Đề cương ôn tập môn Công nghệ Lớp 11 - Bài 1 đến 5

Nội dung tài liệu: Đề cương ôn tập môn Công nghệ Lớp 11 - Bài 1 đến 5

1. CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG BÀI 1: ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I.Sự nhiễm điện của các vật. Điện tích.Tương tác điện. 1.Sự nhiễm điện của các vật - Có 3 cách làm cho vật nhiễm điện: + nhiễm điện do cọ xát + nhiễm điện do tiếp xúc + nhiễm điện do hưởng ứng 2. Điện tích. Điện tích điểm. + Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. 3. Tương tác điện.Hai loại điện tích. + Có hai loại điện tích là điện tích dương (+) và điện tích âm (-). + Tương tác điện: các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. Sự đẩy hay hút giữa các điện tích đó là sự tương tác điện. II. Định luật Cu-lông. 1. Định luật Cu-lông. a. Nội dung Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. b. Biểu thức: ||qq Nm2 F = k 12 ; F là lực tương tác, đơn vị niu tơn (N); k = 9.109 là hệ số tỉ lệ; r 2 C 2 q1, q2 là điện tích của các điện tích điểm, đơn vị cu-lông (C); r là khoảng cách giữa hai điện tích, đơn vị mét (m). 2. Tương tác giữa các điện tích đặt trong điện môi. Hằng số điện môi. + Trong môi trường điện môi (môi trường cách điện) đồng tính, lực tương tác giữa các điện tích sẽ ||qq yếu đi  lần so với trong chân không: F = k 12 r 2 1
2. + Hằng số  được gọi là hằng số điện môi của môi trường cách điện ( 1). Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng của một môi trường cách điện. Nó cho biết, khi đặt điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. 3. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm. Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): đặt trên mỗi điện tích; - Phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích; - Chiều: các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau; ||qq ||qq - Độ lớn: Trong không khí: F12 = F21 = F = k 12 ; Trong điện môi: F = k 12 . r 2 r 2 4. Xác định lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích. Nếu một vật có điện tích q chịu tác dụng của nhiều lực FF12,, thì lực tổng hợp F tác dụng lên q là véc tơ tổng xác định bởi: FFF=12 + + . F Có thể được xác định bằng một trong hai cách sau: a)Nếu FF12, cùng phương: -Cùng chiều: FFF=+12 -Ngược chiều: FFF=−12 22 b)Nếu vuông góc nhau: FFF=+12 c)Tổng quát, khi hợp với nhau một góc α. Theo định lý hàm số cosin ta có: 2 2 2 2 2 2 FFFFF=1 + 2 −2. 1 . 2 .cos( − ) Hay: FFFFF=1 + 2 + 2. 1 . 2 .cos d)Khi một điện tích cân bằng đứng yên, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích thỏa điều kiện: FFF=12 + + = 0 B. VẬN DỤNG 2
3. Câu 1:Trong các hiện tượng sau, hiện tượng không liên quan đến nhiễm điện là: A. Về mùa đông lược dính rất nhiều tóc khi chải đầu; B. Chim thường xù lông về mùa rét; C. Ôtô chở nhiên liệu thường thả một sợi dây xích sắt kéo lê trên mặt đường; D. Sét giữa các đám mây. Câu 2: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. Câu 3: Nếu giảm khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A.tăng lên 3 lần. B. giảm đi 3 lần. C. tăng lên 9 lần. D. giảm đi 9 lần. Câu 4: Hai điện tích điểm trái dấu có cùng độ lớn 10-4/3 C đặt cách nhau 1 m trong parafin có điện môi bằng 2 thì chúng A. hút nhau một lực 0,5 N. B. hút nhau một lực 5 N. C. đẩy nhau một lực 5N. D. đẩy nhau một lực 0,5 N. TỰ LUẬN -8 -8 Bài 1 (Bài 3b/TL) Hai điện tích q1 = -4.10 C, q2 = 4. 10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một -9 khoảng 4 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 2.10 C khi: q0 đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm. Hướng dẫn giải: Bước 1: Tính độ lớn |푞1 푞0 | |푞1 .푞0 | - Lực điện do q1 tác dụng lên q0: F10 = k 2 = k 2 = 0,00045N 10 |푞2 푞0 | |푞2 푞0 | - Lực điện do q2 tác dụng lên q: F20 = k 2 = k 2 = 0,0001125 N 20 3
4. Ta có : Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q0: 푭⃗⃗⃗ = 푭⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ + 푭⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ Bước 2: Vẽ 푭⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ , 푭⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ , 푭⃗⃗⃗ q1 q0 퐹⃗ 퐹⃗⃗⃗10⃗⃗ A B 퐹⃗⃗⃗20⃗⃗ q M 2 Bước 3 : Dựa vào hình vẽ xác định 퐹⃗⃗⃗ về phương, chiều , độ lớn Vì 퐹⃗⃗⃗10⃗⃗⃗ 푛𝑔ượ ℎướ푛𝑔 퐹⃗⃗⃗⃗20⃗⃗ nên: + độ lớn F = | F10 – F20| = 0.0003375 N + phương, chiều : hình vẽ. q0 q1 Bài 2 (tự luyện). Tại hai điểm A và B cách nhau 20cm trong không khí, đặt hai điện tích điểm q1 = −6 6 6 −3.10 C, q2 = 8.10 C. Xác định độ lớn lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10 C đặt tại C. Biết AC = 12cm, BC = 16cm. Bài 2: THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH. A-TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Thuyết electron 1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. • Cấu tạo nguyên tử: - Hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm, gồm: nơtron không mang điện và proton mang điện dương. - Các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân. - Bình thường, số proton bằng số electron nên nguyên tử trung hòa về điện. • Điện tích của electron và proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được nên ta gọi chúng là điện tích nguyên tố (âm hoặc dương). Kí hiệu : e. (1e = 1,6.10-19 C) -19 + Điện tích của electron: qe = - e = - 1,6.10 C -19 + Điện tích của proton: qp = + e = 1,6.10 C 4
5. ⇒ Điện tích của vật tích điện bất kì: q= n. e ( n ∈ Z+: số nguyên dương) 2. Thuyết electron. • Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật gọi là thuyết electron. • Nội dung - Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. - Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm. - Vật nhiễm điện âm nếu: số electron > số proton. Vật nhiễm điện dương nếu số electron < số proton. II. Vận dụng 1. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện - Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn. - Vật (chất) dẫn điện, vật (chất) cách điện: + Vật (chất) có chứa các điện tích tự do → Vật ( chất) dẫn điện + Vật (chất) có không chứa hoặc chứa rất ít điện tích tự do → Vật ( chất) cách điện. Ví dụ: - Kim loại chứa electron tự do, các dung dịch axit, bazo, muối chứa các ion tự do là các chất dẫn điện. - Không khí khô, thủy tinh, sứ, cao su là các chất cách điện. 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện, khi đó 2 vật đều nhiễm điện cùng dấu. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc. 3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng Đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần thanh kim loại MN trung hòa điện. Khi đó quả cầu A sẽ hút các electron dịch chuyển về đầu M dẫn đến đầu M nhiễm điện âm, đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện trong thanh MN gọi là nhiễm điện do hưởng ứng. III. Định luật bảo toàn điện tích Trong 1 hệ cô lập về điện (hệ không trao đổi điện tích với các hệ khác) thì tổng đại số các điện tích là không đổi. B. BÀI TẬP 5
6. Dạngq= n BÀI. e TẬP CƠ BẢN Dạng 1: Tính số electron thừa (thiếu), tính điện tích của vật. Một điện tích bất kì: ( n ∈ Z+: số nguyên dương) Dạng 2: Giải thích cơ chế nhiễm điện giữa các vật Dạng 3: Tính điện tích của mỗi vật sau khi tiếp xúc. Từ đó tính lực tương tác điện sau khi tiếp xúc. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ⇒ 2 q'''. q q F' == k12 k rr22 Ví dụ 1: Một thanh thép mang điện tích -2,5.10-6 C, sau đó nó lại được nhiễm điện để có điện tích 5,5.10-6 C. Trong quá trình nhiễm điện lần sau, thanh thép đã A. nhận vào 1,875.1013 electron. B. nhường đi 1,875.1013 electron. C. nhường đi 5.1013 electron. D. nhận vào 5.1013 electron. Hướng dẫn: Tóm tắt: q = -2,5.10-6 C, q’ = -5,5.10-6 C. Hỏi thanh thép đã nhận hay nhường n = ? (electron) Giải: Độ lệch điện tích giữa hai trạng thái: Δq = q’ -q = 5,5.10-6 – (-2,5.10-6) = 8.10-6 (C) Vì q’>0, q<0 ➔ Thanh thép đã nhường đi (mất bớt) electron. =q n. e Số electron mất bớt là: =8.10−−6n .1,6.10 19  n = 5.1013 ( electron). Chọn C Ví dụ 2: Hai quả cầu nhỏ giống hệt nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần -7 -7 lượt là q1 = -3,2.10 C, q2 = 2,4.10 C, cách nhau một khoảng 12 cm. Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu khi đó có độ lớn là A. 10-4 N. B. 10-3 N. C. 10N. D. 1N. Hướng dẫn: -7 -7 Tóm tắt: q1 = -3,2.10 C, q2 = 2,4.10 C; r = 12cm; ɛ = 1 Sau tiếp xúc , F = ? 6
7. qq+ (−+ 3,2 2,4).10−7 Giải: - Điện tích mỗi quả cầu sau tiếp xúc là: q'= q ' =12 = = −0,4.10− 7 ( C ) 12 22 2 qq'. '− 0,4.10− 7 - Lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu sau tiếp xúc: F'= k12 =9.10 9 . = 10− 3 ( N ) r 220,12 Vì sau tiếp xúc , hai điện tích cùng dấu nên lực F’ là lực hút. Chọn B BÀI TẬP TỰ LUYỆN I – TỰ LUẬN Bài 1: Hai hạt bụi trong không khí ở cách nhau một khoảng R= 3 cm , mỗi hạt mang điện tích qC=−9,6.10−13 . a.Tính lực tĩnh điện giữa hai hạt. b.Tính số electron dư trong mỗi hạt bụi, biết điện tích mỗi electron là eC=−1,6.10−19 . Bài 2 :Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 = 3μC và q2 = 1μC kích thước giống nhau cho tiếp xúc với nhau rồi đặt trong chân không cách nhau 5cm. Tính lực tương tác tĩnh điện giữa chúng ngay sau tiếp xúc. II – TRẮC NGHIỆM Câu 1: Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì khi cọ xát A. các điện tích bị mất đi. B. electron chuyển từ vật này sang vật khác. C. các điện tích tự do được tạo ra trong vật. D. vật bị nóng lên. Câu 2: Hạt nhân của một nguyên tử oxi có 8 proton và 9 notron, số electron của nguyên tử oxi là A. 9. B. 16. C. 17. D. 8. Câu 3: Vật A trung hoà điện đặt tiếp xúc với vật B đang nhiễm điện dương thì vật A cũng nhiễm điện dương, là do A. điện tích dương từ vật B di chuyển sang vật A. B. ion âm từ vật A di chuyển sang vật B. C. electron di chuyển từ vật A sang vật B. D. electron di chuyển từ vật B sang vật A. 7
8. Câu 4: Hai quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích với |q1| = |q2|, đưa chúng lại gần thì chúng hút nhau. Nếu cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra thì chúng sẽ mang điện tích: A. q = 2 q1. B. q = 0. C. q = q1. D. q = q1/2. Câu 5: Hai quả cầu kim loại A, B tích điện tích lần lượt là q1, q2 . Trong đó q1 là điện tích (+), q2 là điện tích (-), q1 > q2 . Cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau, sau đó tách ra, rồi đưa quả cầu B lại gần quả cầu C đang tích điện âm, chúng sẽ A. hút nhau. B. đẩy nhau. C. không tương tác nhau. D. có thể hút hoặc đẩy nhau. Câu 6: Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 = 5μC và q2 = - 3μC kích thước giống nhau cho tiếp xúc với nhau rồi đặt trong chân không cách nhau 5cm. Lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sau khi tiếp xúc là A. 4,1N. B. 5,2N. C. 3,6N. D. 1,7N. BÀI 3: ĐIỆN TRƯỜNG – CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐIỆN TRƯỜNG - Điện trường là một môi trường truyền tương tác điện, bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. - Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. II. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG 1. ĐỊNH NGHĨA 1. Khái niệm cường độ điện trường: - Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho sự mạnh yếu của điện trường tại một điểm. 2. Định nghĩa: - Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. 8
9. 퐹 - Biểu thức: E = 푞 Với: + F (N): độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích thử q > 0. + q (C): độ lớn điện tích thử. 3. Véctơ cường độ điện trường: 퐹 - ⃗ = có đặc điểm: 푞 + Gốc: tại điểm đang xét. + Phương, chiều: trùng với phương chiều lực điện tác dụng lên q > 0. + Độ dài: tỉ lệ với độ lớn của E theo một tỉ xích nào đó. 4. Đơn vị đo cường độ điện trường: Vôn/mét (V/m). 5. Cường độ điện trường của một điện tích điểm: |푄| -Trong chân không: = . 2 |푄| - Trong điện môi đồng tính: = . ɛ 2 → **Véc tơ cường độ điện trường E gây bởi một điện tích điểm có : - Điểm đặt: tại điểm ta xét. - Phương: trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét. - Chiều: hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương, hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm. 6. Nguyên lí chồng chất điện trường: → → → → EEEE=12 + +..... + n Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường * E = E1 + E2 * Độ lớn của E tổng hợp: + E1  E2 E = E1 + E2 9
10. + E1  E2 E = E1 − E2 2 2 + E1 ⊥ E2 E = E1 + E2 2 2 + (E1, E2 )= E = E1 + E2 + 2E1E2 cos Nếu EEEE= = 2 cos( ) 1 2 1 2 III. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 1. Định nghĩa: - Đường sức điện là những đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véctơ cường độ điện trường tại điểm đó. 2. Hình dạng đường sức của một số điện trường: Xem SGK 3. Các đặc điểm của đường sức điện: + Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ vẽ được một đường sức điện. Các đường sức điện không cắt nhau. + Đường sức điện là những đường có hướng, theo hướng của véctơ cường độ điện trường. + Đường sức điện là những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương, kết thúc ở điện tích âm. Nếu chỉ có một điện tích, các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc đi từ vô cực về điện tích âm. + Chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện sẽ mau. Chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện sẽ thưa. 4. Điện trường đều: - Điện trường đều là điện trường mà véctơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều. Minh họa điện trường đều giữa 2 bản kim loại tích điện trái dấu (h3.10) B. BÀI TẬP VẬN DỤNG TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1 : Điện trường là A. môi trường không khí quanh điện tích. B. môi trường chứa các điện tích. 10
11. C. môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. D. môi trường dẫn điện. Câu 2: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường về A. khả năng thực hiện công. B. tốc độ biến thiên của điện trường. C. mặt tác dụng lực. D. năng lượng. Câu 3 : 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 4 : Điện trường đều là điện trường có A. độ lớn của điện trường tại mọi điểm là như nhau. B. véctơ E tại mọi điểm đều bằng nhau. C. chiều của vectơ cường độ điện trường không đổi. D. độ lớn do điện trường đó tác dụng lên điện tích thử là không đổi. Câu 5: Đặt một điện tích dương, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích sẽ chuyển động A. dọc theo chiều của đường sức điện trường. B. ngược chiều đường sức điện trường. C. vuông góc với đường sức điện trường. D. theo một quỹ đạo bất kỳ. → → Câu 6: Các điện tích Q1 và Q2 gây ra tại M các điện trường tương ứng là E 1 và E 2 cùng hướng với nhau. Theo nguyên lí chồng chất điện trường thì độ lớn của cường độ điện trường tại M là → → → 2 2 A. E = E1 + E2 . B. E = E1 + E2. C. E = E1 + E2 . D. E = E1 - E2. C. CÁC DẠNG TOÁN CƠ BẢN DẠNG 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm Phương pháp: Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra có: + Điểm đặt: Tại điểm đang xét; + Phương: Trùng với đường thẳng nối điện tích Q và điểm đang xét; + Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0 và hướng về Q nếu Q < 0; Q + Độ lớn: E = k , trong đó k = 9.109 (Nm2/C2) . r 2 11
12. Ví dụ: Một điện tích q = 1,6.10-6C đặt tại điểm A. Xác định phương chiều và độ lớn của vectơ cường độ điện trường tại điểm M cách A một khoảng là 20 cm. Hướng dẫn: Do q > 0 nên vectơ cường độ điện trường gây ra tại điểm M có hướng đi ra xa điện tích. Phương nằm trên đường thẳng MA, chiểu hướng từ A đến M và có độ lớn: q 1,6.10-9 E=k =9.109 =360V/m. A r r22 0,2 q >0 M BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Quả cầu nhỏ mang điện tích 10-9C đặt trong không khí. Cường độ điện trường tại 1 điểm cách quả cầu 3cm có độ lớn là A. 105V/m. B. 104V/m. C. 5.103V/m. D. 3.104V/m. Bài 2: Cường độ điện trường do 1 điện tích điểm Q = 64.10 – 6C gây ra tại 1 điểm M trong không khí là 36.105 V/m. Khoảng cách từ điện tích đến điểm đó là A. 20cm. B. 30cm. C. 40cm. D. 50cm. Bài 3: 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. DẠNG 2 Xác định Cường độ điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra ( NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT ĐIỆN TRƯỜNG) PHƯƠNG PHÁP - B1 Xác định vectơ cường độ điện trường E12 ;E ...của mỗi điện tích điểm gây ra tại điểm mà bài toán yêu cầu. + Điểm đặt r + Phương chiều + Độ lớn q >0 M - B2 Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường Điện trường tổng hợp: E= E1 + E 2 + E 3 +..... Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện trường tổng hợp (phương, chiều và độ lớn) hoặc dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông góc Oxy Xét trường hợp chỉ có hai điện trường: E= E12 + E Khi E1 E 2 E = E 1 + E 2 12
13. Khi E1 E 2 E = E 1 + E 2 22 Khi E1⊥ E 2 E = E 1 + E 2 2 2 2 Khi (E1 ;E 2) = α E = E 1 + E 2 + 2E 1 E 2 cosα -8 -8 Ví dụ : Hai điện tích điểm q1 = 4.10 C và q2 = - 4.10 C nằm cố định tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong chân không. Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại điểm M cách A 10cm, cách B 30 cm. Bước 1 Tính độ lớn cường độ điện trường do điện tích q1 và q2 gây ra tại M Chú ý M cách A 10 cm tức r1M = 10cm = 0,1m M cách B 30cm tức r2M =30cm = 0,3m B 4.10−8 q1 93 E1M = k2 =9.10 .2 = 36.10 ( V / m ) q1 q2 .r1M (0,1) −4.10−8 q2 9 E2M = k2 =9.10 .2 = 4000( V / m ) .r2 M (0,3) Vecto E1M đặt tại M Phương : trùng với đt nối từ A đến M Chiều hướng ra xa q1 do q1>0 Vecto E2M điểm đặt tại M Phương : trùng với đt nối từ B đến M Chiều hướng về q2 do q2<0 Trên hình vẽ độ dài vecto E1M được vẽ dài hơn do độ lớn E1M>E2M Bước 2 Áp dụng Nguyên lý chồng chất điện trường Vectơ cường độ điện trường tổng hợp: EEE=+12MM Vì EE12MM nên ta có E = E1N - E 2N = 32000 (V/m) BÀI TẬP TỰ LUYỆN -8 -8 Hai điện tích q1=8.10 C, q2 = -8.10 C đặt tại A, B trong không khí., AB = 4cm. Xác định véctơ cường độ điện trường do hệ hai điện tích gây ra tại C với: CA = 8cm; CB = 4cm ( A, B, C thẳng hàng) . TIẾT 5: BÀI TẬP I.TỰ LUẬN 13
14. -10 Bài 1 (Bài 2/tr4 TL) : Hai điện tích điểm q1 = q2 = 5.10 C đặt trong không khí cách nhau một đoạn 10 cm. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích? b. Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trường nước ( = 81), hỏi lực tương tác giữa hai điện tích sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa hai điện tích không thay đổi (như đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ -8 -8 Bài 2(Bài 3a/tr4 TL): Hai điện tích q1 = -4.10 C, q2 = 4. 10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi q đặt tại trung điểm O của AB. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ −−10 10 Bài 3 (Bài 1 b/tr8 TL). Cho hai điện tích q12=4.10 C , q = − 4.10 C đặt ở A, B trong không khí, AB = a = 2cm. Xác định véc tơ cường độ điện trường E tại: M cách A 1cm, cách B 3cm. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ II. TRẮC NGHIỆM Câu 1: (Câu 2/tr3 TL) Công thức của định luật Culông là q q q q q q q q A. F = k 1 2 . B. F = 1 2 . C. F = k 1 2 . D. F = 1 2 . r 2 r 2 r 2 k.r 2 Câu 2: (Câu 8/tr3 TL) Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm tăng lên 4 lần, đồng thời độ lớn của mỗi điện tích tăng lên gấp đôi thì lực tương tác tĩnh điện lúc sau so với lúc đầu sẽ 14
15. A. giảm 4 lần. B. tăng 4 lần. C. giảm 16 lần. D. tăng 16 lần. Câu 3: (Câu 12/tr3 TL) Hai điện tích điểm đặt trong ko khí cách nhau 12cm, lực tương tác giữa chúng bằng 10N. Đặt chúng vào trong dầu cách nhau 8cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10N. Hằng số điện môi của dầu là A. 1,51. B. 2,01. C. 3,41. D. 2,25. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Câu 4 : (Câu 14/tr3 TL) Hai điện tích điểm đều bằng +q đặt cách xa nhau 5cm. Nếu một điện tích được thay bằng –q, để lực tương tác giữa chúng có độ lớn không đổi thì khoảng cách giữa chúng bằng A. 2,5cm. B. 5cm. C. 10cm. D. 20cm. ................................................................................................................................................................ .............................................................................................................................E ................................... ................................................................................................................................................................ Câu 5: (Câu 2/tr4 TL) Vật bị nhiễm điện do cọ xát vì khi cọ xát A. các điện tích bị mất đi. B. electron chuyển từ vật này sang vật khác. C. các điện tích tự do được tạo ra trong vật. D. vật bị nóng lên. Câu 6 : (Câu 10/tr5 TL)Vật A nhiễm điện dương đưa lại gần vật B trung hoà được đặt cô lập thì vật B cũng nhiễm điện, là do. A. điện tích trên vật B tăng lên. B. điện tích trên vật B giảm xuống. C. điện tích trên vật B phân bố lại. D. điện tích trên vật A truyền sang vật B. Câu 7 : (Câu 1/tr6 TL) Điện trường là A. môi trường không khí quanh điện tích. B. môi trường chứa các điện tích. C. môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. D. môi trường dẫn điện. Câu 8: (Câu 3/tr6 TL)Véctơ cường độ điện trường tại một điểm trong điện trường luôn A. cùng hướng với lực F tác dụng lên điện tích q đặt tại điểm đó. B. ngược hướng với lực F tác dụng lên điện tích q đặt tại điểm đó. C. cùng phương với lực tác dụng lên điện tích thử q đặt tại điểm đó. D. vuông góc với lực F tác dụng lên điện tích q đặt tại điểm đó. Câu 9: (Câu 10/tr7 TL)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 10: (Câu 23/tr8 TL)Cường độ điện trường do 1 điện tích điểm Q gây ra tại 1 điểm cách nó 30cm trong không khí là 4.106 V/m. Độ lớn của điện tích điểm là 15
16. A. 4.10 – 1C. B. 4.10 – 5C. C. 4.10 – 6C. D. 4.10 – 4C. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ BÀI 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN A-TÓM TẮT LÍ THUYẾT I-Công của lực điện 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích được đặt trong điện trường đều. Khi đặt điện tích q trong điện trường đều nó sẽ chịu tác dụng của lực điện F : = q. E Đặc điểm: Lực là lực không đổi và có: • Phương song song với các đường sức điện ( // E ) • Cùng chiều với nếu q>0 và ngược chiều nếu q <0. • Độ lớn: F = q .E 2.Công của lực điện trong điện trường đều như sau: Công của lực điện có trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường đều từ M đến N : A = q.E.d (1) Trong đó: q: điện tích dịch chuyển ( C) ( xét dấu q) A: công lực điện (J) • d = MH = s.cos ( , s ): hình chiếu đường đi trên phương đường sức (M là hình chiếu của điểm đầu đường đi trên một đường sức điện; H là hình chiếu của điểm cuối đường đi trên một đường sức điện; Chiều dương của MH là chiều của điện trường). • Chú ý: s = MN: độ dài đường đi; ( , ) = α1 ( hình vẽ) => Như vậy công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện từ điểm M đến N sẽ không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi. Nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của đầu M đến điểm cuối N của đường đi. => Lực tĩnh điện chính là lực thế. => Trường tĩnh điện chính là trường thế. 3. Công của lực điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích trong một điện trường bất kì 16
17. Công của lực điện trong sự dịch chuyển của điện tích q trong một điện trường bất kỳ từ M đến N không phụ vào hình dạng của đường đi, chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối đường đi. Đây là đặc tính chung của điện trường tĩnh. II- Thế năng của một điện tích trong điện trường 1. Khái niệm thế năng của một điện tích trong điện trường Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường. + Trong điện trường đều : A = q.E.d = WM Trong đó: • d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm ( Gốc Thế năng tại bản âm) (m) • WM : thế năng của điện tích q tại điểm M (J) + Trong điện trường bất kì: ( Gốc Thế năng tại vô cùng) • WM = AM∞ 2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q Do độ lớn của lực điện luôn tỉ lệ thuận với điện tích thử q nên thế năng của điện tích khi ở M cũng sẽ tỉ lệ thuận với q: • AM = WM = VMq Trong đó: VM hệ số tỉ lệ , không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M trong điện trường 3. Công của lực điện và độ giảm thế năng • AMN = WM – WN (2) : Hiệu thế năng tại điểm đầu M và điểm cuối N bằng công lực điện dịch chuyển điện tích trên đoạn MN. B. BÀI TẬP Dạng cơ bản: Xác định được d để tính công lực điện Ví dụ: Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường là E = 300 V/m, E //BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên cạnh BA. H -8 Hướng dẫn: Cho q = 10 C; a = 10 cm ; E = 300 V/m, //BC . Tính ABA 0 dBA = BH = AB.cos60 = 0,1.1/2 = 0,05 (m) 17
18. -8 -7 ABA = q.E. dBA = 10 .300.0,05 = 1,5.10 J I -TỰ LUẬN Bài 1: Cho 2 tấm kim loại đặt song song, cách nhau 2cm, được nhiễm điện trái dấu. Người ta cần dùng một công A = 2.10-9 J để di chuyển điện tích q = 5.10-10 C từ tấm kim loại này sang bên tấm kim loại kia. Coi điện trường giữa 2 tấm kim loại là đều. Hãy tính điện trường giữa 2 bản kim loại ? Bài 2: Điện tích q =10 −8 C di chuyển dọc theo các cạnh của ABC đều cạnh a =10cm trong điện trường đều cường độ điện trường là: E = 300V , //BC ( hình A m vẽ). Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên các cạnh AB, BC, AC. B C II – TRẮC NGHIỆM Câu 1: Công của lực điện không phụ thuộc vào A. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi. B. cường độ điện trường. C. hình dạng đường đi. D. độ lớn điện tích dịch chuyển. Câu 2: Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của điện trường. B. phương chiều của cường độ điện trường. C. khả năng sinh công của điện trường. D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường Câu 3: Nếu điện tích dịch chuyển trong điện trường sao cho thế năng của nó tăng thì công của lực E điện trường có giá trị A. âm. B. dương. C. bằng 0. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. Câu 4: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 1  C dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1m là: A. 10 J. B. 1 J. C. 1 mJ. D. 1 J. 18
19. Câu 5: Công của lực điên trường dịch chuyển quãng đường 1m một điện tích 10 C vuông góc với các đường sức điện trường một điện trường đều cường độ 106 V/m là: A. 1 J. B. 10 J. C. 100 J. D. 0 J. Câu 6: Công của lực điện trường dịch chuyển 1 điện tích 10 mC song song với các đường sức trong một điện trường đều với quãng đường 10 cm là 1J. Độ lớn của cường độ điện trường đó là: A. 10000 V/m. B. 1000V/m. C. 100 V/m. D. 10 V/m. Câu 7: Khi điện tích dịch chuyển trong điện trường đều theo chiều đường sức thì nó nhận được 1 công 10J. Khi dịch chuyển tạo với chiều đường sức 600 trên cùng độ dài quãng đường thì nó nhận được một công là : A. 10 J. B. 5 2 J. C. 5 3 /2 J. D. 5 J. Bài 3: ĐIỆN THẾ -HIỆU ĐIỆN THẾ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Điện thế 1. Định nghĩa - Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q.  AM - Công thức: VM = q Với AM∞ : là công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cực. 2. Đơn vị điện thế: Điện thế có đơn vị là Vôn (kí hiệu: V): 1V = 1J/C 19
20. 3. Đặc điểm của điện thế: + Điện thế là đại lượng đại số . + Điện thế của đất và của một điểm ở vô cực thường được chọn làm mốc (bằng 0) II.Hiệu điện thế 1.Khái niệm: UMN = VM – VN 2. Định nghĩa - Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó. AMN - Biểu thức: UMN = VM – VN = q - Đơn vị: Hiệu điện thế có đơn vị là Vôn (V) Chú ý: - Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng, có giá trị đại số. - Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế. - Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, khi chịu tác dụng của lực điện thì nó sẽ có xu hướng di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng chiều điện trường). Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tích âm di chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường) - Trong điện trường, vector cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp; 4. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế 푼푴푵 U E = = 풅푴푵 d B. VẬN DỤNG Câu 1: (Câu 1TL/tr 11)Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về A. khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường. B. khả năng sinh công tại một điểm. C. khả năng tác dụng lực tại một điểm. D. khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường. Câu 2: (Câu 2TL/tr 11)Khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại điểm đó A. không đổi. B. tăng gấp đôi. C. giảm một nửa. D. tăng gấp 4. 20