Bài tập tự luận Chương I môn Vật lý Lớp 11

VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1

1

BÀI TẬP TỰ LUẬN CHƯƠNG I

CHỦ ĐỀ 1: LỰC ĐIỆN TRƯỜNG

DẠNG 1: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH ĐIỂM

VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG LIÊN QUAN

A.LÍ THUYẾT

1.Lực tương tác giữa 2 điện tích điểm.

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm ql và q2 (nằm yên, đặt trong chân không) cách nhau đoạn r có:

 phương là đường thẳng nối hai điện tích.  chiều là: chiều lực đẩy nếu qlq2 > 0 (cùng dấu).

chiều lực hút nếu qlq2 < 0 (trái dấu).

 độ lớn: * tỉ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích,

* tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Trong đó: k = 9.109N.m2/C2. q , q : độ lớn hai điện tích (C ); r: khoảng cách hai điện tích (m); : hằng số điện môi . Trong chân không và không khí =1.

Chú ý:

Điện tích điểm : là vật mà kích thước các vật chứa điện tích rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

-Công thức trên còn áp dụng được cho trường hợp các quả cầu đồng chất , khi đó ta coi r là khoảng cách giữa tâm hai quả cầu.

2. Điện tích q của một vật tích điện:

+ Vật thiếu electron (tích điện dương): q = + n.e

+ Vật thừa electron (tích điện âm): q = – n.e

Với: : là điện tích nguyên tố.

n : số hạt electron bị thừa hoặc thiếu.

1 2 



e.n q 

C 10 .6,1 e 19  

F=

1 2 2 q q k r 

DeThi.edu.vn

VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1

2

Khi khoảng cách giữa hai điện tích ngăn cách với nhau bởi nhiều môi trường điện môi ε1, ε2, ...khác

nhau thì:

Với d1, d2 là bề dày của các môi trường điện môi theo phương của đường thẳng nối hai điện tích. d1 + d2 + ... = r

3. Lưu ý

a. Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi:

Khi hai vật cùng bản chất, kích thước, hình dạng giống nhau tiếp xúc với nhau thì

q1, q2: điện tích 2 quả cầu trước khi tiếp xúc.

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 Hiện tượng xảy ra tương tự khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn mảnh rồi cắt bỏ dây nối Khi chạm tay vào quả cầu nhỏ dẫn điện đã tích điện thì quả cầu mất điện tích và trở về trung hòa Một số giá trị cần nhớ :

Khối lượng electron me =9,1.10-31 kg .khối lượng proton mp = 1,67.10-27 kg

1e = -1,6.10-19C 1prôtôn = 1p = +1,6.10-19C .k = 9.109 N.m2/C2

1mF = 10-3F .1μF = 10-6F 1nF = 10-9F 1pF = 10-12F

b. Định luật II Newton:

c. Lực hấp dẫn:

d. Chuyển động tròn đều

Chu kỳ: Tần số:

Tốc độ dài: Tốc độ góc:

Lực hướng tâm: Gia tốc hướng tâm

Bài 1. Hai điện tích , đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng? ĐS:

 

2 2 2 1 1

2 1

...   

d d

q q k F

 

, , , 1 2 1 2 ... ... n n q q q q q q       

, , 1 2 1 2 2 q q q q   

ma F hay m F a  

2

2 1 .

r

m m G Fhd 

11 10 . 67 ,6   G

f T 1 2  



  2 1  T f

 .r v  T f r v    2 2   

r m r v m

a m F ht ht

2 2

. .

.

  



2 2

. r r v aht  

C 10 .2 q 8 1

  C 10 q 8 2

  

N 10 .5,4 5 

DeThi.edu.vn

VẬT LÍ 11 CHƯƠNG 1

3

Bài 2. Hai điện tích , đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó.ĐS: 30cm

Bài 3 Cho hai điện tích điểm q1= 9.10-8C và q2= -4.10-8C cách nhau một khoảng r = 6cm trong không khí.

a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích

b. Khoảng cách giữa hai điện tích phải bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng có độ lớn là

Bài 4 Cho hai quả cầu nhỏ tích điện q1= 9 C và q2= 4 C đặt cách nhau 10cm trong không khí.

a. Tính lực tương tác giữa hai điện tích

b. Khi đặt hai quả cầu trong điện môi có = 4 thì khoảng cách giữa hai quả cầu phải bằng bao nhiêu để lực tương tác không đổi

Đs: a. F= 32,4N ; b. r = 5cm

Bài 5 Hai quả cầu nhỏ giống nhau mang điện tích có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 3cm trong không khí thí chúng đẩy nhau bằng một lực có độ lớn 3,6.10-2N. Xác định điện tích của 2 quả cầu này.

Đs: q1= q2= 6. 10-8C hay q1= q2= -6. 10-8C

Bài 6 Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là N. Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng …