Phân loại và phương pháp giải một số bài tập vật lí chương điện tích, điện trường

1. Mở đầu:
1.1 Lí do chọn đề tài:
Trong quá trình giảng dạy của giáo viên bộ môn vật lý ở trên lớp, thì việc
truyền đạt cho đa số học sinh hiểu và nắm vững kiến thức đã là khó, nhưng việc
làm cho học sinh vận dụng được những kiến thức đó vào để giải được các bài
tập càng khó hơn. Hơn nữa đối với Trường THPT Trần Ân Chiêm, với chất
lượng học sinh đầu vào khá thấp, sự quan tâm của phụ huynh đối với việc học
tập của các em đang còn rất hạn chế. Do vậy việc vận dụng kiến thức đã học vào
để giải các bài tập vật lý là rất khó khăn, lượng học sinh tự tìm ra phương pháp
giải một bài toán cho mình là rất ít. Mặt khác số lượng bài tập cho mỗi một dạng
bài toán trong sách giáo khoa và sách bài tập của bộ môn vật lý chưa nhiều (mỗi
một dạng chỉ có từ 1 đến 2 bài), như thế cũng không đủ bài tập để cho học sinh
rèn luyện cách làm cho mỗi dạng bài tập.
Vậy làm thế nào để cho đa số học sinh có thể giải được các bài tập một
cách dễ dàng? Theo tôi, cần phải có một cách phân loại rõ ràng các dạng bài tập,
đồng thời phải có một phương pháp giải phù hợp cho mỗi dạng bài tập đó. Để
khi học sinh đọc đề lên có thể dễ nhận biết và tìm ra ngay cách giải.
Với những nhu cầu thực tế trong giảng dạy như vậy, nên tôi đã dựa vào
một số kinh nghiệm của mình và đồng thời tham khảo các tài liệu có liên quan
để mạnh dạn đưa ra một phương pháp giải theo tôi là đơn giản, dễ nhớ nhất dưới
dạng các bài toán từ dễ đến khó, dùng làm tài liệu cho học sinh học tập trong các
tiết tự chọn và tự học ở nhà, đồng thời qua đó cũng để trao đổi kinh nghiệm
giảng dạy của mình với các đồng nghiệp khác.
Trên khuôn khổ của một sáng kiến kinh nghiệm, nên ở đây tôi chỉ áp dụng
cho chương “ Điện tích – Điện trường” ở lớp 11 cơ bản và nâng cao. Vì vậy đề
tài tôi chọn ở đây là: “Phân loại và phương pháp giải một số bài tập vật lí
chương điện tích, điện trường”.
1.2. Mục đích nghiên cứu:
Căn cứ vào các tài liệu như: Chuẩn kiến thức kỹ năng lớp 11, sách giáo
viên lớp 11, tài liệu bồi dưỡng giáo viên, sách giáo khoa vật lý 11 và các ý kiến
thống nhất của tổ bộ môn, tôi đưa ra những mục tiêu, mức độ cần đạt của

chương Điện tích – Điện trường như sau:
a. Về kiến thức:
- Nêu được các cách làm nhiễm điện một vật (cọ xát, tiếp xúc, hưởng
ứng).
- Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích.
- Phát biểu được định luật Cu-lông và chỉ ra đặc điểm của lực điện giữa
hai điện tích điểm.
- Trình bày được các nội dung chính của thuyết electron.
- Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất gì.
- Phát biểu được định nghĩa cường độ điện trường.
- Nêu được các đặc điểm của đường sức điện.
- Nêu được trường tĩnh điện là trường thế.
1


- Phát biểu được định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm của điện trường
và nêu được đơn vị đo hiệu điện thế.
- Nêu được mối quan hệ giữa cường độ điện trường đều và hiệu điện thế
giữa hai điểm của điện trường đó. Nêu được đơn vị đo cường độ điện trường.
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo của tụ điện và nhận dạng được các tụ điện
thường dùng.
- Phát biểu được định nghĩa điện dung của tụ điện và nêu được đơn vị đo
điện dung. Nêu được ý nghĩa các số ghi trên mỗi tụ điện.
- Nêu được điện trường trong tụ điện và mọi điện trường đều mang năng
1
2

lượng. Viết được công thức W = CU 2 .
- Nêu được cách mắc các tụ điện thành bộ và viết được công thức tính
điện dung tương đương của mỗi bộ tụ điện.

b. Về kỹ năng:
- Vận dụng được định luật Cu-lông để xác định lực điện tác dụng giữa hai
điện tích điểm.
- Xác định được cường độ điện trường (phương, chiều, độ lớn) tại một
điểm của điện trường gây bởi một, hai hoặc ba điện tích điểm.
- Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm
trong điện trường đều.
- Giải được bài tập về chuyển động của điện tích trong điện trường đều.
- Vận dụng được công thức C =

q
và
U

W=

1
CU 2
2

- Vận dụng được các công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ
điện.
C. Thái độ: Taọ hứng thú học môn vật lý cho học sinh.
d. Định hướng các năng lực chính hướng tới
- Năng lục tự học.
- Năng lục ghi nhớ.
1.3. Đối tượng nghiên cứu:
Học sinh khối 11- cơ bản .
Lớp 11C7- 40 học sinh
Lớp 11C8 - 38 học sinh.

1.4. phương pháp nghiên cứu :
-Cơ sở lý thuyết .
-Khảo sát thực tế.
-Phương pháp giải bài tập.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm:
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm:
Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò
hết sức quan trọng, để hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý đạt hiệu quả đòi

2


hỏi người giáo viên phải không ngừng đầu tư, sáng tạo, tìm tòi phương pháp
phù
hợp. Bài tập vật lý sẽ giúp các em hiểu sâu hơn những qui luật, hiện tượng vật lý.
Thông qua các bài tập vật lý tạo điều kiện cho HS vận dụng linh hoạt các kiến
thức đã học, làm cho các kiến thức đó trở nên sâu sắc và trở thành vốn riêng của
HS. Khi giải các bài tập HS phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh,
phân tích, tổng hợp…Nên bài tập vật lý gây hứng thú cho HS.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm :
Như tôi đã giới thiệu ở phần 1, thì đa số học sinh trong các lớp tôi dạy nói
riêng và học sinh của trường THPT Trần Ân Chiêm nói chung, không biết vận
dụng kiến thức vào để giải bài tập, hay nói cách khác là đa số học sinh không tự
tìm ra cho mình được một phương pháp giải đối với một bài toán.
Từ đó tôi nghĩ rằng mình phải cho các em một phương pháp giải đối với
mỗi dạng bài tập, đồng thời cho các em thêm nhiều bài tập để các em có thể
luyện thêm ở nhà. Thế là ý tưởng hình thành đề tài này của tôi bắt đầu từ đó.
2.3. Các giải pháp cụ thể:Phân loại và phương pháp giải bài tập chương Điện
tích – Điện trường:
1. Bài toán 1: Tương tác giữa hai điện tích điểm.

1.1. Lý thuyết:
-Lực tương tác giữa hai điện tích điểm:
- Điểm đặt: Trên điện tích chịu lực tác dụng.
- Phương: Trùng với đường thẳng nối 2 điện tích.


F

- Chiều: + Ra xa hai điện tích nếu chúng cùng dấu (đẩy nhau)
+ Hướng từ điện tích nọ đến điện tích kia nếu chúng
ngược dấu ( hút nhau).
- Độ lớn:

Trong đó:

ε - là hằng số điện môi.
q1 q 2 - là độ lớn các điện tích (đơn vị đo là C).

r - Khoảng cách giữa hai điện tích (đơn vị đo là m).
k - hệ số tỉ lệ: k= 9.109 Nm2/C2.
- Một số hiện tượng cần chú ý:
+ Khi cho hai vật nhỏ nhiễm điện và dẫn điện như nhau, tiếp xúc với nhau
và sau đó tách rời nhau thì tổng điện tích chia đều cho mỗi vật:

3


q1' ' = q 2' =

q1 + q 2

2

(Điện tích điểm hoặc 2 điện tích giống hệt nhau)

+ Hiện tượng cũng xảy ra tương tự khi nối hai vật như trên bằng dây dẫn
mãnh rồi cắt bỏ dây nối.
+ Khi chạm tay vào vật nhỏ dẫn điện đã tích điện thì vật nhỏ mất điện tích
và trở thành trung hoà.
1.2. Phương pháp giải:
- Vì lực tương tác là đại lương véc tơ nên:
+ Nếu đề yêu cầu “ Xác định lực” : Có nghĩa là ta phải xác định đẫy đủ
các đặc điểm của lực ( điểm đặt, phương, chiều, độ lớn) khi đó ta nên dùng hình
vẽ để biểu diễn 3 đặc điểm đầu ( điểm đặt, phương, chiều), sau đó áp dụng công
thức để tính độ lớn.
+ Nếu đề yêu cầu “ Tính lực” thì ta chỉ áp dụng công thức để tính độ lớn
của lực mà không cần vẽ hình.
1.3. Ví dụ:
Ví dụ 1: Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm q 1, q2 cách nhau 1
khoảng r trong chất điện môi có hằng số điện môi ε . Cho q1= 4.10-6C, q2= -8.106
C, r= 4cm, ε = 2.
Giải
- Lực tương tác có hướng như hình vẽ:

- Độlớn :
F12 = F21 = k .

q1 q 2

ε .r 2

4.10 −6.( −8.10 −6 )

= 9.10 .
9

2.(4.10 − 2 ) 2

= 90( N )

Ví dụ 2: Hai quả cầu nhỏ có điện tích q 1= 2.10-6C, q2= 5.10-6C tác dụng
vào nhau một lực 36N trong chân không.
a. Tính khoảng cách giữa chúng.
b. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi đưa ra vị trí cũ. Tính lực tương
tác lúc này.
Giải
a. Áp dụng công thức:
F = k.

q1 .q 2
.r 2

⇒r=

k q1 .q 2
.F

=

9.10 9.2.10 −6.5.10 −6
= 0,05m

36

Vậy r= 0.05m = 5cm.
b. Sau khi tiếp xúc ta có:
q1 + q 2 2.10 −6 + 5.10 −6
q =q =
=
= 3,5.10 −6 (C ).
2
2
q1' .q 2'
3,5.10 −6.3,5.10 −6
Lực tương tác là: F12 = F21 = k 2 = 9.10 9
= 44,1( N )
r
(5.10 −2 ) 2
'
1

'
2

4


Chú ý: Ví dụ 1 là yêu cầu xác định lực, ví dụ 2 chỉ yêu cầu tính lực.
1.4. Bài tập vận dụng và nâng cao:
Bài số 1: Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm q1 = 6µC ,
q 2 = 9µC đặt cách nhau một khoảng r= 3cm trong môi trường có hằng số điện
môi ε = 5 .

Bài số 2: Hai điện tích điểm đặt cách nhau một khoảng r=3cm trong chân
không, hút nhau bằng một lực F= 6.10-9N. Điện tích tổng cộng của chúng là
q= 10-9C. Xác định các điện tích?
8
3

Bài số 3: Cho hai quả cầu nhỏ giống nhau có điện tích q1 = 10 −7 C và
2
q 2 = − 10 −7 C chạm vào nhau rồi đưa chúng ra xa cách nhau 20cm trong chân
3

không. Tính lực tương tác giữa chúng?
Bài số 4: Hai điện tích điểm đặt cách nhau r1= 3,6cm trong không khí. Hỏi
khi đặt trong nước nguyên chất ( ε = 81 ) phải cách nhau một khoảng r2 bằng bao
nhiêu để lực tương tác giữa hai điện tích không đổi.
Bài số 5: Có hai giọt nước giống nhau, mỗi giọt có thừa 1 êlecron cho
rằng các giọt nước hình cầu và biết rằng lực đẩy tĩnh điện tác dụng lên mỗi giọt
nước cân bằng với lực hấp dẫn của chúng. Tính bán kính R của mỗi giọt nước?
Bài số 6: Theo giả thiết về cấu tạo nguyên tử Hiđrô của Bo thì nguyên tử
Hiđrô gồm hạt nhân và 1 êlectron quay xung quanh nó trên quỹ đạo tròn bán
kính r=5,3.10-11m. Tìm vận tốc của êlectron và số vòng quay của nó trong mỗi
giây?Coi êlectron và hạt nhân tương tác theo định luật Cu lông.
2. Bài toán 2: Sự tương tác giữa nhiều điện tích.
2.1. Lý thuyết:
Nếu một điện tích q chịu tác dụng của nhiều lực do nhiều điện tích tác
dụng lên. Thì tổng hợp
lực tác dụnglên q là:
  
F = F1 + F2 + ... + Fn
(2.1)

2.2. Phương pháp giải:
Giải theo thứ tự các bước như sau:
- Áp dụng công thức (2.1) cho hợp lý.
- Tính F1 , F2 ,..., Fn
  
- Biểu diễn F , F1 , F2 trên hình vẽ.
- Dựa vào
hình
để tính: ta có các trường hợp sau:


+ Nếu F1 ↑↑ F2 thì F = F1 + F2


+ Nếu F1 ↑↓ F2 thì F = F1 − F2


+ Nếu F1 ⊥ F2 thì
F = F12 + F22 (định lý Pitago)

5






+ Nếu F1 = F2 và F1 hợp với F2 một góc α thì:
α
2

F= 2.OH = 2.F1 . cos

( Tam giác cân có đường cao vừa là đường trung trực vừa là đường phân giác)



α
+ Nếu F1 = F2 và F1 hợp với F2 một góc α mà = 60 0 thì F = F1 = F2
2

0

( tam giác cân có góc ở đáy là 60 là tam
giác đều)

+ Nếu F1 ≠ F2 và F1 hợp với F2 một
góc α
F 2 = F12 + F22 − 2 F1 F2 cos(π − α )
⇒ F 2 = F12 + F22 + 2 F1 F2 cos α

2.3. Ví dụ:
Ví dụ 1: Cho hai điện tích điểm q1 = 16µC , q1 = −64 µC . Lần lượt đặt tại hai
điểm A và B trong chân không cách nhau 1m. Xác định lực tổng hợp tác dụng
lên điện tích q 0 = 4 µC khi q0 đặt tại điểm M sao cho: AM= 60cm, BM= 40cm.
Giải



F0 = F10 + F20

- Ta có:
Với:

F10 = k
F20 = k

q1 .q 0

= 9.10 .
9

AM 2
q 2 .q 0

16.10 −6.4.10 −6
0,6 2

= 1,6( N )

(−64.10 −6 ).4.10 −6

= 9.10 .
= 14,4( N )
BM 2
0,4 2
Vì AM + BM = AB ⇒ Điểm M nằm trên đoạn AB.
9

Vì



F10 ↑↑ F20 nên F0 = F10 + F20 = 1,6 + 14,4 = 16( N )
Ví dụ 2: Có ba điện tích điểm q1 = q 2 = q3 = 1,5.10 −6 C đặt trong chân không

ở ba đỉnh tam giác đều cạnh a = 15cm. Tính lực điện tổng hợp tác động lên mỗi
điện tích.
Giải:
- Xét lực điệntổng hợptác dụng lên điện tích q3
F3 = F13 + F23
+ Ta có:
+ Với F13 = F23 = k .




q1 .q3



a2

= 9.10 .
9

1,5.10 −6.1,5.10 −6
(0,15) 2

= 0,9( N ).

+ Các lực F13 , F23 , F3 được biểu diễn như hình vẽ sau:

6


- Vì F13 = F23 nên ∆ OAB cân
góc AOB = 300
⇒ F3 = 2F23 . cos 30 0
3
= 1,56( N )
2
- Vì q1 = q 2 = q3 , đặt ở 3 đỉnh
⇒ F3 = 2.0,9.

tam giác đều nên ta có:
F1 = F2 = F3 = 1,56( N )

2.4. Bài tập vận dụng và nâng cao:
Bài số 1: Cho hai điện tích điểm q1 = 4.10 −6 C , q 2 = 3.10 −6 C đặt tại hai điểm
A và B trong không khí. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích
q3 = 2.10 −6 C đặt tại trung điểm O của AB.
Bài số 2: Cho hai điện tích q1 = 16.10 −6 C , q 2 = −64.10 −16 C lần lượt đặt tại
hai điểm A và B trong chân không cách nhau 1m. Xác định lực điện tổng hợp
tác dụng lên điện tích q0 = 4.10 −6 C khi đặt tại:
a. Điểm N: AN= 60cm, BN= 80cm
b. Điểm C: AC= BC= AB = 100cm
Bài số 3: Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Ta đặt 3 điện tích điểm
có cùng độ lớn q. Trong đó có hai điện tích dương và một điện tích âm. Xác định
lực tương tác lên mỗi điện tích.
Bài số 4: Cho hai điện tích bằng +q ( q>0) và hai điện tích bằng –q đặt tại

4 đỉnh của hình vuông ABCD cạnh a, trong chân không. Tính ( theo q và a) lực
điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích nói trên?
3. Bài toán 3: Điện trường do điện tích điểm gây ra. Lực tác dụng lên điện
tích đặt trong điện trường.
3.1. Lý thuyết.
- Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại một điểm:
- Điểm đặt: Tại điểm xét.


E

- Phương: Trùng với đường thẳng nối từ Q đến M.
- Chiều: + Hướng ra xa Q nếu Q>0.
+ Hướng về phía Q nếu Q<0.
- Độ lớn:

Trong đó:

Q- Độ lớn điện tích gây ra điện trường (đơn vị tính là C).
ε - Hằng số điện môi.
r- Khoảng cách từ Q đến M (đơn vị tính là m).
E- Độ lớn cường độ điện trường (đơn vị tính là V/m)

7






- Lực tác dụng lên điện tích q đặt trong điện trường: F = q.E

- Điểm đặt: Trùng với q.


F

- Phương: Trùng với .
- Chiều: + Cùng chiểu với khi q>0.
+ Ngược chiều với khi q<0.
- Độ lớn:

3.2. Phương pháp giải: Tương tự như bài toán 1.
- Nếu đề bài yêu cầu xác đinh cường độ điện trường thì ta phải xác định
đầy đủ các đặc điểm của véc tơ E ( vẽ hình và tính độ lớn).
- Nếu đề bài chỉ yêu cầu tính cường độ điện trường thì ta chỉ việc áp dụng
công thức độ lớn để tính.
Chú ý: Phân biệt điện tích Q và điện tích q ở hai công thức trên.
Q- là điện tích gây ra điện trường.
q- là điện tích thử chịu lực tác dụng của điện trường.
3.3. Ví dụ:
Ví dụ1: Cho điện tích Q= -10-8C đặt tại điểm A trong dầu hoả có ε =2.
Xác định cường độ điện trường tại điểm B cách điểm A 6cm trong dầu hoả và
xác định lực điện tác dụng lên điện tích q= 3.10-7 C đặt tại B?
Giải:
- Cường độ điện trường tại điểm B có hướng như hình vẽ.

Độ lớn
E B = k.

Q

ε . AB 2

= 9.10 9

10 −8
1
= .10 5 (V/m)
2
8
2.(0,06)

- Lực tác dụng lên q có hướng như hình vẽ.

8


1
8

3
8

Độ lớn F = q.E B = 3.10 −7. .10 5 = .10 − 2 ( N )
Ví dụ 2: Điện tích q đặt tại A trong chân không gây tại B cường độ điện

trường E . Nếu đặt tại B điện tích q 0 = 10-6C thì nó chịu tác dụng của lực F
hướng từ B về A và độ lớn F= 10-2N.


a. Xác định cường độ điện trường E tại B?
b. Suy ra giá trị của q? Biết AB=30cm.
Giải:

a. E được biểu diễn như hình vẽ.
Độ
E=

lớn:
−2

F 10
= −6 = 10 4 (V / m) .
q 0 10
q

E. AB 2 10 4.(0,3) 2
⇒ q =
=
= 10 −7 C
b. Ta có: E = k .
2
9
k
ε . AB
9.10

Vì F hướng từ B về A nên q< 0 vậy q= -10-7C.

3.4. Bài tập vận dụng và nâng cao:

Bài số 1: Một điện tích điểm q = 6.10 -8C đặt trong điện trường của một
điện tích điểm Q chịu tác dụng lực F = 6.10-4N.
a. Tính cường độ điện trường E tại điểm đặt điện tích q?
b. Tính độ lớn của điện tích Q? Biết rằng hai điện tích cách nhau r =
30cm trong chân không.
Bài số 2: Một quả cầu nhỏ (coi như điện tích điểm) mang điện tích
Q = -10-5C Hãy xác định:
a. Cường độ điện trường tại điểm M cách tâm quả cầu khoảng r = 10cm?
b. Lực điện trường tác dụng lên điện tích q = -10-7C đặt tại M?
Bài số 3: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện
trường do một điện tích điểm q>0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường
tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.
a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của đoạn thẳng AB?
b. Nếu đặt tại M một điện tích điểm q 0= -10-2C thì độ lớn lực điện tác
dụng lên q0 là bao nhiêu? Xác định phương và chiều của lực?
4. Bài toán 4: Cường độ điện trường do nhiều điện tích điểm gây nên.
4.1. Lý thuyết:

Gọi E1 là cường độ điện trường do q1 gây ra tại M.

Gọi E 2 là cường độ điện trường do q2 gây ra tại M.

Gọi E n là cường độ điện trường do qn gây ra tại M.
Theo nguyên
lý chồng chất
điện trường ta có:

 

E M = E1 + E 2 + ... + E n

(5.1)
4.2. Phương pháp giải: Tiến hành giải theo các bước sau đây.
- Áp dụng công thức (5.1) cho phù hợp với bài toán.
- Tính E1, E2…
9






- Biểu diễn E1 , E 2 … trên hình vẽ.

- Dựa vào hình vẽ để tìm E M .


+ Nếu E1 ↑↑ E 2 thì E M = E1 + E 2


+ Nếu E1 ↑↓ E 2 thì E M = E1 − E 2


+ Nếu E1 ⊥ E 2 thì
E M = E12 + E 22 (định lý Pitago)


+ Nếu E1 = E 2 và E1 hợp với E 2 một góc α thì:
EM= 2.OH = 2.E1 . cos

α

2

( Tam giác cân có đường cao vừa là đường trung
trực vừa là đường phân giác)


+ Nếu E1 = E 2 và E1 hợp với E 2 một góc α mà
α
= 60 0 thì E M = E1 = E 2 ( tam giác cân có góc ở đáy là
2

600 là tam giác đều)


+ Nếu E1 ≠ E 2 và E1 hợp với E 2 một góc α
E M = E12 + E 22 − 2 E1 E 2 cos(π − α )
2

⇒ E M = E12 + E 22 + 2 E1 E 2 cos α
2

4.3. Ví dụ:
Ví dụ 1: Cho hai điện tích q1= 4.10-10C, q2= - 4.10-10C đặt
ở A, B trong

không khí. AB= a = 2cm. Xác định véctơ cường độ điện trường E tại:
a. H là trung điểm của AB.
b. M cách A 1cm, cách B 3cm.
c. N hợp với A, B thành tam giác đều.
Giải:




a. Ta có E H = E1H + E 2 H
Với

E1H = E 2 H

4.10 −10
=k
= 9.10
= 36000(V / m)
HA 2
(0,01) 2
q1

9

Vì



E1H ↑↑ E 2 H nên:
E H = E1H + E 2 H = 2.E1H = 2.36000 = 72000(V / m)

b. Ta có:





E M = E1M + E 2 M
−10
q1
9 4.10
E
=
k
=
9
.
10
= 36000(V / m)
Với 1M
MA 2
(0,01) 2

10


E2M = k



q2
MB 2

= 9.10 9

4.10 −10
= 4000(V / m)

(0,03) 2



Vì E1M ↑↓ E 2 M nên:

E M = E1M − E 2 M = 36000 − 4000 = 32000(V / m)

Với E1N = E 2 N = k

q1
a2

= 9.10 9







c. Ta có: E N = E1N + E 2 N

4.10 −10
= 9000(V / m)
(0,02) 2

Vì tam giác NCD đều nên:
EN=E1N=9000V/m
4.4. Bài tập vận dụng và nâng cao:

Bài số 1: Hai điện tích q1=10-8C, q2=-10-8C lần lượt đặt tại hai điểm A và B
cách nhau một đoạn a=3cm trong không khí.
a.Xác định cường độ điện trường tại điểm M cách đều A và B một đoạn bằng a?
b. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q0=10-9C đặt tại M?
Bài số 2: Hai điện tích q1=10-5C, q2=10-5C lần lượt đặt tại hai điểm A,B
trong môi trường có ε =2. Xác định cường độ điện trường tại điểm M nằm trên
đường trung trực của AB và cách AB một đoạn d=4cm, cho AB=6cm.
Bài số 3: cho 3 điện tích q1=q2=q3=5.10-6C đặt tại 3 đỉnh A,B,C của hình
vuông ABCD cạnh a=3cm trong chân không . Xác định cường độ điện trường tại
đỉnh D của hình vuông đó?
Bài số 4: Xác định độ lớn cường độ điện trường E tại tâm của hình lục
giác đều cạnh a=10cm. Biết rằng tại 6 đỉnh có đặt 6 điện tích điểm có cùng độ
lớn là q=10-9C,với:
a. Tất cả cùng dấu.
b. Ba điện tích dương, ba điện tích âm.
Bài số 5: có 4 điện tích q1=q2>0, q3=q4=<0 đặt tại 4 đỉnh A, C , B ' , D ' của
hình lập phương ABCDA ' B ' C ' D ' cạnh a. Xác định cường độ điện trường tại tâm O
của hình lập phương?
5. Bài toán 5: Điện thế- Hiệu điện thế- Công của lực điện trường:
11


5.1: Lí thuyết và phương pháp giải:
Áp dụng các công thức sau vào để giải bài toán:
- Công của lực điện : A=qEd ( Chỉ áp dụng được cho trường hợp điện
trường đều)
Trong đó: q- Điện tích ( đơn vị là C)
E- Cường độ điện trường ( đơn vị đo là V/m)
d- Hình chiếu của quãng đường lên phương của đường sức
(đơn vị là m)

Chú ý: Nếu q dịch chuyển theo chiều đường sức thì d> 0
Nếu q dịch chuyển ngược chiều đường sức thì d< 0
- Thế năng điện trường bằng công của lực điện khi điện tích di chuyển từ
điểm xét đến điểm chọn làm mốc.
A=WM=qEd
( điện trường đều thì điểm mốc là bản âm)
∞
WM=AM =q.VM
( điện trường không đều thì điểm mốc là ∞ )
AMN=WM-WN
( Công của lực điện bằng độ giảm thế năng)
AMN=WđN-WđM
( Công của lực điện bằng độ biến thiên động
năng)
A

M∞
- Điện thế: V M = q

- Hiệu điện thế:
U MN =

UMN=VM-VN

AMN
; UMN=E.d
q

với: V M =

WN
WM
VN =
,
q
q

( d là hình chiếu của MN lên phương đường

sức)
5.2. Ví dụ:
Ví dụ 1: Cho điện tích q=-10-5C di chuyển được đoạn đường 1cm dọc
theo một đường sức điện dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều,
có cường độ điện trường 1000V/m. Tính công của lực điện?
Giải:
Áp dụng công thức: A=qEd
Với q=-10-5C, E=1000V/m, d=-1cm=
-0,01m
⇒ A=-10-5.1000.(-0,01)=10-4J
Ví dụ 2: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích q giữa
hai điểm có hiệu điện thế U=7000V là 0,007J. Tính độ lớn của điện tích đó?
Giải:
Áp dụng công thức:
U=

A
A 0,007
⇒q= =
= 10 − 6 (C )
q

U 7000

5.3. Bài toán vận dụng và nâng cao:
Bài số 1: Cho điện tích điểm q = 1µC di chuyển một đoạn đường 1cm dọc
theo một đường sức điện dưới tác dụng của lực điện, trong một điện trường đều
có cường độ điện trường 5000V/m . Tính công của lực điện?
12


Bài số 2: Khi bay qua hai điểm M và N trong điện trường , thì êlectron
tăng tốc , động năng của nó tăng thêm được 4.10 -17J. Tính hiệu điện thế giữa hai
điểm M và N?
Bài số 3: Thế năng tĩnh điện của một êlectron tại điểm M trong điện
trường của một điện tích điểm là -32.10 -19J. Mốc tính thế năng tĩnh điện ở vô
cực . Điện thế tại điểm M bằng bao nhiêu?
Bài số 4: Một êlectron bay với vận tốc v= 1,2.10 -7m/s từ một điểm có
điện thế V1= 600V theo hướng của các đường sức. Hãy xác định điện thế V 2 của
điểm mà ở đó êlectron dừng lại?
Bài số 5: Để di chuyển một điện tích q=10 -4C từ rất xa vào điểm M của
điện trường , cần thực hiện công A=5.10 -5J. Tìm điện thế ở M? (Mốc điện thế ở
vô cùng).
Bài số 6: Êlectron trong nguyên tử Hiđrô chuyển động tròn đều xung
quanh hạt nhân với bán kính r = 0,5.10-10m. Tính:
a. Động năng và thế năng của electron trên quỹ đạo?
b. Năng lượng cần thiết để iôn hoá nguyên tử Hiđrô ( tức là đưa êlectron
ra vô cùng).
6. Bài toán 6: Tụ điện – Ghép tụ điện.
6.1. Lý thuyết:
- Các công thức liên quan đến tụ điện:
+ Điện dung:

C=

Q
U

Trong đó: Q – Điện tích của tụ ( đơn vị tính là C)
U – Hiệu điện thế giữa hai bản tụ ( đơn vị tính là V)
+ Điện dung của tụ điện phẳng:
C=

ε .S
9.10 9 .4π .d

Trong đó: ε - Hằng số điện môi.
S – Diện tích phần đối diện của hai bản tụ ( đơn vị tính là m2)
D – Khoảng cách giữa hai bản tụ ( đơn vị tính m)
+ Năng lượng:
W=

Q2 1
1
= CU 2 = QU
2C 2
2

+ Vì điện trường giữa hai bản tụ là điện trường đều nên ta có thể áp
dụng các công thức của điện trường đều.
E=

U

d

+ Khi nhúng tụ vào điện môi thì điện dung
của tụ tăng: C’= ε .C
- Ghép tụ điện:
+ Ghép nối tiếp:

13


Điện dung của bộ tụ:

Cb =

1
1
1
+
+ ... +
C1 C 2
Cn

Điện tích của bộ tụ:
Qb = Q1 = Q2 =…= Qn
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:
Ub = U1 + U2 +…+ Un
+ Ghép song song:
Điện dung của bộ tụ:
Cb = C1 + C2 + …+ Cn
Điện tích của bộ tụ:

Qb = Q1 + Q2 +…+ Qn
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch:
Ub = U1 = U2 =…= Un
6.2. Phương pháp:
- Khi tính các đại lượng liên quan đến tụ điện thì ta vận dụng các công
thức liên quan đến tụ để tính.
- Khi giải bài toán về ghép tụ ta giải theo các bước sau:
+ Phân tích mạch.
+ Tính Cb: Tính Cb theo quy luật tính từ trong ngoặc tính ra.
+ Tính hiệu điện thế và điện tích mỗi tụ: Tính theo quy luật tính từ ngoài
ngoặc trước, đại lượng nào bằng nhau thì tính đại lượng đó trước.
6.3. Ví dụ:
Ví dụ 1: Một tụ điện phẳng với điện môi không khí, Điện dung C = 5µF
khoảng cách giữa hai bản tụ là d= 5mm. Cường độ điện trường lớn nhất mà lớp
điện môi không khí không bị đánh thủng là E max= 300V/m. Tính điện tích tối đa
của tụ điện để nó không bị đánh thủng.
Giải:
Áp dụng công thức:
Q = CU
⇒ Qmax = C.U max mà U max = E max .d
⇒ Qmax = C.E max .d = 5.10 −6 .300.5.10 −3 = 75.10 −7 (C )
Ví dụ 2: Có ba tụ điện C1 = 2µF ,
C 2 = C 3 = 1µF mắc như hình vẽ. Nối hai

đầu A và B vào hai cực của nguồn có
hiệu điện thế U= 4V. Tính điện tích của
các tụ điện?
Giải:
- Ta có: (C2//C3) nt C1.
⇒ C 23 = C 2 + C 3 = 1 + 1 = 2 µF

CC
2.2
⇒ C b = 1 23 =
= 1µF
C1 + C 23 2 + 2

14


Vì C1 nt C23 ⇒ Q1 = Q23 = Qb = Cb.U = 10-6.4= 4.10-6 (C)
Q23 4.10 −6
=
= 2(V )
Vì C2//C3 ⇒ U2 = U3 = U23 =
C 23 2.10 −6
⇒ Q2 = U2.C2 = 2.10-6 (C)
⇒ Q3 = U3.C3 = 2.10-6 (C)

6.4. Bài tập vận dụng và nâng cao:
Bài số 1: Cho mạch điện có sơ đồ:
C1 = C 3 = 1µF , C 2 = 2 µF , C 4 = 3µF , UAB=
10V
a. Tính điện dung của bộ tụ?
b. Tính hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ?
Bài số 2: Một tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 4 pF , hai bản
cách nhau một khoảng d = 1mm được nối với một nguồn điện có hiệu điện thế
100V.
a. Tính điện tích của tụ điện và cường độ điện trường giữa hai bản tụ?
b. Tính năng lượng điện trường?
c. Nhúng tụ điện vào điện môi có hằng số điện môi ε = 2 . Năng lượng

điện trường tăng hay giảm và tăng giảm bao nhiêu?
Bài số 3: Cho sơ đồ mạch điện như hình bên: C1 = 2µF , C 2 = 3µF ,
C 3 = 6 µF , C 4 = 12 µF , U= 800V.
a. Tính điện dung của bộ tụ và điện
tích của mỗi tụ?
b. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm
M và N?
Bài số 4: Có ba tụ điện C1 = 10µF ,
C 2 = 5µF , C 3 = 4 µF mắc như hình vẽ: Nguồn
điện có hiệu điện thế U = 38V.
a. Tính điện thế và hiệu điện thế mỗi
tụ?
b. Tụ điện C3 bị “đánh thủng”. Tìm
điện tích và hiệu điện thế trên mỗi tụ C1?
Bài số 5: Một tụ điện phẳng không khí
có hai bản cách nhau d = 1mm và có điện
dung C0 = 2.10-11F được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế U
= 50V.
a. Tính điện tích của tụ điện và cường độ điện trường giữa các bản?
b. Người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm vào điện môi
lỏng có hằng số điện môi ε = 2 . Tính điện dung của tụ điện và hiệu điện thế của
tụ điện khi đó? Tính cường độ điện trường giữa các bản khi đó?
2.4. Hiệu quả của sang kiến đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng
nghiệp và nhà trường.
15


Năm học này tôi được phân công giảng dạy ở một lớp học theo chương
trình chuẩn là 11C7, 11C8 với tổng số học sinh là 78 em. Với những kết quả
khẳng định từ các năm trước, năm học này tôi đã áp dụng đề tài này vào giảng

dạy ngay từ đầu, tôi đã cho các em phô tô để làm tài liệu học trong các tiết tự
chọn và hướng dẫn các em tự học ở nhà.
- Khi học xong chương I, trong tiết tự chọn, tôi cũng cho các em làm một
bài kiểm tra 1 tiết với hai dạng toán để làm kết quả thực nghiệm:
+ Dạng 1: Xác định lực tương tác giữa hai điện tích điểm.
+ Dạng 2: Xác định tổng hợp cường độ điện trường tại một điểm do hai
điện tích điểm gây nên.
Kết quả:
TT

Lớp

Sỉ số

1
2

11C7
11C8

40
38

Dạng 1
Số lượng
%
34
85
32
84

Dạng 2
Số lượng
%
29
73
26
68

Kết quả này đã giúp tôi mạnh dạn đi đến quyết định là viết nội dung của đề
tài thành một sáng kiến kinh nghiệm, nhằm trao đổi phương pháp giảng dạy với
đồng nghiệp và cũng để mong nhận được những lời góp ý chân thành từ phía
đồng nghiệp để phương pháp giảng dạy của mình được hoàn thiện hơn.
3.Kết luận, kiến nghị:
3.1. Kết luận:
Sau một thời gian tiến hành thực nghiệm để hoàn thiện đề tài của mình, đến
nay tôi có thể khẳng định được rằng, đề tài của tôi có tính chất lượng và hiệu
quả giáo dục khá cao đối với những trường có chất lượng học sinh đầu vào thấp
như trường chúng tôi. Khi vận dụng đề tài này trong giảng dạy, tôi thấy:
- Đa số học sinh nắm được phương pháp giải để áp dụng cho từng dạng bài
toán.
- Học sinh nắm được công thức vật lí để áp dụng khi làm bài tập.
- Học sinh hiểu sâu kiến thức và nhớ lâu hơn.
- Những học sinh trung bình và yếu cũng có thể vận dụng được.
Vì vậy dẫn tới kết quả học tập của các em cao hơn. Hơn nữa trong đề tài tôi
đã quan tâm tới những em có lực học khá, bằng cách soạn thêm các bài toán
nâng cao để khi sử dụng đề tài này làm tài liệu học tập các em không bị nhàm
chán.
Thấy được tính ứng dụng thực tiễn của đề tài, nên trong quá trình giảng dạy
tôi cũng đã soạn và sử dụng các tài liệu tương tự cho các chương còn lại của

khối lớp 11, khối lớp 10, khối lớp 12.Trong khuôn khổ của một sáng kiến kinh
nghiệm thì ở đây tôi chỉ trình bày nội dung đối với chương I ở lớp 11. Tôi cũng
xin được nhấn mạnh lại rằng, phương pháp dạy này chỉ phù hợp đối với những
trường có chất lượng học sinh đầu vào thấp như trường chúng tôi.
16


3.2. Kiến nghị:
Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm giảng dạy cũng chưa nhiều, nên chắc chắn
những gì tôi đã trình bày trong sáng kiến kinh nghiệm, không thể tránh khỏi sai
sót. Nên rất mong nhận được những lời góp ý chân thành từ phía đồng nghiệp và
bạn đọc, để phương pháp giảng dạy của tôi được hoàn thiện hơn.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 10 tháng 5 năm 2017
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình, không sao chép. Nếu sai tôi xin
chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Người viết SKKN

Nguyễn Thị Tú

17


MỤC LỤC
1.Mở đầu.
1.1.Lí do chọn đề tài .
1.2. Mục đích nghiên cứu.

1.3. Phương pháp nghiên cứu.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
2.3. Các giải pháp cụ thể.
2.4 Hiệu quả của sáng kiến đối với hoạt động giáo dục, với bản thân,
đồng nghiệp.
3.Kết luận, kiến nghị.
3.1.Kết luận.
3.2.Kiến nghị.

Trang
1
1
1
2
2
2
3
3
3
15
16
16
16

18

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao.
2. Sách giáo viên vật lý 11 nâng cao.
3. Sách bài tập vật lý 11 nâng cao.
4. Sách giáo khoa vật lý 11 cơ bản.
5. Sách giáo viên vật lý 11 cơ bản.
6. Sách bài tập vật lý 11 cơ bản.
7. Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức và kỹ năng vật lý 11
8. Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn vật lý khối 11
9. Sách 423 bài toán vật lý 11 của Trần Trọng Hưng.
10. Chuyên đề bồi dưỡng vật lý 11 của Nguyễn Đình Đoàn.
11. Sách giải toán cơ bản vật lý 11 của Vũ Thanh Khiết.

19


PHỤ LỤC
- Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa
- Trường THPT Trần Ân Chiêm
- Địa chỉ: Yên Định, Thanh Hóa
- Điện thoại: 0373869714 Email: thpt
- Thông tin về giáo viên:
Họ và tên: Nguyễn Thị Tú
Ngày sinh: 18/5/1977
Điện thoại: 01667418824: Email:


20