Giáo án Vật Lý Lớp 11 nâng cao - Chương trình cả năm

6*: Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang cỏc điện tớch q1, q2 đặt trong khụng khớ cỏch nhau R = 2cm, đẩy nhau bằng lực F = 2,7.10-4N. Cho hai quả cầu tiếp xỳc nhau rồi đưa về vị trớ cũ, thỡ chỳng đẩy nhau bằng lực F' = 3,6.10-4N. Tớnh q1, q2. ĐS: q1 = 6.10-9C, q2 = 2.10-9N hoặc ngược lại; q1 = -6.10-9C, q2 = -2.10-9N hoặc ngược lại Cõu 7*: Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang cỏc điện tớch q1, q2 đặt trong khụng khớ cỏch nhau R=20cm, hỳt nhau bằng lực F = 3,6.10-4N. Cho hai quả cầu tiếp xỳc nhau rồi đưa về vị trớ cũ, thỡ chỳng đẩy nhau bằng lực F' = 2,025.10-4N. Tớnh q1, q2. ĐS: q1 = 8.10-8C, q2 = -2.10-8N hoặc ngược lại; q1 = -6.10-8C, q2 = 2.10-8N hoặc ngược lại Cõu 8: Hai điện tớch điểm đặt trong chõn khụng, cỏch nhau một đoạn R = 20cm. Lực tương tỏc tĩnh điện giữa chỳng là F . Khi đặt trong dầu, ở cựng khoảng cỏch, lực tương tỏc tĩnh điện giữa chỳng giảm 4 lần. Hỏi khi đặt trong dầu, khoảng cỏch giữa cỏc điện tớch phải là bao nhiờu để lực tương tỏc tĩnh điện giữa chỳng cũng là F. ĐS: 10cm Dạng 2: Lực tổng hợp tỏc dụng lờn một điện tớch Cõu 1: Ba điện tớch điểm q1 = -10-7C, q2 = 5.10-8C, q3 = 4.10-8C lần lượt đặt tại A, B, C trong khụng khớ. Biết AB = 5cm, AC = 4cm, BC = 1cm. Tỡm lực tỏc dụng lờn điện tớch q3. ĐS: hướng từ C A, độ lớn F = 20,25.10-2N Cõu 2: Ba điện tớch điểm q1 = 4.10-8C, q2 = -4.10-8C, q3 = 5.10-8C đặt trong khụng khớ tại ba đỉnh ABC của một tam giỏc đều cạnh a = 2cm. Xỏc định vectơ lực tỏc dụng lờn q3. ĐS: , độ lớn F = 4,5.10-2N Cõu 3: Ba điện tớch điểm q1 = q2 = q3 = q = 1,6.10-19C đặt trong chõn khụng tại ba đỉnh ABC của một tam giỏc đều cạnh a = 16cm. Xỏc định vectơ lực tỏc dụng lờn q3. ĐS: cú phương AB, độ lớn F = 9.10-27N Cõu 4: Ba điện tớch điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -10-7C đặt trong khụng khớ tại ba đỉnh ABC của một tam giỏc vuụng tại C. Biết AC = 30cm, BC = 40cm. Xỏc định vectơ lực tỏc dụng lờn q3. ĐS: hướng từ CO trung điểm của AB , độ lớn F = 45.10-4N Cõu 5: Ba điện tớch điểm q1 = 6.10-9C, q2 = q3 = -8.10-9C đặt trong khụng khớ tại ba đỉnh ABC của một tam giỏc đều cạnh a = 6cm. Xỏc định vectơ lực tỏc dụng lờn q0 = 8.10-9C tại tõm của tam giỏc. ĐS: cú phương BC hướng từ ABC , độ lớn F = 8,4.10- 4N Cõu 6*: Bốn điện tớch giống nhau đặt ở 4 đỉnh của một tứ diện đều cạnh a. Tỡm độ lớn lực điện tỏc dụng lờn mỗi điện tớch ĐS: F = Cõu 7*: Cú hai điện tớch q1 = + 2.10-6 (C), q2 = - 2.10-6 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chõn khụng và cỏch nhau một khoảng 6 (cm). Một điện tớch q3 = + 2.10-6 (C), đặt trờn đường trung trực của AB, cỏch AB một khoảng 4 (cm). Độ lớn của lực điện do hai điện tớch q1 và q2 tỏc dụng lờn điện tớch q3 ĐS: F = 17,28 (N). Dạng 3: Bài toỏn cõn bằng của một điện tớch, hệ điện tớch Cõu 1: Hai điện tớch điểm q1 = 2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt tại A, B trong khụng khớ, AB = 8cm. Một điện tớch q3 đặt tại C. Hỏi: a) C ở đõu để q3 cõn bằng? b) Dấu và độ lớn của q3 để q1, q2 cũng cõn bằng? ĐS: CA = 8cm, CB = 16cm Cõu 2: Một hệ điện tớch cú cấu tạo gồm một ion dương +e và hai ion õm nằm cõn bằng. Biết khoảng cỏch giữa hai ion õm là a. Bỏ qua trọng lượng cỏc ion. a) Hóy cho biết cấu trỳc của hệ và khoảng cỏch giữa ion dương và ion õm (theo a) b) Tớnh điện tớch của một ion õm (theo e) ĐS: a) Ba ion nằm trờn cựng một đường thẳng, ion dương nằm chớnh giữa b) q =- 4e Cõu 3: Tại ba đỉnh của một tam giỏc đều, người ta đặt 3 điện tớch dương giống nhau cú độ lớn là q1 = q2 = q3 = q. Phải đặt điện tớch q0 ở đõu, dấu và độ lớn (theo q) như thế nào để hệ cõn bằng? ĐS: q0 ở trọng tõm của tam giỏc q0 = - Cõu 4: Hai quả cầu nhỏ kim loại giống nhau mỗi quả cú điện tớch q khối lượng m =10g treo bởi hai dõy cựng chiều dài = 30cm vào cựng một điểm. Giữ quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng dõy treo quả cầu II sẽ lệch một gúc so với phương thẳng đứng. Cho g = 10m/s2. Tỡm q? ĐS: Cõu 5: Hai quả cầu nhỏ kim loại giống nhau mỗi quả cú khối lượng m =5g treo bởi hai dõy cựng chiều dài = 10cm vào cựng một điểm O. Hai quả cầu tiếp xỳc nhau. Tớch điện cho một quả cầu thỡ thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dõy treo hợp với nhau một gúc . Cho g = 10m/s2. Tớnh điện tớch đó truyền cho quả cầu ĐS: Cõu 6*: Hai quả cầu nhỏ kim loại giống nhau được treo bởi hai dõy cựng chiều dài vào cựng một điểm, được tớch điện như nhau và cỏch nhau một đoạn a = 5cm (a). Chạm nhẹ tay vào một quả cầu. Tớnh khoảng cỏch giữa chỳng sau đú. ĐS: Cõu 7*: Hai quả cầu nhỏ kim loại giống nhau mỗi quả cú điện tớch cựng dấu là q1, q2, được treo bởi hai dõy cựng chiều dài vào cựng một điểm O. Hai quả cầu đẩy nhau và gúc hợp giữa hai dõy treo là . Cho hai quả cầu tiếp xỳc nhau, rồi thả ra thỡ chỳng đẩy mạnh hơn và gúc hợp giữa hai dõy treo bõy giờ là . Tớnh tỉ số ĐS: 11,77 và 0,085 Chủ đề 2: Điện trường Dạng 1: Xỏc định cường độ điện trường tạo bởi điện tớch điểm. Xỏc định lực điện trường tỏc dụng lờn điện tớch điểm Cõu 1: Điện tớch điểm q = 10-5 C đặt tai điểm O trong khụng khớ a) Tớnh vectơ cường độ điện trường tại điểm M cỏch điện tớch điểm một đoạn 10cm b) Xỏc định lực điện trường do điện tớch điểm q tỏc dụng lờn điện tớch điểm q' = -10-7C đặt tại M. Suy ra lực điện do điện tớch điểm q' tỏc dụng lờn điện tớch điểm q ĐS: a) ; E = 9.106 V/m b) ; F = 0,9N; Cõu 2: Điện tớch điểm q = -10-5 C đặt tai điểm O trong khụng khớ a) Tớnh vectơ cường độ điện trường tại điểm M cỏch điện tớch điểm một đoạn 10cm b) Xỏc định lực điện trường do điện tớch điểm q tỏc dụng lờn điện tớch điểm q' = -10-7C đặt tại M. ĐS: a) ; E = 9.106 V/m b) ; F = 0,9N Cõu 3: Cho hai điểm A và B cựng ở trờn một đường sức của một điện trường do điện tớch điểm q gõy ra. Biết độ lớn cường độ điện trường tại A , B lần lượt là E1, E2 và A ở gần O hơn B. Tớnh cường độ điện trường tại M là trung điểm của đoạn AB ĐS: Cõu 4: Cường độ điện trường của một điện tớch điểm tại A bằng 36V/m, tại B bằng 9V/m. Hỏi cường độ điện trường tại M là trung điểm của đoạn AB? Biết hai điểm A, B nằm trờn cựng một đường sức ĐS: = 16V/m Cõu 5: Prụtụn được đặt trong điện trường đều E = 1,7.106V/m a) Tớnh gia tốc của prụtụn, cho khối lượng prụtụn là mP = 1,7.10-27kg b) Tớnh vận tốc của prụtụn sau khi đi được đoạn đường 20cm (cho vận tốc lỳc đầu bằng 0) ĐS: a) 1,6.1014m/s2 b) v = 8.106m/s Cõu 6: Electrụn xuất phỏt từ điểm M với vận tốc v0 = 4.106 m/s, chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường đều cú E= 910V/m, (). a) Electrụn đi được quóng đường dài bao nhiờu thỡ vận tốc của nú bằng khụng? b) Sau thời gian bao lõu kể từ lỳc xuất phỏt, electrụn lại trở về điểm M? ĐS: a) s = 5cm. b) Sau đú electrụn chuyển động nhanh dần đều ngược chiều với đường sức cũng với = 1,6.1014m/s2 =5.10-8(s) Cõu 7: Một electrụn chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 106 m/s dọc theo một đường sức điện của một điện trường đều được một quóng đường s =1cm thỡ dừng lại. Xỏc định cường độ điện trường. ĐS: = 284,375V/m Cõu 8*: Hai quả cầu nhỏ khối lượng m, M mang điện tớch –q và +Q tương ứng (Q > q). Ban đầu hai quả cầu cỏch nhau một khoảng bằng , được đặt trong điện trường đều hướng từ m đến M. Hóy tỡm cường độ điện trường và gia tốc chuyển động của cỏc quả cầu, biết rằng khoảng cỏch giữa hai quả cầu khụng đổi. Bỏ qua tỏc dụng của trọng lực. ĐS: , hướng từ m đến M Cõu 9*: Một giọt mực cú khối lượng m= 1,3.10-10kg mang điện tớch q = -1,5.10-10C đi vào miền giữa hai bản, ban đầu chuyển động dọc theo trục Ox nằm ngang với vận tốc v0 = 18m/s. Chiều dài L của cỏc bản là 1,6cm. Cỏc bản được tớch điện trỏi dấu, tạo ra giữa hai bản một điện trường đều cú hướng từ trờn xuống theo phương thẳng đứng Oy, độ lớn E = 1,4.106V/m. Tỡm độ lệch theo phương thẳng đứng của giọt mực ở mộp ra của cỏc bản. (Bỏ qua tỏc dụng của trọng lực lờn giọt mực). ĐS: = 0,64mm Dạng 2: Xỏc định cường độ điện trường tổng hợp Cõu 1: Hai điện tớch điểm q1 = q2 = q = 10-9 C đặt cố định tại A, B; với AB = 2cm. Xỏc định vộc tơ cường độ điện trường tại a) M trung điểm của đoạn AB b) N cỏch A 1cm cỏch B 3cm. c) C hợp với A, B thành tam giỏc đều ĐS: a) EM =0; b) EN = 105V/m hướng từ N ra xa A c) EC = V/m, Cõu 2: Hai điện tớch điểm q1 = 10-10 C, q2 = -9.10-10 C đặt cố định tại A, B; với AB = a = 2cm. Xỏc định vộc tơ cường độ điện trường tại a) M trung điểm của đoạn AB b) N cỏch A 1cm cỏch B 2cm. ĐS: a) EM =72.103 V/m hướng từ M đến A; b) EN = 0 V/m Cõu 3: Hai điện tớch điểm q1 = q2 = q = 10-10 C đặt cố định tại A, B; với AB = 2a = 6cm. Một điểm M nằm trờn đường trung trực AB cỏch AB một đoạn x. a) Xỏc định vộc tơ cường độ điện trường tại điểm M khi x = 4cm. b)* Xỏc định vị trớ của M (nằm trờn đường trung trực AB) để cường độ điện trường tại M đạt giỏ trị cực đại. Tớnh giỏ trị cường độ điện trường tại M lỳc này. ĐS: a) = 576 V/m, b) ; Cõu 4: Một điện tớch điểm q = 10-9 C đặt cố định tại A ở trong điện trường đều cú hướng từ trờn xuống theo phương thẳng đứng Oy, độ lớn E = 4.104V/m. Xỏc định độ lớn cường độ điện trường tổng hợp tại M cỏch A một đoạn r = 1,73 cm = cm. (Biết OA nằm trờn phương ngang Ox) ĐS: EM = 5.104 V/m Cõu 5: Tại 3 đỉnh của một tam giỏc đều, cạnh a = 10cm cú 3 điện tớch điểm giống nhau q = 10nC. Hóy xỏc định cường độ điện trường tại a) trung điểm mỗi cạnh tam giỏc. b) tõm của tam giỏc ĐS: EM = =12000 V/m; EG = 0 Cõu 6: Ba điểm A, B, C trong khụng khớ tạo thành tam giỏc vuụng tại A. AB = 3 cm, AC = 4cm, vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C cú phương song song với AB. Xỏc định cường độ điện trường tổng hợp tại C và q2. ĐS: EC = 1,5.104 V/m; q2 = 12,5.10-9 C Cõu 7: Cho bốn điện tớch cựng độ lớn q đặt tại bốn đỉnh hỡnh vuụng cạnh a. Tỡm cường độ điện trường tại tõm O hỡnh vuụng trong trường hợp bốn điện tớch lần lượt cú dấu: a) +, +, +, + b) +, -, +, - c) +, -, -, + ĐS: a) E = 0; b) E = 0 c) Cõu 8*: Một mặt đồng hồ cú cỏc điện tớch õm –q, -2q, -3q,,-12q, được đặt cố định ở vị trớ cỏc số tương ứng. Cỏc kim đồng hồ khụng làm nhiễu loạn điện trường tổng hợp của cỏc điện tớch điểm. Hỏi giờ nào thỡ kim chỉ giờ cựng chiều với vectơ cường độ điện trường ở tõm mặt đồng hồ? ĐS: 9giờ 30phỳt