Tiêu đề CĐ Bồi dưỡng HSG Vật Lý lớp 11 - Chương 1 - ĐIỆN TÍCH- ĐIỆN TRƯỜNG- ĐIỆNTHẾ.docx ✅

1 CHƯƠNG I ĐIỆN TÍCH- ĐIỆN TRƯỜNG- ĐIỆNTHẾ I.1. ĐIỆN TÍCH -ĐIỆN TRƯỜNG 2 I.2. ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 7 I.3. ĐIỆN TRƯỜNG, ĐIỆN THẾ GÂY RA BỞI VẬT NHIỄM ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC 18 I.4. VẬT DẪN, ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG. PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI. 31 I.1. LỜI GIẢI ĐIỆN TÍCH -ĐIỆN TRƯỜNG 40 I.2. LỜI GIẢI ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 54 LỜI GIẢI CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TÍCH ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC 75 I.3. LỜI GIẢI ĐIỆN TRƯỜNG, ĐIỆN THẾ GÂY RA BỞI VẬT NHIỄM ĐIỆN CÓ KÍCH THƯỚC 84 LỜI GIẢI LIÊN HỆ ĐIỆN TRƯỜNG- ĐIỆN THẾ 110 I.4. LỜI GIẢI VẬT DẪN, ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG. PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI. 123
2 I.1. ĐIỆN TÍCH -ĐIỆN TRƯỜNG Bài 1. Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau được treo vào một điểm bởi hai sợi dây nhẹ không dãn, dài  = 40 cm. Truyền cho hai quả cầu điện tích bằng nhau có điện tích tổng cộng q = 8.10 -6 C thì chúng đẩy nhau, các dây treo hợp với nhau một góc 90 0 . Lấy g = 10 m/s 2 . a/ Tìm khối lượng mỗi quả cầu. b/ Truyền thêm điện tích q’cho một quả cầu, thì thấy góc giữa hai dây treo giảm đi còn 60 0 . Xác định cường độ điện trường tại trung điểm của sợi dây treo quả cầu được truyền thêm điện tích này? ĐS: a. 45 g; b. Nếu q’>0 thì E = 22 12EE = 3,97.10 5 V/m,  = 49 0 . Nếu q’<0 thì E  5,06.10 5 V/m,   18 0 Bài 2. Một vòng dây hình tròn bán kính R mang điện tích Q phân bố đều và nằm có định trong một mặt phẳng thẳng đứng. Một điện tích q (cùng dấu với Q) có khối lượng m nằm cân bằng tại một điểm ở trục vòng dây. Điện tích q được gắn ở đầu một sợi chỉ mảnh cách điện, còn đầu kia của sợi dây buộc vào điểm cao nhất của vòng dây. Toàn bộ đặt trong trường trọng lực. a) Hãy tìm chiều dài cần thiết của sợi dây đó b) Nếu điện tích q nằm ở vị trí mà lực điện tác dụng lên nó là lớn nhất thì chiều dài và lực căng dây ở vị trí đó bằng bao nhiêu? ĐS: a. 3 mg kQqR ; b. 3 2l .R ; T= 2 3 .mg Bài 3. Có 4 quả cầu nhỏ giống hệt nhau, mỗi quả có khối lượng m, điện tích q. Treo 4 quả vào điểm O bằng 4 sợi dây mảnh cách điện dài l, tất cả đặt trong không khí. Khi cân bằng, bốn điện tích nằm tại 4 đỉnh của hình vuông ABCD cạnh a=l. Bỏ qua lực đẩy Ác- si-met trong không khí.
3 a) Tính lực điện do ba điện tích đặt tại A, B, D tác dụng lên điện tích đặt tại C theo q, l và hằng số điện k. b) Tính giá trị của q theo m, l và gia tốc trọng trường g. Áp dụng bằng số: l=20cm, m= (122) gam, g=10m/s 2 , k= 2 9 29.10()Nm C . ĐS: a. 2 2 kq1 F2 2l     ; b. 2 (0,52) mgl q k  7 3.10C . Bài 4. Tại 8 đỉnh của hình lập phương cạnh a =0,2m ở trong chân không, có đặt 8 điện tích điểm có cùng độ lớn là q = 9.0 -8 , bốn điện tích ở đáy trên có trị số âm, bốn điện tích đáy dưới có trị số dương. Xác định cường độ điện trường tại tâm hình lập phương. ĐS: 5 2 32 1,25.10/ 33 kq EVm a  Bài 5. Điện tích Q được phân bố đều trên một mặt cầu kim loại rắn tuyệt đối với bán kính R. Hãy xác định lực F tác dụng lên một đơn vị diện tích của mặt đó từ phía điện tích còn lại. ĐS: 2 24 032 Q F R Bài 6. trong một điện trường tạo bởi một điện tích điểm +q 1 và một điện tích điểm -q 1 , có một đường sức xuất hiện từ +q 1 hợ với đoạn thẳng nối hai điện tích một góc  . a. Hãy tính góc  mà đường sức đó hợp với đoạn thẳng trên tại -q 1
4 b.Thảo luận kết quả thu được câu a) nếu 12qq≫ . Cho biết công thức tính diện tích chỏm cầu bán kính r, góc mở 2  là 221cosSr . ĐS: a. 1 2 sinsin 22 q q   nếu 1 2 sin1 2 q q   .Nếu 1 2 sin1 2 q q   thì đường sức đi khỏi q 1 sẽ đi ra xa vô cùng và không đi tới -q 2 . b. Nếu 12qq≫ thì phương trình (4) vô nghiệm, khi đó đường sức xuất phát từ q 1 dưới góc α không đến được q 2 . Tức là điện tích q 2 không ảnh hưởng đến điện trường của điện tích q 1 , lúc đó có thể xem q 2 như là điện tích thử. Bài 7. Nguyên tử của một nguyên tố bao gồm hạt nhân mang điện Ze đặt tại tâm (Z là nguyên tử số của nguyên tố, e là điện tích nguyên tố) và lớp vỏ do các electron chuyển động xung quanh hạt nhân tạo thành. Coi phân bố điện tích của lớp vỏ chỉ phụ thuộc khoảng cách r tới tâm hạt nhân với mật độ điện khối như sau: () n A r r nếu ra ()0r nếu ra Trong đó n, A và a là các hằng số. a) Chỉ ra rằng n phải lớn hơn một giá trị xác định. Tìm giá trị đó. b) Nguyên tử đang trung hòa về điện, hãy tìm hằng số A.