Lý thuyết và bài tập Chương I môn Vật lí Lớp 11 - Trường THPT Thái Phiên

Nội dung text: Lý thuyết và bài tập Chương I môn Vật lí Lớp 11 - Trường THPT Thái Phiên

1. Chương I: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT: 1.Các cách nhiễm điện cho vật: Có 3 cách nhiễm điện cho vật là nhiễm điện do - Cọ xát. - Tiếp xúc. - Hưởng ứng. 2. Hai loại điện tích và tương tác giữa chúng: - Có hai loại điện tích là điện tích dương và điện tích âm. - Các điện tích cùng dấu đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. 3. Định luật Cu – lông: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường nối hai điện tích điểm, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. q q F k 1 2 r 2 k: 9.109 N.m2/C2; ε: hằng số điện môi của môi trường. 4. Thuyết electron: thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết electron. 5. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi. 6. Điện trường: a) Khái niệm cường độ điện trường: Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. b) Cường độ điện trường: - Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho tác dụng của lực điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của lực điện tác dụng F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. - Đặc điểm của véc tơ cường độ điện trường + Điểm đặt: Tại điểm đang xét. + Phương chiều: cùng phương chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương đặt tại điểm đang xét. + Độ lớn: E = F/q. (q dương). - Đơn vị: V/m. c) Cường độ điện trường gây bởi điện tích điểm Q: k Q - Biểu thức: E r 2 - Chiều của cường độ điện trường: hướng ra xa Q nếu Q dương, hướng về phía Q nếu Q âm. d) Nguyên lí chồng chất điện trường: Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng các véc tơ cường độ điện trường thành phần tại điểm đó. 7. Đường sức điện: a) Khái niệm: Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. b) Các đặc điểm của đường sức điện - Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ vẽ được một đường sức và chỉ một mà thôi. - Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của cường độ điện trường tại điểm đó. - Đường sức điện trường tĩnh là những đường không khép kín. - Quy ước: Vẽ số đường sức tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. 8. Điện trường đều: - Là điện trường mà véctơ cường độ điện trường có hướng và độ lớn như nhau tại mọi điểm. - Đường sức của điện trường đều là những đường song song cách đều.
2. 9. Công của lực điện: Công của lực điện trường là dịch chuyển điện tích trong điện trường đều không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc điểm đầu, điểm cuối của đường đi. A= qEd 10. Thế năng của điện tích trong điện trường - Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng điện trường. Nó được tính bằng công của lực điện trường dịch chuyển điện tích đó đến điểm được chọn làm mốc (thường được chọn là vị trí mà điện trường mất khả năng sinh công). - Biểu thức: WM = AM∞ = VM.q 11. Điện thế: - Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q dịch chuyển từ điểm đó ra vô cực. - Biểu thức: VM = AM∞/q - Đơn vị: V ( vôn). 12. Hiệu điện thế: - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trường trong sự di chuyển của một điện tích điểm từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của điện tích q. - Biểu thức: UMN = VM – VN = AMN/q. - Đơn vị: V (vôn). 13. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: U = E.d 14. Tụ điện: - Tụ điện là một hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách với nhau bằng lớp chất cách điện. - Tụ điện phẳng được cấu tạo từ 2 bản kim loại phẳng song song với nhau và ngăn cách với nhau bằng điện môi. - Điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Q - Biểu thức: C U - Đơn vị của điện dung là Fara (F). Fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt vào hai bản của tụ điện một hiệu điện thế 1 V thì hiệu điện thế nó tích được là 1 C. - Khi tụ điện có điện dung C, được tích một điện lượng Q, nó mang một năng lượng điện trường. II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Điện tích điểm là A. vật có kích thước rất nhỏ. B. điện tích coi như tập trung tại một điểm. C. vật chứa rất ít điện tích. D. điểm phát ra điện tích. Câu 2: Cho 2 điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi. Lực tương tác giữa chúng sẽ lớn nhất khi đặt trong A. chân không. B. nước nguyên chất. C. dầu hỏa. D. không khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Câu 3: Hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì hút nhau 1 lực là 21 N. Nếu đổ đầy dầu hỏa có hằng số điện môi 2,1 vào bình thì hai điện tích đó sẽ A. hút nhau 1 lực bằng 10 N. B. đẩy nhau một lực bằng 10 N. C. hút nhau một lực bằng 44,1 N. D. đẩy nhau 1 lực bằng 44,1 N. Câu 4: Hai điện tích điểm cùng độ lớn được đặt cách nhau 1 m trong nước nguyên chất tương tác với nhau một lực bằng 10 N. Nước nguyên chất có hằng số điện môi bằng 81. Độ lớn của mỗi điện tích là A. 9 C. B. 9.10-8 C. C. 0,3 mC. D. 10-3 C. -6 -6 Câu 5: Có hai điện tích q1 = + 2.10 (C), q2 = - 2.10 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách -6 nhau một khoảng 6 (cm). Một điện tích q 3 = + 2.10 (C), đặt trên đương trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm). Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 là: A. F = 14,40 (N). B. F = 17,28 (N). C. F = 20,36 (N). D. F = 28,80 (N).
3. Câu 6: Cho 3 quả cầu kim loại tích điện lần lượt tích điện là + 3 C, - 7 C và – 4 C. Khi cho chúng được tiếp xúc với nhau thì điện tích của hệ là A. – 8 C. B. – 11 C. C. + 14 C. D. + 3 C. Câu 7: Khi đưa một quả cầu kim loại không nhiễm điện lại gần một quả cầu khác nhiễm điện thì A. hai quả cầu đẩy nhau. B. hai quả cầu hút nhau. C. không hút mà cũng không đẩy nhau. D. hai quả cầu trao đổi điện tích cho nhau. Câu 8: Môi trường nào dưới đây không chứa điện tích tự do. A. Nước biển. B. Nước sông. C. Nước cất. D. Nước mưa. Câu 9: Vào mùa khô, nhiều khi kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ lách tách. Đó là do hiện tượng nhiễm điện A. do tiếp xúc B. do cọ xát C. do hưởng ứng. D. Cả 3 hiện tượng trên. Câu 10: Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho A. thể tích vùng có điện trường là lớn hay nhỏ. B. điện trường tại điểm đó về phương diện dự trữ năng lượng. C. tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó. D. tốc độ dịch chuyển điện tích tại điểm đó. Câu 11: Tại một điểm xác định trong điện trường tĩnh, nếu độ lớn của điện tích thử tăng 2 lần thì độ lớn cường độ điện trường A. tăng 2 lần. B. giảm 2 lần. C. không đổi. D. giảm 4 lần. Câu 12: Trong các đơn vị sau, đơn vị của cường độ điện trường là: A. V/m2. B. V.m. C. V/m. D. V.m2. Câu 13: Đặt một điện tích thử - 1μC tại một điểm, nó chịu một lực điện 1mN có hướng từ trái sang phải. Cường độ điện trường có độ lớn và hướng là A. 1000 V/m, từ trái sang phải. B. 1000 V/m, từ phải sang trái. C. 1V/m, từ trái sang phải. D. 1 V/m, từ phải sang trái. Câu 14: Một điện tích -1 μC đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1m có độ lớn và hướng là A. 9000 V/m, hướng về phía nó. B. 9000 V/m, hướng ra xa nó. C. 9.109 V/m, hướng về phía nó. D. 9.109 V/m, hướng ra xa nó. Câu 15: Trong không khí, người ta bố trí 2 điện tích có cùng độ lớn 0,5 μC nhưng trái dấu cách nhau 2 m. Tại trung điểm của 2 điện tích, cường độ điện trường là A. 9000 V/m hướng về phía điện tích dương. B. 9000 V/m hướng về phía điện tích âm. C. bằng 0. D. 9000 V/m hướng vuông góc với đường nối hai điện tích. Câu 16: Tại một điểm có 2 cường độ điện trường thành phần vuông góc với nhau và có độ lớn là 3000 V/m và 4000V/m. Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp là A. 1000 V/m. B. 7000 V/m. C. 5000 V/m. D. 6000 V/m. Câu 17: Công thức xác định cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q < 0, tại một điểm trong chân không, cách điện tích Q một khoảng r là: Q Q Q Q A. E 9.109 B. E 9.109 C. E 9.109 D. E 9.109 r 2 r 2 r r -16 Câu 18: Hai điện tích q 1 = q2 = 5.10 (C), đặt tại hai đỉnh B và C của một tam giác đều ABC cạnh bằng 8 (cm) trong không khí. Cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác ABC có độ lớn là: A. E = 1,2178.10-3 (V/m). B. E = 0,6089.10-3 (V/m). C. E = 0,3515.10-3 (V/m). D. E = 0,7031.10-3 (V/m). Câu 19: Một điện tích đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 (V/m). Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.10-4 (N). Độ lớn điện tích đó là: A. q = 8.10-6 (C). B. q = 1,25. (mC). C. q = 8 (C). D. q = 12,5 (C). -8 -8 Câu 20: Cho 2 điện tích điểm q1 = 8. 10 (C) và q2 = -2. 10 (C) đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn AB = 10 cm. Xác định vị trí của điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hệ q 1 và q2 gây ra bằng không A. M ở trên đường thẳng nối AB, ngoài đoạn AB , cách A : 20 (cm) và cách B : 20 (cm).
4. B. M ở trên đường thẳng nối AB, ngoài đoạn AB , cách A : 20 (cm) và cách B : 10 (cm). C. M ở trên đường thẳng nối AB, ngoài đoạn AB , cách A : 10 (cm) và cách B : 20 (cm). D. M là trung điểm AB. Câu 21: Một điện tích điểm q= 10-7C đặt trong điện trường của một điện tích điểm Q gây ra trong không khí, chịu tác dụng của một lực là F= 3.10- 3N. Cường độ điện trường tại điểm đặt điện tích q là: A. 2.104V/m B. 3. 104V/m C. 4. 104V/m D. 2,5. 104V/m Câu 22: Công của lực điện không phụ thuộc vào A. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi. B. cường độ của điện trường. C. hình dạng của đường đi. D. độ lớn điện tích bị dịch chuyển. Câu 23: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 2μC ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là A. 2000 J. B. – 2000 J. C. 2 mJ. D. – 2 mJ. Câu 24: Cho điện tích q = + 10-8 C dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu một điện điện tích q’ = + 4.10 -9 C dịch chuyển giữa hai điểm đó thì công của lực điện trường khi đó là A. 24 mJ. B. 20 mJ. C. 240 mJ. D. 120 mJ. Câu 25: Công của lực điện trường dịch chuyển quãng đường 1 m một điện tích 10 μC vuông góc với các đường sức điện trong một điện trường đều cường độ 106 V/m là A. 1 J. B. 1000 J. C. 1 mJ. D. 0 J. Câu 26: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 10 mC song song với các đường sức trong một điện trường đều với quãng đường 10 cm là 1 J. Độ lớn cường độ điện trường đó là A. 10000 V/m. B. 1 V/m. C. 100 V/m. D. 1000 V/m. Câu 27: Khi điện tích dịch chuyển trong điện trường đều theo chiều đường sức thì nó nhận được một công 10 J. Khi dịch chuyển tạo với chiều đường sức 60 0 trên cùng độ dài quãng đường thì nó nhận được một công là A. 5 J. B. 5 3 / 2 J. C. 5 2 J. D. 7,5J. Câu 28: Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ E, hiệu điện thế giữa M và N là UMN, khoảng cách MN = d. Công thức nào sau đây là không đúng? A. UMN = VM – VN. B. UMN = E.d C. AMN = q.UMN D. E = UMN.d Câu 29: . Trong trường hợp nào sau đây ta có một tụ điện? A. hai tấm gỗ khô đặt cách nhau một khoảng trong không khí. B. hai tấm nhôm đặt cách nhau một khoảng trong nước nguyên chất. C. hai tấm kẽm ngâm trong dung dịch axit. D. hai tấm nhựa phủ ngoài một lá nhôm. Câu 30: Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 4 V thì tụ tích được một điện lượng 2 μC. Nếu đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế 10 V thì tụ tích được một điện lượng A. 50 μC. B. 1 μC. C. 5 μC. D. 0,8 μC.