Tài liệu Các câu hỏi Vậ lý ppt

Câu 1: Các định luật Niutơn, định lý về động lượng, định luật bảo toàn động lượng
a) Các định luật Niutơn
• Định luật I: Khi 1 chất điểm cô lập, nếu đang đứng yên thì sẽ tiếp tục đứng yên, nếu đang chuyển
động thì sẽ chuyển động thẳng đều
• Định luật II: Chuyển động của 1 chất điểm mà có tổng hợp lực tác dụng ≠0 là 1 chuyển động có
gia tốc
• Định luật III: Khi chất điểm A tác dụng lên chất điểm B 1 lực
F

thì điểm B cũng tác dụng lại
điểm A 1 lực
'F

: 2 lực này tồn tại đồng thời cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. Đây gọi
là 2 lực trực đối.
b) Các định lí về động lượng:
• Định lí 1: Đạo hàm động lượng của 1 chất điểm đối vs thời gian có giá trị = tổng hợp lực tác dụng
lên chất điểm đó:
d
K

=
F

dt
=>
K

∆
=
K


2
-
K

1
=
∫
2
1
F

dt
• Định lí 2: Độ biến thiên động lượng của 1 chất điểm trong 1 khoảng thời gian nào đó có giá trị
bằng xung lượng của tổng hợp lực tác dụng lên chất điểm trong khoảng thời gian đó
c) Định luật bảo toàn động lượng: Trong 1 hệ kín thì tổng động lượng của hệ dc bảo toàn
m
1
v

1
+ m
2
v

2
+...+m
n
v


n
= m
1
v

1
’+m
2
v

2
‘+...+m
n
v

n
‘
Câu 2: Phương trình chuyển động vật rắn quay xung quanh một trục cố định
Ta xét một vật rắn chịu tác dụng của
mômen lực M , quay quanh trục cố định Δ với
gia tốc góc
β


Ta chia vật rắn thành nhiều
phần tử, mỗi phần tử có khối lượng Δm
i
, cách
trục quay một khoảng r
i

,
chịu tác dụng của ngoại lực tiếp tuyến
tiF

. Khi đó có thể coi mỗi phần tử là 1 chất điểm khoảng cách giữa
các chất điểm luôn luôn không đổi. Mỗi chất điểm sẽ vạch nên một quĩ đạo tròn bán kính r
i
nằm trong mặt
phẳng vuông góc với trục quay Δ, có gia tốc tiếp tuyến
a
ti . Theo định luật Newton II, ta viết được: (phần
này chịu khó giở sách trang 73 ra mà ghi vào)
 I.
β

=
Μ

Câu 3: Công, năng lượng, động năng,thế năng,định luật bảo toàn năng lượng.
a)Công:
- Công A do lực F thực hiện trên đoạn chuyển dời MM' là một đại lượng được xác định bởi tích sau đây:
A = F.s.cosα
Trong đó α là góc tạo bởi F và s. Vì F.cosα = Fs là hình chiếu của vectơ
F

lên phương
của
s

nên có thể viết:

A = Fs . s
Hay có thể viết lại thành tích vô hướng như sau:
A=
F

.
s

Nhận xét:
Công A là đại lượng vô hướng, có thể có giá trị dương hoặc âm.
*A > 0 khi α <
2
π
, khi đó ta nói F là lực phát động, và A là công phát động.
*A < 0 khi α >
2
π
, khi đó ta nói F là lực cản, và A là công cản.
*A = 0 khi α =
2
π
, lực F vuông góc với phương dịch chuyển, thực hiện công bằng không.
* Trường hợp tổng quát
Lực làm cho vật chuyển dời trên đường cong AB và trong quá trình đó lực
F

thay đổi cả
về phương, chiều và độ lớn, do đó ta chia đường cong AB thành những đoạn ds ≈ MM' sao cho mỗi đoạn
này có thể coi như thẳng và trên đó lực
F


không đổi
=> dA=
F

d
s

=>A=
∫
AB
dA
=
∫
AB
sdF


b) Năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng:
- Năng lượng là một đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động của vật chất
- Năng lượng không tự nhiên sinh ra mà cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển từ hệ này sang hệ khác.
c) Động năng: Động năng là phần cơ năng ứng với sự chuyển dời vị trí của các vật.
- Cách thiết lập công thức động năng: Giả sử xét chất điểm khối lượng m chịu tác dụng của một lực F làm
cho nó di chuyển từ vị trí (1) đến vị trí (2)
=> Công của lực F thực hiện trong quá trình này là:
A=
∫
)2(
)1(
sdF



Theo định luật Newton II:
F

= m.
a

= m.
dt
vd

 A=
∫
)2(
)1(
sdF


=
∫
)2(
)1(
sdam


=
∫
)2(
)1(

. sd
dt
vd
m


=
∫
)2(
)1(
. vdvm

Nếu m không đổi, ta có thể viết:
A=
∫
)2(
)1(
2
)
2
(
mv
d
- Định lí động năng: Độ biến thiến động năng của một chất điểm trong một quãng đường nào đó bằng công
của ngoại lực tác dụng lên chất điểm trên quãng đường đó.
d) Thế năng:
Giả sử một chất điểm di chuyển từ điểm (1) sang điểm (2) trong trường lực thế. Khi đó, lực
F

thực hiện

một công A
12
. Ở vị trí (1) nó có năng lượng W
t1
, ở vị trí (2) nó có năng lượng W
t2
.Dạng năng lượng này chỉ
phụ thuộc vào vị trí của chất điểm trong trường thế và được gọi là thế n ng:ă
A
12
= W
t1
- W
t2
Câu 4: Khái niệm điện trường, biểu thức, ý nghĩa. Nguyên lý chồng chất điện trường
a) Khái niệm điện trường, biểu thức, ý nghĩa
- Định nghĩa: Sở dĩ các điện tích tuy ở cách xa nhau, không tiếp xúc với nhau nhưng vẫn tương tác được
với nhau là vì không gian xung quanh mỗi điện tích tồn tại một môi trường vật chất đặc biệt gọi là điện
trường. Thể hiện sự tồn tại của điện trường là ở chỗ khi đặt bất kì một điện tích nào vào điện trường thì
điện tích đó đều bị tác dụng của một lực điện. Điện trường là môi trường truyền tương tác điện từ điện tích
này sang điện tích khác.
- Biểu thức:
q
F
E


=
=>
qEF .


=
+ q>0 =>
EF

↑↑
+ q<0 =>
EF

↑↓
- Vectơ cường độ diện trường gây ra bởi 1 điện tích điểm:
r
r
r
qq
F


.
.
.
.
4
1
2
0
0
ε
πε
=

+ q>0 =>
rE


↑↑
+ q<0 =>
rE


↑↓
=>
2
0
.
.
4
1
r
q
E
ε
πε
=
- Vectơ cường độ diện trường gây ra bởi 1 hệ vật mang điện: Xét hệ điện tích điểm Q
1
, Q
2
, ..., Q
n
được phân

bố rời rạc trong không gian. Để xác định véctơ cường độ điện trường tổng hợp
E

tại một điểm M nào đó
của không gian, ta đặt tại M một điện tích q. Khi đó lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q bằng:
∑
=
n
i
F
1
F

=> Véctơ cường độ điện trường tổng hợp tại M bằng:
q
F
E


=
=
∑
n
i
F
q
1
.
1


=
∑
n
i
q
F
1

=
∑
n
i
E
1

b) Nguyên lý chồng chất điện trường
Véctơ cường độ điện trường gây ra bởi một hệ điện tích điểm bằng tổng các véctơ cường
độ điện trường gây ra bởi từng điện tích điểm của hệ
r
r
r
dq
EdE


.
.
.
4
1

2
0
ε
πε
∫∫
==
+ Nếu vật mang điện là dây (C) tích điện => dq=
λ
dl với
λ
dl là mật độ điện dài của dây
∫
=
)(
2
0
.
.
.
4
1
C
r
r
r
dl
E


ε

λ
πε
+ Nếu vật mang điện là 1 mặt S tích điện => dq=
dS
σ
trong đó
dS
dq
=
σ
là mật độ điện mặt
∫
=
S
r
r
r
dS
E


.
.
.
4
1
2
0
ε
σ

πε
+ Nếu vật mang điện là 1 khối r => dq=
τρ
d
trong đó
τ
ρ
d
dq
=
là mật độ điện khối của vật
∫
=
S
r
r
r
d
E


.
.
.
4
1
2
0
ε
τρ

πε
Câu 5: Điện thông, cảm ứng điện, định lý O-G đối với điện trường
a) Điện thông
Điện thông qua một điện tích S đặt trong điện trường chính là thông lượng của véctơ cảm
ứng điện gởi qua diện tích S đó.
SdDd


.
=
φ
Trong đó
D

là vecto cảm ứng điện tại 1 điểm bất kỳ trên dS, d
S

là vectơ diện tích, hướng theo pháp
tuyến
n

cú dS và có độ lớn bằng chính diện tích dS đó
b) Cảm ứng điện
r
r
r
q
ED



.
.4
..
2
0
π
εε
==
2
.4 r
q
D
π
=
c) Định lí O-G đối với điện trường:
Xét một điện tích điểm dương q đặt cố định tại điểm O. Điện tích q tạo ra một trường tĩnh
điện xung quanh nó. Giả sử một mặt cầu S (tâm O, bao quanh q) có bán kính r. Qui ước chiều dương của
pháp tuyến
n

trên mặt cầu hướng ra ngoài. Vì lý do đối xứng nên:
- Véctơ
D

có độ lớn như nhau tại mọi điểm trên mặt cầu S
-
nD


↑↑

, cho nên D
n
= D (điện trường có tính đối xứng cầu).
=>
SDdSDdSDSdD
SS
n
S
e
..
)()()(
====
∫∫∫


φ
Trong đó S = 4πr
2
;
2
.4 r
q
D
π
=
=> Định lý O-G: Điện thông qua một mặt kín bằng tổng đại số các điện tích nằm trong mặt kín đó:
∫
=
)(S
e

SdD


φ
=
∑
i
i
q

Câu 6: Công của lực tĩnh điện, tính chất thế của trường tĩnh điện. Điện thế, hiệu điện thế
a)Công của lực tĩnh điện, tính chất thế của trường tĩnh điện
* Công của lực tĩnh điện
Xét điện tích điểm +q đặt trong điện trường tĩnh gây bởi điện tích điểm +Q đứng yên. Dưới tác dụng của
lực tĩnh điện điện tích +q di chuyển theo một đường cong MN
=> Công của lực tĩnh điện trong chuyển dời vô cùng nhỏ d
s

:
dA=
2
0
0
0
0
0
.
.4
.
cos.

.4
.
.
r
dr
qq
ds
qq
SdEqSdF
επε
α
επε
===




Vậy công của lực tĩnh điện trong chuyển dời điện tích từ M tới N là:
A
MN
=
NM
r
r
r
r
N
M
r
qq

r
qq
r
dr
qq
r
dr
qq
SdEq
N
M
N
M
.4
.
.4
.
4
.
.
4
.
0
0
0
0
2
0
0
2

0
0
0
πεεπεεπεεπεε
−===
∫∫∫


Ta thấy công của lực tĩnh điện trong quá trình dịch chuyển điện tích q trong điện trường có hai đặc điểm là:
− Không phụ thuộc vào dạng đường cong dịch chuyển mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm
đầu và điểm cuối của dịch chuyển.
− Nếu q dịch chuyển theo một đường cong kín (r
M
= r
N
) thì công của lực tĩnh điện
A=
∫
SdEq


.
=0
* Tính chất thế của trường tĩnh điện:
A=
∫
SdEq


.

=0
Lưu số của vectơ cường độ điện trường tĩnh dọc theo 1 đường cong kín bằng 0
b). Điện thế, hiệu điện thế
- Tỉ số
0
q
W
=
V
dc gọi là điện thế của điện trường tại điểm đang xét
+ Điện trường do một điện tích điểm Q tạo ra:
r
q
V
0
4
πεε
=
+ Điện trường do một hệ điện tích điểm tạo ra:
∑∑
==
==
n
i
i
i
n
i
i
r

q
VV
1
0
1
4
πεε
+ Điện trường bất kỳ:
∫
∞
=
M
M
sdEV


- Hiệu điện thế: A
MN
= W
M
– W
N
= q (V
M
- V
N
)
=> Công của lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển điện tích điểm q từ điểm M tới điểm N
trong điện trường bằng tích số của điện tích q với hiệu điện thế giữa hai điểm M và N đó
Câu 7: Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

Véctơ cường độ điện trường E và điện thế V tại một điểm nào đó là hai đại lượng đặc trưng cho điện trường
về hai phương diện khác nhau: véctơ E đặc trưng về phương diện tác dụng lực (
EqF

=
), còn điện thế V
đặc trưng về phương diện công – năng lượng (
∫
∞
=
M
M
sdEV


)
Xét hai điểm M và N rất gần nhau trong điện trường: điểm M thuộc mặt đẳng thế có điện
thế V, còn điểm N thuộc mặt đẳng thế có điện thế V + dV (với dV > 0). Giả sử dưới tác dụng của lực tĩnh
điện, một điện tích q < 0 dịch chuyển từ điểm M đến điểm N nói trên. Khi đó công của lực tĩnh điện trong
dịch chuyển này bằng:
dA =
SdEq


với
MNSd
=

Mặt khác: dA= q.[V-(V+dV)]=-qdV
Do đó ta có:

dVsdE
−=


Gọi α = (
sdE


,
) khi đó
SdE


= Edscosα = E
s
ds = -dV < 0, tức là cosα < 0.
=> Ta suy ra các kết luận sau:
+ Véctơ cường độ điện trường E luôn luôn hướng theo chiều giảm của điện thế (góc α tù).
+ Hình chiếu của E lên một phương nào đó về trị số bằng độ giảm điện thế trên một đơn vị dài của phương
đó:
ds
dV
E
−=

+ Lân cận một điểm trong điện trường, điện thế biến thiên nhiều (nhanh) nhất theo phương pháp tuyến với
mặt đẳng thế (hay theo phương của đường sức điện trường vẽ qua
điểm đó).
Câu 8: Điều kiện cân bằng tĩnh điện, tính chất của vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện.
a) Điều kiện cân bằng tĩnh điện

- Vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm bên trong vật dẫn phải =0
0
=
tr
E

- Thành phần tiếp tuyến
t
E

của vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm trên mặt vật đẫn phải =0