................................................................. 2<br />
DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN .................................................... 2<br />
DẠNG 2: ĐỘ LỚN ĐIỆN TÍCH. ................................................................................................................ 4<br />
DẠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA NHIỀU ĐIỆN TÍCH .................................................................................. 6<br />
DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH.................................................................................................. 8<br />
CHỦ ĐỀ 2: BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG............................................................................................... 11<br />
DẠNG I: ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA ....................................................... 15<br />
DẠNG 2. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA............................. 17<br />
DẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU .................................................... 19<br />
DẠNG 4: CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG..................................................... 21<br />
DẠNG 5: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO VẬT TÍCH ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC TẠO NÊN..............<br />
CHỦ ĐỀ 3: ÑIEÄN THEÁ. HIEÄU ÑIEÄN THEÁ. ............................................................................................ 24<br />
DẠNG I: TÍNH CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ.................................................................. 26<br />
CHỦ ĐỀ 4: ĐỀ BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN .................................................................................................... 34<br />
DẠNG I: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG ............................................................................................. 34<br />
DẠNG II: GHÉP TỤ CHƯA TÍCH ĐIỆN ................................................................................................ 36<br />
DẠNG III: GHÉP TỤ ĐÃ CHỨA ĐIỆN TÍCH ........................................ Error! Bookmark not defined.<br />
DẠNG IV: HIỆU ĐIỆN THẾ GIỚI HẠN................................................. Error! Bookmark not defined.<br />
DẠNG V: TỤ CÓ CHỨA NGUỒN, TỤ XOAY ...................................... Error! Bookmark not defined.<br />
DẠNG VI: MẠCH CẦU TỤ ..................................................................... Error! Bookmark not defined.<br />
DẠNG VII: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG ........................................................................................ 38<br />
<br />
Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468<br />
<br />
Trang 1<br />
<br />
CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11<br />
<br />
CHƯƠNG I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG<br />
CHỦ ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN<br />
DẠNG 1: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM ĐỨNG YÊN<br />
A. LÝ THUYẾT<br />
I. Điện tích – Điện tích điểm<br />
+ Có hai loại điện tích: điện tích dương (+) và điện tích âm (-).<br />
+ Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.<br />
+ Đơn vị điện tích là culông (C).<br />
+ Điện tích điểm: Một vật nhiễm điện có kích thước nhỏ so với khoảng cách tác dụng được gọi là điện tích điểm.<br />
Cách nhiễm điện: Có 3 cách nhiễm điện một vật: Cọ xát, tiếp xúc, hưởng ứng.<br />
Nhiễm điện do cọ xát: Hai vật không nhiễm điện khi cọ xát với nhau thì có thể làm chúng nhiễm điện trái<br />
dấu nhau.<br />
Nhiễm điện do tiếp xúc: Cho thanh kim loại không nhiễm điện chạm vào quả cầu đã nhiễm điện thì thanh<br />
kim loại nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu. Đưa thanh kim loại ra xa quả cầu thì thanh kim loại<br />
vẫn còn nhiễm điện.<br />
Nhiễm điện do hưởng ứng: Đưa thanh kim loại không nhiễm điện đến gần quả cầu nhiễm điện nhưng<br />
không chạm vào quả cầu, thì hai đầu thanh kim loại sẽ nhiễm điện. Đầu gần quả cầu hơn nhiễm điện trái dấu<br />
với điện tích của quả cầu, đầu xa hơn nhiễm điện cùng dấu với điện tích của quả cầu. Đưa thanh kim loại ra<br />
xa quả cầu thì thanh kim loại trở về trạng thái không nhiễm điện như lúc đầu. Trong nhiễm điện do hưởng<br />
ứng, chỉ có sự phân bố lại điện tích trên vật, tổng đại số điện tích của vật không đổi.<br />
II. Thuyết electron – định luật bảo toàn điện tích<br />
1 Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện – Điện tích nguyên tố<br />
a. Cấu tạo hạt nhân<br />
Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclon. Có hại loại nuclon:<br />
▪ Proton (p): mang điện tích nguyên tố dương (+e).<br />
▪ Neutron (n): không mang điện.<br />
b. Cấu tạo nguyên tử<br />
Nguyên tử có đường kính khoảng 10-10(m) gồm một hạt nhân ở giữa, xung quanh có các electron chuyển động<br />
theo những quỹ đạo khác nhau tạo thành lớp vỏ.<br />
Số proton bên trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của các<br />
proton bằng độ lớn điện tích âm của các electron, do đó bình thường nguyên tử trung hòa về điện.<br />
c. Điện tích nguyên tố<br />
– Vật chất đựơc cấu tạo từ những hạt nhỏ bé, riêng biệt được gọi là nguyên tử, phân tử hay gọi chung là các hạt sơ<br />
cấp.<br />
– Điện tích mà các hạt sơ cấp mang được gọi là điện tích nhỏ nhất tồn tại trong tự nhiên gọi là điện tích nguyên tố,<br />
có độ lớn q = 1,6.10-19(C).<br />
▪ Electron: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố âm.<br />
+ Điện tích của electron: qe = -1,6.10-19C.<br />
+ Khối lượng của electron: me = 9,1.10-31kg.<br />
▪ Proton: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố dương.<br />
+ Điện tích của proton: qp = +1,6.10-19C.<br />
+ Khối lượng của proton: mp = 1,67.10-27kg.<br />
▪ Neutron: là hạt sơ cấp không mang điện.<br />
+ Khối lượng của neutron xấp xỉ bằng khối lượng của proton.<br />
2. Thuyết electron<br />
Là thuyết căn cứ vào sự cư trú và dịch chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất<br />
điện của các vật. Nội dung thuyết electron như sau:<br />
- Electron có thể di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.<br />
- Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là ion dương.<br />
Ví dụ: Nguyên tử Natri bị mất một electron sẽ trở thành ion Na+.<br />
- Nguyên tử trung hòa nhận thêm electron sẽ trở thành hạt mang điện âm gọi là ion âm.<br />
Ví dụ: Nguyên tử Clo nhận thêm một electron sẽ trở thành ion Cl-.<br />
- Một vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số proton; Nếu số electron ít hơn số proton thì vật<br />
mang điện tích dương.<br />
<br />
Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468<br />
<br />
Trang 2<br />
<br />
CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11<br />
3. Vận dụng thuyết electron<br />
Khi cho 2 quả cầu nhỏ nhiễm điện tiếp xúc sau đó tách nhau ra thì tổng điện tích chia đều cho mỗi quả cầu.<br />
q q<br />
'<br />
q1' q2 1 2<br />
2<br />
Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối.<br />
Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa<br />
Điện tích q của một vật tích điện: q ne<br />
+ Nếu vật thiếu electron (tích điện dương): q ne<br />
+ Nếu vật thừa electron (tích điện âm): q ne<br />
Với e 1, 6.1019 C là điện tích nguyên tố<br />
III- Định luật bảo toàn điện tích<br />
Trong một hệ cô lập về điện, nghĩa là hệ không trao đổi điện tích với các vật ngoài hệ thì tổng đại số các điện<br />
tích luôn luôn là một hằng số.<br />
IV. Định luật Cu lông<br />
Định luật: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích<br />
đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.<br />
<br />
F k.<br />
<br />
q1 . q 2<br />
r2<br />
<br />
Trong đó: r là khoảng cách giữa hai chất điểm (đơn vị m)<br />
<br />
Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm q1; q2 đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi<br />
<br />
ε là F12 ; F21 có:<br />
- Điểm đặt: trên 2 điện tích.<br />
- Phương: đường nối 2 điện tích.<br />
- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu (Lực đẩy): q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu)<br />
+ Hướng vào nhau nếu (Lực hút):<br />
q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu)<br />
- Độ lớn:<br />
<br />
F k<br />
<br />
- Biểu diễn:<br />
<br />
F21<br />
<br />
q1q2<br />
<br />
N .m 2 <br />
; k = 9.10 C 2 (ghi chú: F là lực tĩnh điện)<br />
<br />
<br />
9<br />
<br />
.r 2<br />
r<br />
<br />
<br />
F12<br />
<br />
r <br />
F21<br />
F12<br />
<br />
q1.q2 < 0<br />
q1.q2 >0<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
+ Lực tương tác giữa nhiều điện tích điểm lên một điện tích điểm: F F1 F2 ... Fn<br />
Lưu ý: Công thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất, khi đó ta coi r là khoảng cách<br />
giữa tâm hai quả cầu.<br />
B. BÀI TẬP TỰ LUẬN<br />
Bài 1. Hai điện tích q 1 2.10 8 C , q 2 10 8 C đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình<br />
lực tương tác giữa chúng?<br />
ĐS: 4,5.10 5 N<br />
Bài 2. Hai điện tích q 1 2.10 6 C , q 2 2.10 6 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa<br />
chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó.<br />
ĐS: 30cm<br />
Bài 3. Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2.10 3 N. Nếu với<br />
khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 10 3 N.<br />
a. Xác định hằng số điện môi.<br />
b. Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì<br />
phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.<br />
ĐS: 2 ; 14,14cm.<br />
Bài 4. Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm.<br />
a. Xác định lực hút tĩnh điện giữa (e) và hạt nhân. b. Xác định tần số của (e)<br />
ĐS: a) F=9.10-8 N; b) f = 0,7.1016 Hz<br />
<br />
Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468<br />
<br />
Trang 3<br />
<br />
CƠ SỞ BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ LUYỆN THI 503/16 TRƯNG NỮ VƯƠNG * VẬT LÝ 11<br />
Bài 5. Một quả cầu có khối lượng riêng (KLR) = 9,8.103 kg/m3, bán kính R=1cm tích điện q = -10 -6C được treo<br />
vào đầu một sợi dây mảnh có chiều dài l =10cm. Tại điểm treo có đặt một điện tích âm q0 = - 10 -6 C. Tất cả đặt<br />
trong dầu có KLR D = 0,8 .103 kg/m3, hằng số điện môi =3. Tính lực căng của dây? Lấy g = 10m/s2.<br />
ĐS: 0,614N<br />
Bài 6. Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích 2,40 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác điện giữa chúng.<br />
ĐS: 440,2N<br />
-9<br />
Bài 7: Hai quả cầu nhỏ giống nhau (xem như hai điện tích điểm) có q1= 3,2. 10 C và q2 = - 4,8.10-9 C được đặt tại<br />
hai điểm cách nhau 10cm.<br />
a) Quả cầu nào thừa electron, quả cầu nào thiếu electron. Tính lượng electron thừa (hoặc thiếu) của mỗi quả cầu.<br />
b) Tính lực tương tác giữa hai quả cầu (có vẽ hình) nếu môi trường tương tác là:<br />
- Chân không<br />
- Dầu hỏa (ε = 2)<br />
c) Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau:<br />
- Tìm điện tích của mỗi quả sau khi tiếp xúc.<br />
- Nếu sau khi tiếp xúc ta lại đặt chúng cách nhau 15cm trong dầu hỏa, tìm lực tương tác giữa chúng (có vẽ<br />
hình).<br />
Đs:<br />
a) thiếu 2.1010 electron, thừa 3.1010 electron<br />
b) 1,3824.10-5N ; 6,912.10-6N ( lực hút)<br />
,<br />
c) q1, q2 8.10 10<br />
lực đẩy: 1,28.10-7N<br />
<br />
DẠNG 2: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐIỆN TÍCH<br />
A. LÝ THUYẾT<br />
Khi giải dạng BT này cần chú ý:<br />
Hai điện tích có độ lớn bằng nhau thì:<br />
<br />
q1 q 2<br />
<br />
Hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu thì: q 1 q 2<br />
Hai điện tích bằng nhau thì: q 1 q 2 .<br />
<br />
q .q 0 q 1 .q 2 q 1 .q 2<br />
Hai điện tích cùng dấu: 1 2<br />
.<br />
q .q 0 q 1 .q 2 q 1 .q 2<br />
Hai điện tích trái dấu: 1 2<br />
q .q<br />
Áp dụng hệ thức của định luật Coulomb để tìm ra 1 2 sau đó tùy điều kiện bài toán chúng ra sẽ tìm được<br />
q1 và q2.<br />
q ;q<br />
Nếu đề bài chỉ yêu cầu tìm độ lớn thì chỉ cần tìm 1 2<br />
2.1. Bài tập ví dụ<br />
Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 5cm trong chân không thì hút nhau bằng một lực<br />
0,9N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó.<br />
Tóm tắt<br />
q1 q 2<br />
<br />
r 5cm 0,05m<br />
F 0,9 N , lực hút.<br />
q1 ? q 2 ?<br />
Giải.<br />
Theo định luật Coulomb:<br />
q 1 .q 2<br />
F.r 2<br />
F k. 2<br />
q 1 .q 2 <br />
k<br />
r<br />
0,9.0,05 2<br />
25.10 14<br />
q 1 .q 2 <br />
9.10 9<br />
2<br />
Mà q1 q 2 nên<br />
q 1 25.10 14<br />
<br />
Th.S Nguyễn Duy Liệu – ĐT: 0935991512-0986590468<br />
<br />
Trang 4<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
