Chương I và II
Chương I ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
I/ Điện tích điện trường:
Lực điện tương tác giữa 2 điện tích điểm trong điện môi đồng tính:
+ Điểm đặt: Tại mỗi điện tích.
+ Phương: Trùng đường thẳng nối 2 điện tích điểm.
+ Chiều: Nếu cùng dấu ( q
1
.q
2
>0 ) thì đẩy nhau; Nếu trái dấu ( q
1
.q
2
< 0 ) thì hút nhau.
+ Độ lớn
1 2
2
.
.
.
q q
F k
r
e
=
; k = 9.10
9
Nm
2
/ C
2
. Nếu trong chân không hay không khí thì ε = 1.
Véctơ cường độ điện trường gây bởi điện tích điểm Q trong điện môi đồng tính:
+ Điểm đặt: Tại điện tích điểm.
+ Phương: Trùng đường thẳng nối điện tích điểm và điểm khảo sát.
+ Chiều: Nếu Q > 0 thì hướng ra xa Q; Nếu Q < 0 thì hướng về Q.
+ Độ lớn
2
.
.
Q
E k
r
e
=
; Nếu trong chân không hay không khí thì ε = 1.
Lực tác dụng lên điện tích điểm q đặt trong điện trường:
.F q E=
r r
=> F = |q|.E
+ Nếu q > 0 thì
F E
r r
+ Nếu q < 0 thì
F E¯
r r
Định luật bảo toàn điện tích: Trong hệ cô lập về điện thì tổng đại số các điện tích trong hệ luôn là một hằng số.
Nguyên lí chồng chất điện trường: Véctơ cường độ điện trường tổng hợp:
1 2
. . .
n
E E E E= + + +
r r r r
trong đó
1 2
, , . . . ,
n
E E E
r r r
là các véctơ cường độ điện trường gây bởi các điện tích điểm tại điểm khảo sát.
II/ Công của lực điện. Hiệu điện thế:
Công của lực điện tác dụng q chuyển động trên trên đoạn MN trong điện trường đều
/ /
.
MN
A qE M N=
; Trong đó
/ /
M N
là hình chiếu của MN trên trục Ox và hướng theo chiều đường sức điện.
Liên hệ giữa E và U trong điện trường đều:
MN
/ /
U
E
M N
=
hay
U
E
d
=
Hiệu điện thế giữa điểm đầu M và điểm cuối N:
MN
MN
A
U
q
=
Điện tích dương đi từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp hơn còn điện tích âm thì ngược lại.
Véctơ cường độ điện trường hướng về nơi có điện thế thấp hơn.
III/ Tụ điện – Ghép tụ - Năng lượng điện trường:
Điện dung tụ bất kì:
Q
C
U
=
Điện dung tụ Phẳng:
9
.
9.10 .4 .
S
C
d
e
p
=
Điều kiện để điện môi không bị “ đánh thủng”:
gh
U U£
hay
gh
E E£
Ghép tụ song song: • U
1
= U
2
= . . . = U
n
= U
b
=>
1 2
1 2
. . .
b n
b n
Q Q Q Q
C C C C
= = = =
• Q
b
= Q
1
+ Q
2
+ . . . + Q
n
• Cb = C1 + C
2
+ . . . + C
n
.
Ghép tụ nối tiếp: Trước khi ghép nếu các tụ chưa tích điện: • Q
b
= Q
1
= Q
2
= . . . = Q
n
=> C
b
Ub = C
1
U
1
= C
2
U
2
= . . . = C
n
U
n
. • U
1
+ U
2
+ . . . + U
n
= U
b
•
1 2
1 1 1 1
. . .
b n
C C C C
= + + +
=> Nếu 2 tụ
1 2
1 2
.
b
C C
C
C C
=
+
Năng lượng của tụ đã tích điện cũng là công lực điện để đưa điện tích đến các bản tụ:
2 2
. .
2 2 2.
Q U C U Q
W
C
= = =
Năng lượng tụ Phẳng:
2
9
.
9.10 .8
E
W V
e
p
=
=> Mật độ năng lượng điện trường đều:
2
9
.
9.10 .8
E
e
w
p
=
Trang 1
Chương I và II
BÀI TẬP
Lực coulomb - Định Luật Bảo Toàn Điện tích.
Bài 1: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau một đoạn r = 4 cm. Lực đẩy tĩnh điện
giữa chúng là F = 10
-5
N.
a/ Tìm độ lớn mỗi điện tích.
b/ Tìm khoảng cách r
1
giữa chúng để lực đẩy giữa chúng là F
1
= 2,5.10
-6
N.
c/ Nếu nhúng cả hai điện tích trên vào dầu hỏa có ε = 2 và giảm khoảng cách r
1
hai lần thì lực đẩy giữa
chúng là bao nhiêu ?
Bài 2: Hai hạt bụi trong không khí cách nhau 3cm, mỗi hạt mang điện tích - 9,6.10
-13
C.
a/ Tính lực tương tác điện giữa hai hạt.
b/ Tính số êlectrôn dư trong mỗi hạt bụi. Cho điện tích mỗi êlectrôn là e = - 1,6.10
-19
C .
Bài 3: Hai vật nhỏ mang điện tích đặt cách nhau 1m trong chân không, đẩy nhau bằng lực1,8 N. Biết tổng
điện tích của hai vật là 3.10
-5
C. Tính điện tích của mổi vật.
Bài 4: Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau 4cm, hút nhau bằng lực 6,3.10
-2
N. Điện
tích tổng cộng của hai vật là - 9.10
-8
C. Tính điện tích mỗi vật.
Bài 5: Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại, giống nhau, mang điện tích q
1
và q
2
, đặt trong không khí cách nhau
2cm, đẩy nhau bằng lực F = 2,7.10
-4
N. Nếu cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi lại đưa về vị trí cũ, thì chúng đẩy
nhau với lực F
1
= 3,6.10
-4
N. Tính q
1
và q
2
.
Bài 6: Hai điện tích điểm q
1
= 8.10
-8
C và q
2
= -8.10
-8
C đặt cố định tại A và B cách nhau 6 cm trong không
khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q
3
= - 8.10
-8
C đặt tại C, nếu:
a/ CA = 4 cm,CB = 2 cm. b/ CA = 4 cm, CB =10 cm.
c/ CA =10 cm, CN = 4 cm. d/ CA = CB = 6 cm.
Bài 7: Ba điện tích điểm q
1
= q
2
= q
3
= 1.6.10
-19
C đặt trong chân không tại ba đỉnh của tam giác đều cạnh
a = 16 cm. Xác định véctơ lực tác dụng lên điện tích q
3
.
Bài 8: Hai điện tích q
1
= -2.10
-8
C, q
2
= 1,8.10
-7
C đặt trong không khí tại A và B cách nhau 8 cm. Một điện
tích q
3
đặt tại C. Hỏi:
a/ Điểm C ở đâu đễ q
3
nằm cân bằng ?
b/ Dấu và độ lớn q
3
như thế nào để q
1
và q
2
cũng cân bằng ?
Điện Trường
----
Bài 9: Quả cầu nhỏ mang điện tích q = -10
-5
C đặt trong không khí.
a/ Xác định véctơ cường độ điện trường tại điểm M cách tâm O của quả cầu một đoạn 10 cm. Vẽ hình.
b/ Đặt tại M điện tích điểm q
/
= -10
-7
C . Xác định véctơ lực điện tác dụng lên q
/
.
Bài 10: Hai điện tích điểm q
1
= q
2
= 2.10
-8
C đặt tại A, B trong không khí, biết AB = 6 cm.
a/ Xác định cường độ điện trường tại điểm M trên trung trực của AB và cách AB đoạn 4 cm.
b/ Xác định lực tác dụng lên điện tích q = - 2.10
-7
C đặt tại M.
Bài 11: Hai điện tích q
1
= -8.10
-8
C, q
2
= 8.10
8
C đặt tại A,B trong không khí, AB = 4cm. Tìm véctơ cường độ
điện trường tại C trên trung trực AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên q = - 2.10
- 9
C đặt tại C
( E // AB, hướng A → B, 9
2
.10
5
V/m )
Bài 12: Cho hai điện tích q
1
=
- 4.10
-8
C và q
2
= 16.10
-8
C đặt tại A và B cách nhau 10 cm trong không
khí.Tìm vị trí điểm M để cường độ điện trường tổng hợp bằng 0. (Đs : 10 cm, 20 cm )
Bài 13: Ba điểm A, B, C trong không khí tạo thành tam giác vuông tại A. Biết AB = 4 cm, AC = 3 cm, tại
A đặt điện tích q
1
= 2,7.10
-9
C và tại B đặt điện tích q
2.
Biết điện trường tổng hợp ở C có phương song song AB.
Xác định q
2
và E
c
. (Đs 1,25.10
- 9
C, 36.10
3
V/ m )
Bài 14: Hai điện tích điểm q
1
= q
2
= q đặt tại A, B trong không khí, biết AB = 3 cm. Xác định véctơ cường
độ điện trường tổng hợp tại C nằm trên đường trung trực của AB và cách B 3 cm, nếu:
a/ q =
3
.10
- 6
C. b/ q = -
3
.10
- 6
C.
Bài 15: Hai điện tích điểm q
1
= 16.10
-8
C, q
2
= 4.10
- 8
C đặt tại A,B trong điện môi ε = 2, AB = 6cm.
a/ Tìm lực tương tác giữa 2 điện tích.
Trang 2
Chương I và II
b/ Gọi
E
1
và
E
2
là cường độ điện trường do q
1
và q
2
gây ra tại điểm D. Tìm vị trí điểm D để E
1
= 4 E
2
và
E
1
↑↓
E
2
. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại D.
Bài 16: Cho hai điện tích điểm q
1
=
8.10
-9
C và q
2
= - 8.10
- 9
C, đặt tại A và B cách nhau 4 cm trong không
khí.
a/ Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại M, sau cho 3 điểm A, B, M tạo thành tam giác đều.
b/ Thay điện tích q
2
bằng điện tích điểm q
3
thì điện trường tổng hợp tại trung điểm H của AB có chiều từ B đến
A và E
H
= 18.10
4
V/m. Tìm dấu và độ lớn q
3
.
Bài 17: Trên đường thẳng lấy 3 điểm A, B, C sao cho AB = 2 cm, BC = 1 cm trong chân không. Lần lượt
đặt các điện tích q
1
, q
2
tại A và B. Xác định véctơ cường độ điện trường tổng hợp tại C, Nếu:
a/ q
1
= - q
2
= 6.10
- 8
C. b/ q
1
= q
2
= 3.10
-8
C.
Bài 18: Cho hai điểm A và B cùng nằm ở trên một đường sức của điện trường do điện tích điểm Q đặt tai
O gây ra. Biết độ lớn cường độ điện trường tại A và B lần lượt là E
1
= 9.10
6
V/m và E
2
= 4.10
6
V/m với A gần O
hơn B. Tìm độ lớn cường độ điện trường tại M là trung điểm của AB. ( 5,76.10
6
V/m )
-----------
Công của lực điện – Điện thế - Hiệu điện thế
Bài 19: Một electron di được đoạn đường 1cm dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực diện
trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000V/m. Tính công của lực điện.
Bài 20: Một điện tích q = 4.10
-8
C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ E = 100V/m theo một
đường gấp khúc ABC. Đoạn AB dài 20cm và vecto độ dời
BA
làm với các đường sức điện một góc 30
0
. Đoạn
BC dài 40cm và vectơ độ dời
CB
làm với các đường sức điện một góc 120
0
. Tính công của lực điện.
Bài 21: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại
phẳng, tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính
động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương.
Bài 22: Có hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 1cm. Hiệu điện thế giữ hai bản
dương và âm là 120cm. Hỏi điện thế tại điểm m nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6cm sẽ là bao
nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm.
Bài 23:Hai điểm A và B nằm trong mặt phẳng chứa các đường sức của một
điện trường đều ( Hình vẽ) AB = 10 cm; E = 10
3
V/m.
a/ Hiệu điện thế giữa A và B là bao nhiêu?
b/ Tính công của lực điện để e đi từ A đến B (bỏ qua trọng lực của electron
Bài 24: Một điện tích q
= 6.10
-9
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác
đều ABC, cạnh a = 16cm, đặt trong điện trường đều
E
song song với đường cao AH
hướng từ A đến H và có độ lớn E = 4.10
4
V/m. Tính công lực điện trường khi dịch chuyển điện tích q trên các cạnh
tam giác.
Bài 25: Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều
E
song song với AC. Biết BC = 6cm,
góc B = 60
o
, U
BC
= 120V.
a. Tính U
AB
, U
CA
và cường độ điện trường E.
b. Đặt thêm ở C điện tích q
= 9.10
-10
C . Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.
Bài 26: Tam giác ABC vuông tại C, AC = 4cm, BC = 3cm, và nằm trong điện trường đều. Vectơ
E
song
song với AC, hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m. Tính:
a. U
AB
, U
CA
,U
BC
b. Công làm một electron di chuyển từ A đến B.
Bài 27: Hai bản kim loại phẳng đặt nằm ngang song song cách nhau d = 10cm. Hiệu điện thế giữa hai bản
U = 100V. Một electron có vận tốc ban đầu v
o
= 5.10
6
m/s dọc theo đường sức về phía bản
âm. Xác định chuyển động của electron.
Bài 28: Cho ba bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song. Cho AB =
5cm, BC = 8cm. Coi điện trường giữa hai bản là điện trường đều có độ lớn E
1
= 40000
V/m, E
2
= 50000 V/m. Tính V
B
, V
C
của bản B và C nếu chọn mốc điện thế tại bản A.
Bài 19: Cho hai bản kim loại phẳng song song trái dấu, đặt cách nhau một khoảng d= 5cm
trong chân không. Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 1000V. Ở sát bản âm người ta thả
một e cho nó chuyển động dọc theo đường sức đi về bản dương. Tính:
Trang 3
60
0
•
•
B
A
A B C
1
E
2
E
Chương I và II
a. Điện trường giữa hai bản . b. Quãng đường và vận tốc mà e đi được trong 10
-8
s.
c. Công lực điện trong quãng đường trên. d. Vận tốc e khi nó đến đập vào bản dương.
(Biết m
e
= 9,1.10
-31
Kg, e = - 1,6.10
-19
C)
Tụ - Ghép tụ - Năng lượng tụ.
Bài 29: Tụ phẳng không khí có điện dung C = 0,1 µF được tích điện đến hiệu điện thế U = 100 V.
a/ Tính điện tích Q của tụ. ( 10 µC = 10
- 5
C )
b/ Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng tụ vào điện môi lỏng có ε = 4. Tính điện dung, điện tích và hiệu điện thế
của tụ lúc này. (10 µC, 0,4 µF, 25 V )
c/ Vẫn nối tụ với nguồn và nhúng tụ vào điện môi lỏng có ε = 4. Tính điện dung, điện tích và hiệu điện thế
của tụ lúc này. (0,4 µF, 40 µC, 100 V )
Bài 30:Tụ phẳng không khí có điện dung C = 2 pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 600 V.
a/ Tính điện tích Q của tụ. ( 1,2. 10
- 3
µC )
b/ Ngắt tụ khỏi nguồn và đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 . Tính điện dung, điện tích và hiệu
điện thế của tụ lúc này. ( 1,2. 10
- 3
µC , 1pF, 1200 V )
c/ Vẫn nối tụ với nguồn và̀ đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2. Tính điện dung, điện tích và
hiệu điện thế của tụ lúc này. ( 0,6. 10
- 3
µC , 1pF, 600 V )
Bài 31: Tụ có điện dung 40 nF, nêu mắc vào hai bản tụ hiệu điện thế 220V thì có bao nhiêu êlectron đến
bản âm của tụ? (55.10
12
)
Bài 32: Bộ tụ trong máy ảnh có điện dung 750 µF được tích điện đến hiệu điện thế 330 V.
a/ Tìm năng lượng mà đèn tiêu thụ trong mỗi lần loé sáng.
b/ Tính công suất phóng điện trung bình của tụ. Biết thời gian phóng điện của tụ là 5 ( ms)
Bài 1: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20µF – 200V. Nối hai bản của tụ điện với một hiệu điện thế 120V.
a/ Tính điện tích của tụ điện.
b/ Tính điện tích tối đa mà tụ điện tích được.
Bài 33: Tích điện cho một tụ điện có điện dung 20µF dưới hiệu điện thế 6V. Sau đó cắt tụ điện ra khỏi
nguồn.
a/ Tính điện tích q của tụ.
b/ Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phoáng điện tích ∆q = 0,001q từ bản dương sang bản âm.
c/ xét điện tích của tụ điện chỉ còn bằng
2
q
. Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích
∆q như trên từ bản dương sang bản âm lúc đó.
Bài 34: Điện dung của ba tụ điện ghép nối tiếp với nhau là C
1
= 20pF, C
2
= 10pF, C
3
= 3pF. Tính điện dung
của bộ tụ điện đó.
Bài 35: Cho ba tụ điện được mắc thành bộ theo sơ đồ. Cho C
1
= 3µF, C
2
= C
3
=4µF. Nối hai điểm M, N với
một nguồn điện có hiệu điện thế U = 10V. hãy tính:
a/ Điện dung và điện tích của bộ tụ điện đó.
b/ Hiệu điện thế và điện tích trên mỗi tụ điện
Trang 4
C
2
C
3
C
1
Chương I và II
CHƯƠNG II
DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
I/ Các khái niệm và ôn tập:
1/ Cường độ dòng điện:
- Cường độ trung bình:
( )
( )
( )
q C
A
t s
D
=I
D
- Số hạt tải điện n qua tiết điện thẳng dây dẫn kim loại trong thời gian ∆t:
q
n
e
D
=
- Cường độ không đổi:
q
t
=I
- Số hạt tải điện n qua tiết điện thẳng dây dẫn kim loại trong thời gian t:
q
n
e
=
2/ Ghép điện trở:
a/ Ghép nối tiếp:
Các điện trở mắc liên tiếp nhau.
Hiệu điện thế: U = U
1
+ U
2
+ . . . + U
n
.
Cường độ: I
1
= I
2
= . . . = I
n
= I
Điện trở tương đương: R
tđ
= R
1
+ R
2
+ . . . + R
n
.
b/ Ghép song song:
Đấu 1 mỗi điện trở mắc chung một điểm và đầu còn lại nối chung 1 điểm khác.
Hiệu điện thế: U
1
= U
2
= . . . = U
n
= U
Cường độ qua mạch chính bằng tổng cường độ qua các nhánh: I = I
1
+ I
2
. . . + I
n
.
Điện trở tương đương:
1 2
1 1 1 1
. . .
td n
R R R R
= = = =
.
Nếu có 2 điện trở mắc song song:
1 2
1 2
td
R R
R
R R
=
+
.
3/ Định luật nút mạch:
- Nút mạch là giao điểm của ít nhất 3 đầu dây dẫn.
- VD: Nút mạch A; I là cường độ qua mạch chính; I
1
và I
2
là cường độ qua các nhánh.
- ĐL: Tổng cường độ tới nút bằng tổng cường độ ra khỏi nút mạch đó.
II/ Công và Công suất:
- Công của dòng điện hay Công của lực điện: A = UIt => công suất của dòng điện: P = UI.
- Nhiệt toả ra trong mạch: Q = RI
2
t = UIt. Nếu mạch chỉ toả nhiệt còn thêm công thức:
2
U
Q t
R
=
- Công suất toả nhiệt: P = RI
2
= UI. Nếu mạch chỉ toả nhiệt còn thêm công thức:
2
U
P
R
=
- Công ( điện năng ) cung cấp của nguồn: A = EIt => Công suất nguồn P = EI.
- U = E + rI là hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm của nguồn. ( Bằng tổng suất điện động và độ giảm
điện thế bên trong nguồn).
- Hiệu suất nguồn:
1
U r
H
E E
I
= = -
; Nếu mạch ngoài chỉ toả nhiệt:
R
H
R r
=
+
, R là điện trở tương
đương của mạch ngoài.
III/ Ghép nguồn:
1/ Ghép nối tiếp:
- Nếu n nguồn khác nhau:
1 1
;
n n
b i b i
i i
E E r r
= =
= =
å å
- Nếu n nguồn giống nhau ( E,r) : E
b
= nE ; r
b
= nr
2/ Ghép song song n nguồn giống nhau (E,r):
Trang 5
I
A
I
1
I
2