Vật lí 11 Tổng hợp những điều quan trọng trong chương Điện tích - Điện trường

Tên để làm gì · 5 Tháng chín 2021

Xin chào cả nhà, sau một khoảng thời gian suy xét, BQT box Vật Lí quyết định tạo tạo Topic [Vật lí] Tổng hợp những điều quan trọng

Nghe có vẻ lạ lẫm và mọi người chưa hình dung được là nó để làm gì đúng không nào? Mình sẽ nói cụ thể cho mọi người hình dung nhé

Như các bạn đã biết trong mỗi box nhỏ (VD trong phần Vật Lí 12 thì Dao động cơ gọi là 1 box nhỏ ) thường có các bài/ topic quan trọng như tổng hợp kiến thức, chuyên đề, kỹ năng được ghim lên cao để cho không bị trôi và mọi người dễ dàng xem, tìm kiếm. Sau lần quy hoạch lại BOX vừa rồi thì đã có một vài thay đổi lớn. Chúng ta có thêm 1 BOX siêu to khổng lồ và chất lượng là "TÀI LIỆU VẬT LÍ" cập nhật tài liệu từ cơ bản đến nâng cao, ôn thi hsg, thi chuyên, thi THPTQG và đặc biệt là tổng hợp tất cả các loại đề thi cho các bạn tha hồ luyện tập. Những topic ghim cũ đã được di chuyển đến BOX mới vậy câu hỏi đặt ra là vậy topic ghim này lập ra để làm gì? Mình sẽ trả lời ngay đây:

Mục đích:

Hệ thống lại những dạng cơ bản hay gặp, những thắc mắc thường xuyên của thành viên
Hệ thống những câu hỏi hay, bài tập lạ, thú vị của thành viên
Dễ tìm kiếm (vào box nhỏ là mọi người thấy ngay ở đầu trang rồi )
Phần mở rộng kiến thức (nếu có) mà BQT cập nhật

Nội dung topic:

Tổng hợp những câu hỏi thường gặp để giải đáp
Những bài tập lạ, khó, hiếm
Các phần lưu ý khi học phần kiến thức ở box nhỏ được ghim
Kiến thức mở của box nhỏ được ghim
Những mục đích phát sinh khác

Hoạt động:

BQT box được phân công phụ trách quản lí
Thành viên không được trả lời tại topic này
Topic cập nhật thường xuyên theo từng thời kì

Mọi trao đổi góp ý về nội dung thắc mắc tại đây: [Vật lí] Góp ý về nội dung Topic ghim ở box nhỏ

Tên để làm gì · 5 Tháng chín 2021

Một số bài tập đặc trưng cho dạng "Tìm điện tích tại một điểm/ hạt"

Bài 1:

Ta xét một phần tử rất nhỏ của vòng dây và xem nó như một điện tích điểm với điện tích $\Delta q$ thì nó sẽ tác dụng một lực F lên điện tích q một lực: $F = \frac{k.\Delta q.Q}{l^2} \Rightarrow F_x = \frac{k.\Delta q.Q}{l^2}.\frac{\sqrt{l^2-R^2}}{l}$
Tất cả các thành phần theo phương Oy của vòng dây đều bị triệt tiêu nên chỉ còn phương Ox: $F_x = \frac{k.Q.Q}{l^2}.\frac{\sqrt{l^2-R^2}}{l}$
Thay cái Fx này vào chỗ F theo công thức sau:
Này là vòng dây nên điện tích nằm ở trên vòng chứ không ở tâm vì thế nên lực F tác dụng lên m trùng phương với lực căng dây T
Chiếu theo phương ngang: [tex]F=sin \alpha.\frac{kQ^{2}}{l^{2}}[/tex]
[tex]tan\alpha=\frac{\frac{kQ^{2}}{l^{2}}.sin\alpha}{m.g}\Leftrightarrow \frac{kQ^{2}}{l^{2}}.cos\alpha=m.g[/tex] (*)
Mà [tex]cos\alpha = \frac{R}{l}[/tex]
Thay vào (*) suy ra Q

Bài 2:
Trong không khí tại ba đỉnh A,B,C của một hình vuông ABCD cạnh a đặt ba điện tích dương có độ lớn lần lượt là q, 2q và 3q. Tính độ lớn cường độ điện trường tổng hợp do ba điện tích gây ra tại đỉnh thứ tư của hình vuông.

[tex]Ea=\frac{k.q}{a^{2}}=...[/tex]
[tex]Ec=\frac{k.3q}{a^{2}}=...[/tex]
[tex]Eb=\frac{k.2q}{2a^{2}}=...[/tex]
[tex]Eac=\sqrt{Ea^{2}+Ec^{2}}=...[/tex]
[tex]\vec{Eabc}=\vec{Eb}+\vec{Eac}\Rightarrow Eabc=|Eb-Eac|=...[/tex]

Bài 3:
Đặt ba điện tích âm có độ lớn lần lượt là q, 2q và 3q, tương ứng đặt tại 3 đỉnh A, B và C của một tam giác đều ABC cạnh a. Cường độ điện trường tổng hợp tại tâm tam giác.

Vì ABC là tam giác đều nên:
[tex]AO=BO=CO=r=\frac{2}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{a\sqrt{3}}{3}[/tex]
[tex]r^2=\frac{a^2.3}{9}=\frac{a^2}{3}[/tex]
Độ lớn cường độ điện trường do q,2q,3q gây ra tại tâm O của tam giác đều ABC là:
[tex]Ea=\frac{k.q}{r^2}=\frac{3kq}{a^2}(V/m)[/tex]
[tex]Eb = \frac{k2q}{r^2}=\frac{6kq}{a^2}(V/m)[/tex]
[tex]Ec=\frac{k.3q}{r^2}=\frac{9kq}{a^2}(V/m)[/tex]

Ta có: [tex]\underset{Ebc}{\rightarrow}=\underset{Eb}{\rightarrow}+\underset{Ec}{\rightarrow}[/tex]
Theo định lí hàm cos:
[tex]Ebc^2=Eb^2+Ec^2+2.Eb.Ec.cos120=\frac{36k^2.q^2}{a^4}+\frac{81k^2.q^2}{a^4}-\frac{2.6kq.9kq}{a^4}.\frac{1}{2}=\frac{63k^2.q^2}{a^4}=>> Ebc = \frac{3\sqrt{7}kq}{a^2}[/tex]

Góc giữa [tex]\underset{Ec}{\rightarrow} và \underset{Ebc}{\rightarrow}[/tex] là:
[tex]tan\alpha =\frac{Eb}{Ec}=\frac{6}{9}=>\alpha =.....{\circ}[/tex]

Góc giữa [tex]\underset{Ebc}{\rightarrow} và \underset{Ea}{\rightarrow}[/tex] là:
[tex]\beta =120^{\circ}+\alpha[/tex]

[tex]\underset{E}{\rightarrow}=\underset{Ea}{\rightarrow}+\underset{Ebc}{\rightarrow}[/tex]
Theo định lí hàm cos ta có:
[tex]E^2=Ea^2+Ebc^2+2.Ea.Eb.cos\beta=\frac{9k^2.q^2}{a^4}+\frac{63k^2.q^2}{a^4}+\frac{2.3kq.3\sqrt{7}kq}{a^4}.cos(120^{\circ}+\alpha) =>> E = .........[/tex]

Bài 4:
Vì sao hai quả cầu giống nhau, trái dấu, sau khi tiếp xúc nhau thì điện tích của hai quả cầu bằng nhau vậy ạ?

Giả sử 2 quả cầu có điện tích là q1 = q và q2 = -q
Sau khi chúng tiếp xúc với nhau, điện tích mỗi quả là:
[tex]q1'=q2'=\frac{q1+q2}{2}=\frac{q-q}{2}=0[/tex]

Giải thích sâu hơn 1 chút:

Sau khi tiếp xúc, 2 quả cầu sẽ trao đổi điện tích với nhau sao cho thế điện trên 2 quả cầu bằng nhau. Giống như ta nối thông 2 bình chứa thì mực nước trong 2 bình sẽ bằng nhau vậy.

Thế điện trên quả cầu tỷ lệ nghịch với bán kính quả cầu. VD quả cầu bán kính 2R phải tích điện 2q thì điện thế mới bằng quả cầu tích điện q nhưng bán kính R.

Ở đây 2 quả cầu giống nhau nên điện thế giống nhau khi có lượng điện tích như nhau.

Bài 5:
Bốn điện tích giống nhau q1=q2=q3=q4=q Đặt tại bốn đỉnh của hình vuông cạnh a. Tính độ lớn lực tác dụng lên mỗi điện tích ???

Mình tính 1 đỉnh được rồi nhé, vì là hình vuông nên 3 đỉnh còn lại tương đương.
F1 = [tex]\frac{kq^{2}}{a^{2}}[/tex]
F2 = F1
=> F12 = 2F1*cos45
F3 = [tex]\frac{kq^{2}}{(a\sqrt{2})^{2}}[/tex]
=> F = | F12 - F3 |

Bài 6:
2 quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mỗi quả có điện tích q, khối lượng m=10 g treo bởi 2 sợi dây cùng chiều dài 30 cm vào cùng 1 điểm. Giữ cho quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu II sẽ lệch góc 60 so với phương thẳng đứng. Cho g=10m/s2. Tìm q?

lời giải cập nhật sau...

TOPIC TỔNG HỢP KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG

Tên để làm gì · 5 Tháng chín 2021

Một số bài tập đặc trưng của tụ điện.

Bài 1: Cho C1=C3=2µF; C2=C4=4µF; UAB=10V, tính:
a. Điện dung tương đương của bộ tụ điện. b. Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện.

Bài 2:Cho C1=C3=2µF; C2=C4=4µF; U2=10V, tính:
a. Điện dung tương đương của bộ tụ điện. b. Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện.

Bài 1: C4//[(C1//C2)ntC3]
a. [tex]C123=\frac{C1.C2}{C1+C2}+C3=...[/tex]
[tex]Cb=\frac{C123.C4}{C123+C4}[/tex]
b. UAB=U4=U123=10V
[tex]Q4=C4.U4=...[/tex]
[tex]Q123=Q12=Q3=C123.U123=...[/tex]
[tex]U3=\frac{Q3}{C3}=...[/tex]
[tex]U1=U2=\frac{Q12}{C12}=...[/tex]
[tex]Q1=C1.U1=...;Q2=C2.U2=...[/tex]
Bài 2: Cái nào là C1 cái nào ;à C2, C3, C4 thế bạn?
Nếu không có thì mình cho là (C1ntC2)//(C3ntC4) nhé
a.
[tex]Cb=\frac{(C1+C2).(C3+C4)}{C1+C2+C3+C4}=...[/tex]
b.
[tex]Q1=Q2=Q12=C2.U2=...[/tex]
[tex]U1=\frac{Q1}{C1}=...[/tex]
[tex]U12=U34=\frac{Q12}{C12}=...[/tex]
[tex]Q34=Q3=Q4=\frac{U34}{C34}=...[/tex] [tex]Q34=Q3=Q4=\frac{U34}{C34}=...[/tex]
[tex]U3=\frac{Q3}{C3}=...[/tex]
[tex]U4=\frac{Q4}{C4}=...[/tex]

Bài 3:
Một tụ điên có điện dung C0 được tích điện với hiệu điện thế U0 rồi ngắt ra khỏi nguồn dùng tụ này làm nguồn điện để nạp điện cho n tụ giống nhau có điện dung C . Mỗi lần nạp cho 1 tụ
a) viết biểu thức điện tích còn lại của tụ C0 sau khi đã nạp cho n tụ
b)viết biểu thức hiệu điện thế của tụ thứ n

a/ Điện tích tụ ban đầu: Qo = Co.Uo
Ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích trên tụ vẫn không đổi và bằng Qo = Co.Uo
Mỗi lần nạp điện cho 1 tụ thì tụ sẽ dịch chuyển điện tích cho tụ khác theo nguyên tắc 2 tụ mắc song song => hiệu điện thế bằng nhau
- Lần 1: [tex]U1=\frac{Qo}{Ctđ}=\frac{Qo}{Co+C}=> Q1 = Co.U1=\frac{Co}{Co+C}.Qo=Qo(\frac{C}{Co}+1)^{-1}[/tex]
- Lần 2: [tex]U2=\frac{Q1}{Ctđ}=\frac{Q1}{Co+C}=> Q2 = Co.U2=\frac{Co}{Co+C}.Q1=Qo(\frac{C}{Co}+1)^{-2}[/tex]
..............................................
- Lần n: [tex]Qn = Qo(\frac{C}{Co}+1)^{-n}[/tex]
b/
[tex]Un=\frac{Qn}{Co}=\frac{Qo(\frac{C}{Co}+1)^{-n}}{Co}[/tex]

Một số bài tập đặc trưng về dạng tìm cường độ điện trường

Bài 1:
hai điện tích điểm q1= +3.10^-8C và q2= -4.10^-8 được đặt cách nhau 10cm trong chân không. Hãy tìm các điểm mà tại đó cường độ điện trườn bằng không. Tại các điểm đó có điện trường hay không?

Từ hình vẽ, ta thấy có 2 khoảng mà vecto cường độ điện trường E1,E2 do q1,q2 gây ra ngược chiều nhau
Gọi A,C lần lượt là 2 điểm thuộc 2 khoảng đó mà tại các điểm đó thì độ lớn vecto E1,E2 bằng nhau nên cường độ điện trường tại đó bằng 0 (hay không có điện trường)
- Vị trí A
gọi x (m) là khoảng cách từ A tới q1 như hình
Tại A:
[tex]E1=E2=>\frac{k.q1}{x^2}=\frac{k.|q2|}{(0,1+x)^2}=>x\approx 0,65(m)=65cm[/tex]
Vị trí C:
gọi y là khoảng cách từ q2 tới C như hình
Tại C:
[tex]E1'=E2'=>\frac{k.q1}{(0,1+y)^2}=\frac{k.|q2|}{y^2}=>y\approx 0,3(m)=30cm[/tex]

Bài 2:
Một quả cầu kim loại bán kính R1 = 3cm mang điện tích q1 = 5.10-8 C. Quả cầu được bao quanh bằng một vỏ cầu kim loại đặt đồng tâm O có bán kính R2 = 5 cm mang điện tích q2 = - 6.10-8 C. Xác định cường độ điện trường ở những điểm cách tâm O 2 cm, 4 cm, 6 cm.

View attachment 181952
Gọi điểm cách tâm O ở từng trường hợp là A:
Mật độ điện tích khối của quả cầu và vỏ cầu:
[tex]\rho _1=\frac{3q1}{4\pi R_1^{3}}[/tex]
[tex]\rho _2=\frac{3q2}{4\pi (R_2^{3}-R_1^{3})}[/tex]
*Điểm A cách tâm O 2cm: (OA<R1<R2)
View attachment 181955
Điểm A nằm trong bán cầu lẫn vỏ cầu:
[tex]E1=\frac{\rho _1.OA}{3.\varepsilon _0}[/tex]
[tex]E2=\frac{\rho _2.OA}{3.\varepsilon _0}[/tex]
[tex]\vec{E_A}=\vec{E_1}+\vec{E_2} \Rightarrow E_A=...[/tex]
*Điểm A cách tâm O 4cm (R1<OA<R2)
View attachment 181964
Điểm A nằm ngoài quả cầu và nằm trong vỏ cầu:
[tex]E_1=\frac{\rho _1.R_1^{3}}{3.\varepsilon _0.OA^{2}}[/tex]
[tex]E_2=\frac{\rho _2.OA}{3.\varepsilon _0}[/tex]
[tex]\vec{E_A}=\vec{E_1}+\vec{E_2} \Rightarrow E_A=...[/tex]
*Điểm A cách tâm O 6cm (R1<R2<OA)
View attachment 181965
Điểm A nằm ngoài vỏ cầu lẫn bán cầu:
[tex]E_1=\frac{\rho _1.R_1^{3}}{3.\varepsilon _0.OA^{2}}[/tex]
[tex]E_2=\frac{\rho _2.R_2^{3}}{3.\varepsilon _0.OA^{2}}[/tex]
[tex]\vec{E_A}=\vec{E_1}+\vec{E_2} \Rightarrow E_A=...[/tex]

Bài 3:

1. Một hạt mang điện nằm cân bằng trong điện trường đều vecto E có phương thẳng đứng. Nếu điện tích hạt bụi giảm đi một nửa thì sau 0,5 s quãng đường hạt bụi đi được là ( lấy g = 10m/s^2 ) ?
2. Điện tích điểm Q = 5 micro culong đặt cố định tại điểm O trong chân không, điện tích điểm q = - 4 micro culong di chuyển trên đường tròn tâm O từ M cách O 20 cm đến N cách M 10 cm. Công của lực điện trong sự dịch chuyển đó là ?

Hoàng Long AZ said:
1/ Gọi độ lớn điện tích hạt bụi là q
- Khi hạt nằm cân bằng: P = Fđ (Fđ: lực điện trường tác dụng lên hạt)
<=> mg = q.E
- Khi giảm điện tích hạt đi một nửa:
Lực điện tác dụng lên hạt lúc này: Fđ' = 0,5 qE = 0,5 mg
Hợp lực tác dụng lên hạt có độ lớn:
F = P - Fđ' = mg - 0,5 mg = 0,5mg
Mặt khác, theo định luật II Newton: F = ma (a: gia tốc hạt)
=> 0,5mg = ma =>> a = 0,5g
[tex]a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v}{0,5}=>v=0,5.a=0,5.0,5g=0,25g[/tex]
[tex]v^2=2aS=>S=\frac{v^2}{2a}=\frac{0,25^2.g^2}{2.0,5g}=\frac{g}{16}=0,625m[/tex]

2/
View attachment 180996
Cường độ điện trường E do Q sinh ra có chiều hướng ra xa nó như hình vẽ
Do vậy, khi đi từ M đến N, q đi ngược chiều nhưng trùng với phương điện trường
=> Công lực điện: A= |q|.E.(-d) [tex]=|q|.\frac{k.Q}{OM^2}.(-d)=-0,45N[/tex]

Tìm kiếm

Tìm kiếm

Vật lí 11 Tổng hợp những điều quan trọng trong chương Điện tích - Điện trường

Tên để làm gì

Cựu Mod Vật lí

Tên để làm gì

Cựu Mod Vật lí

Tên để làm gì

Cựu Mod Vật lí