BỔ SUNG LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ĐIỆN - QUANG
A. PHẦN LÝ THUYẾT
1. Một electron chuyển động theo phương nằm
ngang đi vào khu vực của điện trường đồng
nhất có hướng vuông góc với phương chuyển
động của electron như trên Hình 1. Hãy tả
quỹ đạo chuyển động của electron. Cho biết
quỹ đạo chuyển động sẽ như thế o khi thay
thế điện tử bằng proton?
2. Viết biểu thức xác định thế năng ( ) của hệU
gồm một cặp điện tích ( , ) đặt cách nhau một khoảng . Giải thích ý nghĩa vật khi cặpq1 q2 r12
điện tích cùng dấu thì thế năng của hệ là dương và khi cặp điện tích trái dấu thì thế năng của hệ
là âm?
3. Một điện tích âm chuyển động theo hướng của điện trường đồng nhất. Hỏi: thế năng của hệ
(điện tích – điện trường) tăng hay giảm? Điện tích đó đang được chuyển động về phía điện thế
cao hay thấp?
4. Trình bày (phát biểu và biểu thức) định lý O-G và nêu ứng dụng.
5. Cho ba quả cầu kim loại giống hệt nhau A, B, C. Hai quả cầu A B tích điện bằng nhau,
đặt cách nhau một khoảng lớn hơn rất nhiều so với kích thước của chúng. Lực tác dụng giữa
hai quả cầu này . Quả cầu C không tích điện. Người ta cho quả cầu C tiếp xúc với quả cầuF
A, sau đó cho tiếp xúc với quả cầu B, rồi cuối cùng đưa C ra rất xa A B. Bây giờ xác định
lực tĩnh điện giữa A và B.
6. Điện trường trong khí quyểnhướng thẳng đứng xuống dưới (ở các độ cao hợp lí). Cường
độ của nó bằng 60 V/m độ cao 300m bằng 100 V/m ở độ cao 200m. Tính lượng điện tích
chứa trong khối không khí hình lập phương có cạnh bằng 100 m, nằm giữa hai độ cao đó. Tính
số ion (hóa trị 1) trung bình chứa trong 1 m không khí. Nêu nhận xét về kết quả thu được.3
1
7. Khoảng cách giữa hai bản của một tụ điện phẳng không khí
d=1.5
cm. Người ta đặt vào
hai bản một hiệu điện thế
U=3.9×104
V. Hỏi tụ điện bị “đánh thủng” không? Cho biết
không khí trở thành dẫn điện khi cường độ điện trường lớn hơn giá trị
Ek=3×106
V/m (
Ek
thường được gọi là điện trường đánh thủng). Nếu sau đó, người ta đặt vào giữa hai bản tụ một
tấm thủy tinh dày 3mm, với hằng số điện môi
ε=7
thì tụ điện có bị hỏng không? Biết rằng điện
trường đánh thủng đối với thủy tinh là
Ek=107
V/m.
8. Định nghĩa nêu ý nghĩa vật của điện thế, hiệu điện thế. Công thức liên hgiữa véc
cường độ điện trường và điện thế.
9. Cho một quả cầu điện môi bán kính tích điện đều trong toàn bộ thể tích của với tổng
điện tích . Diễn giải biểu thức tính điện trường do quả cầu gây ra tại điểm cách tâm cầu một
khoảng (chia hai trường hợp ).
10. Diễn giải quá trình đưa ra công thức điện dung của tụ điện phẳng, tụ điện trụ và tụ điện cầu.
11. Hai dòng điện thẳng hạn song song ngược chiều, đặt cạnh nhau thì hút nhau hay đẩy
nhau? Giải thích, vẽ hình minh họa.
12. Phát biểu định lý dòng toàn phần (Định lý Ampere).
13. Phát biểu định luật Biot-Savart-Laplace.
14. Mô tả chuyển động của một hạt mang điện tích dương , chuyển động với vận tốc ban đầu
trong từ trường đều , với góc tạo bởi giữa .
15.
Khi một thanh vật dẫn chuyển động sang bên phải với vận tốc
trong từ trường đều như hình vẽ, một điện trường được
thiết lập giữa hai đầu của thanh. Hãy giải thích vì sao điện trường
có chiều như vậy?
16.
2
Trong thí nghiệm tả trong hình vẽ, khi đóng khóa S, vòng
kim loại nhảy bật lên. Hãy giải thích hiện tượng này?
17.
Trên hình vẽ, một dây dẫn thẳng dài vô hạn được đặt cạnh (nhưng không chạm) vào 3 khung
dây dẫn hình chữ nhật với chiều rộng là , chiều dài tương ứng là , , và . Các dây
được đặt xa nhau để không ảnh hưởng đến nhau. Các khung dây 1 và 3 được đặt đối xứng so
với dây dẫn thẳng. Hãy xếp thứ tự các khung dây theo độ lớn dòng điện cảm ứng xuất hiện
trong chúng nếu dòng điện :
a) Là hằng số.
b) Tăng dần
18.
Trên hình vẽ, mạch điện gồm nguồn , 2 điện trở giống
nhau một cuộn cảm tưởng (có điện trở không đáng kể),
độ tự cảm . So sánh cường độ dòng điện chạy qua hai
điện trở trong các trường hợp sau:
a) Ngay sau khi đóng khóa S.
b) Sau khi đã đóng khóa S một thời gian dài.
c) Ngay sau khi mở khóa S lại sau đó một thời gian dài.
d) Một thời gian dài sau khi mở khóa lại.
19. Phát biểu 2 luận điểm của Maxwell (phương trình Maxwell-Faraday phương trình
Maxwell-Ampere).
3
20. Viết phương trình sóng điện từ phẳng đối với thành phần điện trường từ trường ,
tốc độ truyền sóng, nghiệm đơn giản, mà hệ thức giữa số sóng , tần số góc và bước sóng
.
21. Giả sử thí nghiệm giao thoa với hai khe Young được thực hiện trong nước, các vân giao
thoa sẽ thay đổi thế nào so với thí nghiệm trên nhưng được thực hiện trong không khí?
Hãy giải thích?
22. Tại các vũng nước khi có dầu loang, tại sao ta thấy tương tự như màu sắc cầu vồng?
23. Trình bày Nguyên lý Huygens – Fresnel.
24. Giải thích hiện tượng nhìn thấy màu sắc cầu vồng khi quan sát ánh sáng phản xạ trên đĩa
CD, DVD.
25. Trình bày hiện tượng nhiễu xạ tia X trên mạng tinh thể, diễn giải công thức Bragg nêu
ứng dụng trong thực tiễn của công thức này.
26. Để kiểm tra chất lượng của bề mặt một gương phẳng bằng cách ứng dụng hiện tượng giao
thoa ánh sáng người ta làm như thế nào?
27. Trong thí nghiệm khe đôi Young, tại sao chúng ta sử dụng ánh sáng đơn sắc. Nếu sử dụng
ánh sáng trắng, hình ảnh giao thoa sẽ thay đổi như thế nào.
28. Phát biểu các định luật về bức xạ nhiệt: Ðịnh luật Stéfan–Boltzmann, Ðịnh luật Wien.
29. Trong thí nghiệm nhiễu xạ qua khe hẹp đơn, độ rộng của cực đại trung tâm thay đổi như
nào khi độ rộng khe hẹp giảm?
30. Một tấm kim loại được chiếu bởi ánh sáng với tần số đã biết. Điều dưới đây sẽ xác định
việc điện tử có bị bắn ra hay không? Giải thích tại sao?
a) Cường độ của ánh sáng.
b) Thời gian chiếu của ánh sáng.
c) Độ dẫn nhiệt của tấm kim loại.
d) Diện tích của tấm kim loại.
e) Vật liệu tạo thành tấm kim loại.
4
B. PHẦN BÀI TẬP
1. Hai điện tích điểm nC và nC nằm cách nhau một khoảng r = 35 cm.
a) Tính thế năng tương tác tĩnh điện giữa 2 điện tích điểm này. Ý nghĩa của dấu của kết quả?
b) Tính điện thế tại điểm nằm chính giữa 2 điện tích điểm.
HD:
Thế năng tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích:
Điện thế tại điểm nằm chính giữa hai điện tích:
2. Hai hạt nhỏ mang điện tích được gắn chặt vào
một thanh cách điện cách nhau một khoảng . Một hạt
mang điện thứ 3 có thể trượt tự do dọc theo thanh. Xác định vị
trí cân bằng của hạt thứ 3 này. Cân bằng đó có bền không?
HD:
Gọi khoảng cách từ hạt thứ 3 (mang điện tích ) đến hạt mang điện tích . Ở vị trí cân bằng,
lực tác dụng từ hạt mang điện tích bằng và ngược hướng với hạt mang điện tích :
Từ đó:
…. Kết luận: cân bằng là bền.
3.
5
Bốn mặt kín từ đến cùng các điện tích , ,
được cho trong hình vẽ. Hãy tìm điện thông qua từng mặt kín
đó.
HD:
Điện thông qua mặt :
Điện thông qua mặt :
Điện thông qua mặt :
Điện thông qua mặt :
, do không có điện tích nào bên trong mặt
4. Một quả cầu đặc bán kính cm mang điện tích µC phân bố đều trong toàn bộ thể tích
của nó. Tính giá trị của điện trường tại điểm cách tâm cầu (a) 0 cm, (b) 10 cm, (c) 40 cm, và (d) 60 cm.
HD:
Chọn mặt Gauss là mặt cầu bán kính . Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là:
Áp dụng định lý O-G:
6
Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G:
Thay các dữ liệu của đề bài.
5. Trong phân hạch hạt nhân, một hạt nhân nguyên tử Uranium-238 gồm 92 proton phân rã thành 2 hạt
nhân nhỏ hơn (hình cầu) gồm 46 proton và có bán kính m. Tính lực đẩy tĩnh điện giữa
hai hạt nhân nhỏ này.
HD:
Giả sử ở trạng thái ban đầu, hai hạt nhân nhỏ hình cầu nằm sát nhau, khoảng cách giữa tâm của chúng
. Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là:
, với
Thay dữ liệu.
6.
a) Tính vận tốc của proton được gia tốc từ trạng thái nghỉ bởi hiệu điện thế V.
b) Tính vận tốc của electron được gia tốc từ trạng thái nghỉ bởi hiệu điện thế V.
Cho khối lượng của proton kg, khối lượng electron kg.
Điện tích của proton là C, điện tích của electron là C.
HD:
a) Động năng của proton thu được sau khi gia tốc:
(m/s) Động năng của proton thu được sau
khi gia tốc:
7
7.
Hai vỏ cầu vật dẫn đồng tâm bán kính m
m, được nối với nhau bởi một dây dẫn. Nếu đặt lên hệ
một điện tích µC thì điện tích được phân bố trên mỗi
vỏ cầu là bao nhiêu?
HD:
Gọi điện tích trên mỗi vỏ cầu là . Do hai vỏ cầu được nối với nhau bằng dây dẫn nên điện thế
trên 2 vỏ cầu bằng nhau:
Vậy điện tích trên từng quả cầu là:
µC và µC
8.
Hai bản kim loại giống nhau được nối với hai lò xo kim loại
độ cứng nối với nguồn V. Khi khóa S mở, hai
bản không tích điện, khoảng cách giữa hai bản mm và
tạo thành tụ điện điện dung µF. Khi đóng khóa S,
khoảng cách giữa hai bản giảm đi còn một nửa.
a) Tính điện tích trên mỗi bản kim loại.
b) Độ cứng của mỗi lò xo là bao nhiêu?
HD:
Gọi là diện tích của một bản kim loại. Hai bản kim loại tạo thành một tụ điện phẳng với điện dung:
Khi đóng khóa S, khoảng cách giữa hai bản , mỗi lò xo giãn một đoạn , điện dung của tụ
. Điện tích trên tụ là:
8
µC
Điện trường giữa hai bản tụ là , với là điện trường do một bản kim loại gây ra:
Lực hút giữa hai bản kim loại là:
Ở trạng thái cân bằng: Từ đó:
9.
Một tụ điện phẳng s dụng 3 chất điện môi với các hằng số
điện môi , . Coi .
a) Xây dựng công thức điện dung của tụ theo diện tích bản
tụ , khoảng cách giữa 2 bản tụ , và các hằng số điện
môi , .
b) Tính kết quả với cm , mm, ,2
, và .
HD:
Giả sử đặt một lá kim loại mỏng có độ dày không đáng kể vào giữa hai chất điện môi . Khi đó
lá kim loại này sẽ đóng vai trò là điện cực trung gian và tạo thành 2 tụ điện mắc nối tiếp với điện dung
tương ứng là:
Điện dung tương đương là:
9
Tụ điện tương đương tiếp tục mắc song song với tụ điện điện môi do cùng tiếp xúc với
hai bản cực của tụ điện chính. Điện dung của tụ :
Vậy điện dung của tụ điện chính là:
Thay dữ liệu.
10.
Tính công suất nhiệt tỏa ra trên từng điện trở trong
mạch trên hình vẽ.
Đáp án:
Hai điện trở 4 Ω mắc song song nên tương đương 1 điện trở 2 Ω.
Gọi dòng điện chạy qua nguồn 50 V điện trở , chạy qua nguồn 20 V điện trở
(quy ước chạy từ cực dương của các nguồn), dòng điện chạy qua điện trở tương đương
2 Ω (quy ước chạy từ trên xuống dưới). Chiều dương của các ô mạng theo chiều kim đồng hồ.
Các phương trình định luật Kirchhoff:
Giải hệ phương trình trên thu được:
Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở:
10
Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở 4 Ω là
11. Sử dụng các định luật Kirchhoff, hãy tìm:
a) Dòng điện qua mỗi nhánh trên mạch điện trên Hình
vẽ.
b) Hiệu điện thế giữa điểm điểm . Điểm nào c f
điện thế cao hơn?
HD:
Giả sử chiều dòng điện
I1
từ đến , f a
I2
từ đến , c f
I2
từ đến .d c
Giả sử chiều dương trong 2 ô mạng đều theo chiều kim đồng hồ.abcf cdef
Áp dụng định luật Kirchhoff thứ 1:
I I1I2+ 3=0
(1)
Áp dụng định luật Kirchhoff thứ 2 cho 2 ô mạng :abcf cdef
R1I I1+R2 2E1+E2=0
(2)
R2I2R3I3E2+E3=0
(3)
Thay số vào ta có hệ phương trình:
{
I1I2+I3=0
2000I1+3000I2=10
3000I24000I3=−20
Giải hệ phương trình trên thu được:
{
I1=3.846×104A
I2=3.077×103A
I3=2.692×103A
Hiệu điện thế giữa 2 điểm :c f
11
Ucf=E2+R2I2=69.231V
Điểm có điện thế cao hơn điểm .c f
12
12. Một proton chuyển động gia tốc trong điện tờng 640 N/C t trạng ti dng (vận tốc ban
đầu bng kng). Sau một khong thời gian, vận tốc của nó đạt g trị là 1,20 × 10 m/s. Cho6
biết: Khối lượng của proton kg, điện ch của proton m = 1,67 × 10-27 q = 1,6 × 10-19 C. Tính:
a) Gia tốc chuyển động của proton.
b) Thời gian để proton đạt được vận tốc trên
c) Quãng đường proton đi được trong khoảng thời gian đó.
d) Động năng của proton tại thời điểm đó?
HD:
a) Áp dụng công thức: a = qE/m.
Thay số tính được a ~ 6,13 x 10 m/s10 2
b) Thời gian để proton đạt được vận tốc trên là:
t = v/a = 1,20 × 10 m/s : 6,13 x 10 m/s = 1,96 x 10 s hay 0.196 µs. 6 10 2 -5
c) Quãng đường proton đi được trong khoảng thời gian đó là:
S = at /2 = ½ × 6,13 × 10 m/s × (1,96 x 10 s) = 11.77 m2 10 2 -5 2
d) Động năng của proton tại thời điểm đó là:
mv2/2 = (1,67 × 10 m/s) J-27 kg) × (1,20 × 106 2/2 = 1,2 x 10-15
13. Một quả cầu nhỏ bằng thủy ngân bán kính , tích điện đều với mật độ điện khối đặt trongR ρ
không khí. Tính cường độ điện trường tại điểm cách tâm quả cầu một đoạn Giả sử giọt thủyr. N
ngân giống nhau và tích điện đều, điện thế bề mặt mỗi quả là . Nhập c giọt này thành một giọt hìnhV
cầu lớn. Tìm điện thế trên bề mặt giọt lớn này.V0
HD:
Đường sức điện trường là những đường thẳng hướng dọc theo bán kính quả cầu. Độ lớn cường độ điện
trường tại các điểm trên cùng mặt cầu có giá trị như nhau
Chọn mặt Gaus là mặt cầu đồng tâm với quả cầu tích điện. Ta chia bài toán làm 2 trường hợp như sau:
- Trường hợp 1: Điểm M nằm bên trong quả cầu, tức là < . Ta cór R
Điện thông qua mặt cầu bán kính là: . Áp dụng định lý O-G ta cór
13
Suy ra,
Vậy điện trường tại điểm M (cách tâm quả cầu một khoảng r < R) sẽ là:
- Trường hợp 2: Điểm N nằm ngoài hoặc nằm trên quả cầu: r R
Áp dụng định lý O-G tương tự như trường hợp 1 ta có:
Vậy, điện trường tại điểm N (cách tâm quả cầu một khoảng ) sẽ là:r R
Giả sử điện tích của một giọt thủy ngân , bán kính của giọt thủy ngân thì điện thế bề mặt củaq R
một giọt thủy ngân nhỏ là
Giả sử bán kính của giọt thủy ngân lớn là thì điện thế bề mặt của giọt thủy ngân lớn R0
Mặt khác, thể tích của giọt thủy ngân lớn bằng thể tích của giọt thủy ngân nhỏ nên ta có:N
Do đó,
Điện thế trên mặt giọt thủy ngân lớn sẽ là:
14. Giả sử có một nguyên tử mà trong đó một điện tử ở cách proton một khoảng là = 5,2×10 cm chịur –9
sức hút tĩnh điện của proton. Muốn điện tử đó thoát khỏi sức hút tĩnh điện của proton thì cần được
chuyển động với vận tốc tối thiểu bao nhiêu? (Biết điện tích của điện tử bằng 1,6×10 C, khối–19
lượng của điện tử bằng 9,1×10 kg).–31
HD:
Công của điện trường tác dụng lên điện tử là:
14
Để điện tử thoát khỏi sức hút của proton thì động năng của phải lớn hơn công của điện trường. Nói
cách khác, ta có:
Ta có: , hay =3,12×10 (m/s)6
Như vậy, để điện tử thoát khỏi sức hút tĩnh điện của proton thì điện tử phải vận tốc tối thiểu =v
3,12×106 (m/s).
15. Tụ phẳng không khí = 6 µF được tích điện đến hiệu điện thế = 600 V rồi ngắt khỏi nguồn.C U
Nhúng tụ vào điện môi lỏng (ε=4 ) ngập 2/3 diện tích mỗi bản. Tính hiệu điện thế của tụ. Tính công
cần thiết để nhấc tụ điện ra khỏi điện môi. Bỏ qua trọng lượng tụ.
HD:
Khi nhúng một phần tụ vào điện môi, tụ có thể được xem là hai phần tụ mắc song song là C . Ta1||C2
điện dung của tụ không khí là:
Điện dung của phần tụ lấp đầy điện môi:
Điện dung tương đương của C , C là: C’ = C + C = 3C1 2 1 2
Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích của tụ không đổi: Q’ = Q nên
CU = C’U’
Do đó, U’ = UC/C’ = UC/3C = U/3 = 200 V
Công để nhấc tụ khỏi điện môi.
Năng lượng của tụ trong không khí là W = U C/2 = 1,08 J1 2
Năng lượng của tụ sau khi nhúng vào điện môi là
15
W2 = U’ C’/2 = 0.36 J2
Công cần thiết để nhấc tụ ra khỏi điện môi là A = W – W 1 2
16. Cho một hình cầu điện môi rỗng tạo bởi 2 mặt cầu đồng tâm với bán kính trong là cm, bán
kính ngoài cm, tích điện đều theo toàn bộ thể tích của nó (phần không rỗng) với điện tích là
. Hãy tính cường độ điện trường tại:
a) Điểm cách tâm cầu 18 cm.
b) Điểm cách tâm cầu 25 cm.
HD:
Mật độ điện tích khối là:
Chọn mặt Gauss là mặt cầu với bán kính .
a) Với , điện tích nằm trong mặt cầu đó là:
Điện trường là:
Với cm, (V/m).
b) Với , điện tích nằm trong mặt cầu đó là
Điện trường là:
Với cm, (V/m).
16
17.
Hai quả cầu nhỏ khối lượng g, được treo bằng dây nhẹ
chiều dài cm. Một điện trường đều được đặt vào theo
phương . Điện tích của các quả cầu tương ứng x
C C. Hãy xác định độ lớn điện trường để các
quả cầu có thể cân bằng ở góc lệch .
HD:
Áp dụng định luật II Newton đối với quả cầu 1 (bên trái, mang điện tích âm) và chiếu lên các phương x
thu được:y
Từ đó: . Lực tĩnh điện gồm lực do điện trường gây ra và lực hút tĩnh điện của điện
tích dương .
Từ đó: (V/m).
18.
Một quả cầu điện môi đặc bán kính tích điện đều với mật độ
điện tích và tổng điện tích là . Quả cầu được đặt đồng tâm
bên trong một vỏ cầu làm bằng vật dẫn bán kính trong là
và bán kính ngoài là . Vỏ cầu trung hòa về điện.
a) Tìm cường độ điện trường tại các điểm cách tâm cầu
khoảng với các trường hợp , ,
, và .
17
b) Tính điện tích trên một đơn vị diện tích mặt trong
mặt ngoài của vỏ cầu vật dẫn.
HD:
a) Chọn mặt Gauss là mặt cầu bán kính . Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là:
Áp dụng định lý O-G:
Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G:
Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là , với là điện tích nằm ở mặt trong
của vỏ cầu vật dẫn. Áp dụng định lý O-G:
Do điện trường bên trong vật dẫn luôn bằng 0 nên , . Do vỏ cầu ban đầu
trung hòa về điện nên điện tích nằm ở mặt ngoài của vỏ cầu vật dẫn là .
Với , điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G:
b) Mật độ điện tích mặt trong vỏ cầu là:
18
Mật độ điện tích mặt ngoài vỏ cầu là:
19. Một quả cầu điện môi bán kính được tích điện đều với
mật độ điện tích khối . Quả cầu được khoét đi một hốc hình
cầu bán kính như hình vẽ. Chứng minh rằng điện trường bên
trong hốc là đều với .
HD:
Coi quả cầu được khoét đi sự chồng chập của 1 quả cầu bán kính nguyên vẹn với mật độ điện
khối và 1 quả cầu bán kính với mật độ điện khối , nằm ở đúng vị trí của hốc.
Xét một điểm trong hốc có tọa độ . Bán kính véc-tơ vẽ từ tâm của quả cầu lớn đến là:P O1 P
. Bán kính véc-tơ vẽ từ tâm của quả cầu nhỏ đến là: . Đặt .O2 P
Điện trường do quả cầu lớn gây ra tại :P
Điện trường do quả cầu nhỏ gây ra tại :P
Điện trường tổng hợp tại điểm :P
Điện trường bên trong hốc là đều với .
19
20. Một đoạn dây dẫn được uốn cong như hình vẽ với bán kính của
cung tròn cm, mang một dòng điện A. Tìm hướng
độ lớn của cảm ứng từ tại tâm của cung tròn.
21.
Một dây dẫn thẳng dài hạn mang dòng điện cường độ được uốn
cong như trên hình, với AB nửa đường tròn tâm O, bán kính . Xác
định cường độ từ trường do dây tạo ra ở tâm O.
22.
Bốn dây dẫn dài vô hạn, song song với nhau và cùng mang dòng điện
A. Dòng điện qua dây dẫn AB đi vào trong mặt phẳng hình
vẽ, còn dòng điện qua dây dẫn C và D đi ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.
Xác định hướng độ lớn của cảm ứng từ tại điểm P do 4 dây dẫn
gây ra.
23.
Một electron chuyển động với vận tốc m/s đi vào một từ trường T với hướng
của vận tốc hợp với hướng của cảm ứng từ một góc 30 . Hãy tìm quỹ đạo chuyển động củaº
electron trong từ trường và xác định các đặc trưng của quỹ đạo ấy (bỏ qua trọng lực).
HD:
Electron chịu tác dụng của lực:
làm electron chuyển động tròn đều.
- Véc phân ra thành 2 thành phần: gây ra chuyển động thẳng đều.
gây ra chuyển động tròn đều quanh phương của .
20

Preview text:

BỔ SUNG LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ĐIỆN - QUANG A. PHẦN LÝ THUYẾT
1. Một electron chuyển động theo phương nằm
ngang đi vào khu vực của điện trường đồng
nhất có hướng vuông góc với phương chuyển
động của electron như trên Hình 1. Hãy mô tả
quỹ đạo chuyển động của electron. Cho biết
quỹ đạo chuyển động sẽ như thế nào khi thay
thế điện tử bằng proton?
2. Viết biểu thức xác định thế năng (U) của hệ
gồm một cặp điện tích (q ,1 q )
2 đặt cách nhau một khoảng r .
12 Giải thích ý nghĩa vật lí khi cặp
điện tích cùng dấu thì thế năng của hệ là dương và khi cặp điện tích trái dấu thì thế năng của hệ là âm?
3. Một điện tích âm chuyển động theo hướng của điện trường đồng nhất. Hỏi: thế năng của hệ
(điện tích – điện trường) tăng hay giảm? Điện tích đó đang được chuyển động về phía điện thế cao hay thấp?
4. Trình bày (phát biểu và biểu thức) định lý O-G và nêu ứng dụng.
5. Cho ba quả cầu kim loại giống hệt nhau A, B, C. Hai quả cầu A và B tích điện bằng nhau,
đặt cách nhau một khoảng lớn hơn rất nhiều so với kích thước của chúng. Lực tác dụng giữa
hai quả cầu này là F. Quả cầu C không tích điện. Người ta cho quả cầu C tiếp xúc với quả cầu
A, sau đó cho tiếp xúc với quả cầu B, rồi cuối cùng đưa C ra rất xa A và B. Bây giờ xác định
lực tĩnh điện giữa A và B.
6. Điện trường trong khí quyển có hướng thẳng đứng xuống dưới (ở các độ cao hợp lí). Cường
độ của nó bằng 60 V/m ở độ cao 300m và bằng 100 V/m ở độ cao 200m. Tính lượng điện tích
chứa trong khối không khí hình lập phương có cạnh bằng 100 m, nằm giữa hai độ cao đó. Tính
số ion (hóa trị 1) trung bình chứa trong 1 m không khí. Nêu nhận xét về k 3 ết quả thu được. 1
7. Khoảng cách giữa hai bản của một tụ điện phẳng không khí là d=1.5 cm. Người ta đặt vào
hai bản một hiệu điện thế U=3.9×104 V. Hỏi tụ điện có bị “đánh thủng” không? Cho biết
không khí trở thành dẫn điện khi cường độ điện trường lớn hơn giá trị Ek=3×106 V/m (Ek
thường được gọi là điện trường đánh thủng). Nếu sau đó, người ta đặt vào giữa hai bản tụ một
tấm thủy tinh dày 3mm, với hằng số điện môi ε=7 thì tụ điện có bị hỏng không? Biết rằng điện
trường đánh thủng đối với thủy tinh là Ek=107 V/m.
8. Định nghĩa và nêu ý nghĩa vật lý của điện thế, hiệu điện thế. Công thức liên hệ giữa véc tơ
cường độ điện trường và điện thế.
9. Cho một quả cầu điện môi bán kính
tích điện đều trong toàn bộ thể tích của nó với tổng
điện tích . Diễn giải biểu thức tính điện trường do quả cầu gây ra tại điểm cách tâm cầu một
khoảng (chia hai trường hợp và ).
10. Diễn giải quá trình đưa ra công thức điện dung của tụ điện phẳng, tụ điện trụ và tụ điện cầu.
11. Hai dòng điện thẳng vô hạn song song ngược chiều, đặt cạnh nhau thì hút nhau hay đẩy
nhau? Giải thích, vẽ hình minh họa.
12. Phát biểu định lý dòng toàn phần (Định lý Ampere).
13. Phát biểu định luật Biot-Savart-Laplace.
14. Mô tả chuyển động của một hạt mang điện tích dương , chuyển động với vận tốc ban đầu
trong từ trường đều , với góc tạo bởi giữa và là . 15.
Khi một thanh vật dẫn chuyển động sang bên phải với vận tốc
trong từ trường đều như hình vẽ, một điện trường được
thiết lập giữa hai đầu của thanh. Hãy giải thích vì sao điện trường có chiều như vậy? 16. 2
Trong thí nghiệm mô tả trong hình vẽ, khi đóng khóa S, vòng
kim loại nhảy bật lên. Hãy giải thích hiện tượng này? 17.
Trên hình vẽ, một dây dẫn thẳng dài vô hạn được đặt cạnh (nhưng không chạm) vào 3 khung
dây dẫn hình chữ nhật với chiều rộng là , chiều dài tương ứng là , , và . Các dây
được đặt xa nhau để không ảnh hưởng đến nhau. Các khung dây 1 và 3 được đặt đối xứng so
với dây dẫn thẳng. Hãy xếp thứ tự các khung dây theo độ lớn dòng điện cảm ứng xuất hiện
trong chúng nếu dòng điện : a) Là hằng số. b) Tăng dần 18.
Trên hình vẽ, mạch điện gồm nguồn , 2 điện trở giống
nhau và một cuộn cảm lý tưởng (có điện trở không đáng kể),
có độ tự cảm . So sánh cường độ dòng điện chạy qua hai
điện trở trong các trường hợp sau:
a) Ngay sau khi đóng khóa S.
b) Sau khi đã đóng khóa S một thời gian dài.
c) Ngay sau khi mở khóa S lại sau đó một thời gian dài.
d) Một thời gian dài sau khi mở khóa lại.
19. Phát biểu 2 luận điểm của Maxwell (phương trình Maxwell-Faraday và phương trình Maxwell-Ampere). 3
20. Viết phương trình sóng điện từ phẳng đối với thành phần điện trường và từ trường ,
tốc độ truyền sóng, nghiệm đơn giản, mà hệ thức giữa số sóng , tần số góc và bước sóng .
21. Giả sử thí nghiệm giao thoa với hai khe Young được thực hiện trong nước, các vân giao
thoa sẽ thay đổi thế nào so với thí nghiệm trên nhưng được thực hiện trong không khí? Hãy giải thích?
22. Tại các vũng nước khi có dầu loang, tại sao ta thấy tương tự như màu sắc cầu vồng?
23. Trình bày Nguyên lý Huygens – Fresnel.
24. Giải thích hiện tượng nhìn thấy màu sắc cầu vồng khi quan sát ánh sáng phản xạ trên đĩa CD, DVD.
25. Trình bày hiện tượng nhiễu xạ tia X trên mạng tinh thể, diễn giải công thức Bragg và nêu
ứng dụng trong thực tiễn của công thức này.
26. Để kiểm tra chất lượng của bề mặt một gương phẳng bằng cách ứng dụng hiện tượng giao
thoa ánh sáng người ta làm như thế nào?
27. Trong thí nghiệm khe đôi Young, tại sao chúng ta sử dụng ánh sáng đơn sắc. Nếu sử dụng
ánh sáng trắng, hình ảnh giao thoa sẽ thay đổi như thế nào.
28. Phát biểu các định luật về bức xạ nhiệt: Ðịnh luật Stéfan–Boltzmann, Ðịnh luật Wien.
29. Trong thí nghiệm nhiễu xạ qua khe hẹp đơn, độ rộng của cực đại trung tâm thay đổi như
nào khi độ rộng khe hẹp giảm?
30. Một tấm kim loại được chiếu bởi ánh sáng với tần số đã biết. Điều gì dưới đây sẽ xác định
việc điện tử có bị bắn ra hay không? Giải thích tại sao?
a) Cường độ của ánh sáng.
b) Thời gian chiếu của ánh sáng.
c) Độ dẫn nhiệt của tấm kim loại.
d) Diện tích của tấm kim loại.
e) Vật liệu tạo thành tấm kim loại. 4 B. PHẦN BÀI TẬP
1. Hai điện tích điểm nC và
nC nằm cách nhau một khoảng r = 35 cm.
a) Tính thế năng tương tác tĩnh điện giữa 2 điện tích điểm này. Ý nghĩa của dấu của kết quả?
b) Tính điện thế tại điểm nằm chính giữa 2 điện tích điểm. HD:
Thế năng tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích:
Điện thế tại điểm nằm chính giữa hai điện tích:
2. Hai hạt nhỏ mang điện tích và được gắn chặt vào
một thanh cách điện và cách nhau một khoảng . Một hạt
mang điện thứ 3 có thể trượt tự do dọc theo thanh. Xác định vị
trí cân bằng của hạt thứ 3 này. Cân bằng đó có bền không? HD:
Gọi khoảng cách từ hạt thứ 3 (mang điện tích
) đến hạt mang điện tích
là . Ở vị trí cân bằng,
lực tác dụng từ hạt mang điện tích
bằng và ngược hướng với hạt mang điện tích : Từ đó:
…. Kết luận: cân bằng là bền. 3. 5 Bốn mặt kín từ đến cùng các điện tích , , và
được cho trong hình vẽ. Hãy tìm điện thông qua từng mặt kín đó. HD: Điện thông qua mặt : Điện thông qua mặt : Điện thông qua mặt : Điện thông qua mặt :
, do không có điện tích nào bên trong mặt
4. Một quả cầu đặc bán kính cm mang điện tích
µC phân bố đều trong toàn bộ thể tích
của nó. Tính giá trị của điện trường tại điểm cách tâm cầu (a) 0 cm, (b) 10 cm, (c) 40 cm, và (d) 60 cm. HD:
Chọn mặt Gauss là mặt cầu bán kính . Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là: Áp dụng định lý O-G: 6 Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G:
Thay các dữ liệu của đề bài.
5. Trong phân hạch hạt nhân, một hạt nhân nguyên tử Uranium-238 gồm 92 proton phân rã thành 2 hạt
nhân nhỏ hơn (hình cầu) gồm 46 proton và có bán kính
m. Tính lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt nhân nhỏ này. HD:
Giả sử ở trạng thái ban đầu, hai hạt nhân nhỏ hình cầu nằm sát nhau, khoảng cách giữa tâm của chúng là
. Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là: , với Thay dữ liệu. 6.
a) Tính vận tốc của proton được gia tốc từ trạng thái nghỉ bởi hiệu điện thế V.
b) Tính vận tốc của electron được gia tốc từ trạng thái nghỉ bởi hiệu điện thế V.
Cho khối lượng của proton là
kg, khối lượng electron là kg.
Điện tích của proton là
C, điện tích của electron là C. HD:
a) Động năng của proton thu được sau khi gia tốc: (m/s)
Động năng của proton thu được sau khi gia tốc: 7 7.
Hai vỏ cầu vật dẫn đồng tâm có bán kính là m và
m, được nối với nhau bởi một dây dẫn. Nếu đặt lên hệ một điện tích
µC thì điện tích được phân bố trên mỗi vỏ cầu là bao nhiêu? HD:
Gọi điện tích trên mỗi vỏ cầu là và . Do hai vỏ cầu được nối với nhau bằng dây dẫn nên điện thế
trên 2 vỏ cầu bằng nhau:
Vậy điện tích trên từng quả cầu là: µC và µC 8.
Hai bản kim loại giống nhau được nối với hai lò xo kim loại có
độ cứng và nối với nguồn V. Khi khóa S mở, hai
bản không tích điện, khoảng cách giữa hai bản là mm và
tạo thành tụ điện có điện dung µF. Khi đóng khóa S,
khoảng cách giữa hai bản giảm đi còn một nửa.
a) Tính điện tích trên mỗi bản kim loại.
b) Độ cứng của mỗi lò xo là bao nhiêu? HD:
Gọi là diện tích của một bản kim loại. Hai bản kim loại tạo thành một tụ điện phẳng với điện dung:
Khi đóng khóa S, khoảng cách giữa hai bản là
, mỗi lò xo giãn một đoạn , điện dung của tụ là
. Điện tích trên tụ là: 8 µC
Điện trường giữa hai bản tụ là , với
là điện trường do một bản kim loại gây ra:
Lực hút giữa hai bản kim loại là:
Ở trạng thái cân bằng: Từ đó: 9.
Một tụ điện phẳng sử dụng 3 chất điện môi với các hằng số điện môi , và . Coi .
a) Xây dựng công thức điện dung của tụ theo diện tích bản
tụ , khoảng cách giữa 2 bản tụ , và các hằng số điện môi , và . b) Tính kết quả với cm ,2 mm, , , và . HD:
Giả sử đặt một lá kim loại mỏng có độ dày không đáng kể vào giữa hai chất điện môi và . Khi đó
lá kim loại này sẽ đóng vai trò là điện cực trung gian và tạo thành 2 tụ điện mắc nối tiếp với điện dung tương ứng là: và
Điện dung tương đương là: 9 Tụ điện tương đương
tiếp tục mắc song song với tụ điện
có điện môi do cùng tiếp xúc với
hai bản cực của tụ điện chính. Điện dung của tụ :
Vậy điện dung của tụ điện chính là: Thay dữ liệu. 10.
Tính công suất nhiệt tỏa ra trên từng điện trở trong mạch trên hình vẽ. Đáp án:
Hai điện trở 4 Ω mắc song song nên tương đương 1 điện trở 2 Ω.
Gọi dòng điện chạy qua nguồn 50 V và điện trở
là , chạy qua nguồn 20 V và điện trở
là (quy ước chạy từ cực dương của các nguồn), dòng điện chạy qua điện trở tương đương
2 Ω là (quy ước chạy từ trên xuống dưới). Chiều dương của các ô mạng theo chiều kim đồng hồ.
Các phương trình định luật Kirchhoff:
Giải hệ phương trình trên thu được:
Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở: 10
Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở 4 Ω là
11. Sử dụng các định luật Kirchhoff, hãy tìm:
a) Dòng điện qua mỗi nhánh trên mạch điện trên Hình vẽ.
b) Hiệu điện thế giữa điểm c và điểm f. Điểm nào có điện thế cao hơn? HD:
Giả sử chiều dòng điện I1 từ f đến ,
a I2 từ c đến f, I2 từ đến d c.
Giả sử chiều dương trong 2 ô mạng abcf cdef đều theo chiều kim đồng hồ.
Áp dụng định luật Kirchhoff thứ 1:
I1−I2+I3=0 (1)
Áp dụng định luật Kirchhoff thứ 2 cho 2 ô mạng abcf cdef:
R1I1+R2I2−E1+E2=0 (2)
R2I2−R3I3−E2+E3=0 (3)
Thay số vào ta có hệ phương trình:
{ I1−I2+I3=0 2000I1+3000I2=10
−3000I2−4000I3=−20
Giải hệ phương trình trên thu được:
{I1=3.846×10−4A
I2=3.077×10−3A
I3=2.692×10−3A
Hiệu điện thế giữa 2 điểm cf: 11
Ucf=E2+R2I2=69.231V
Điểm c có điện thế cao hơn điểm f. 12
12. Một proton chuyển động gia tốc trong điện trường 640 N/C từ trạng thái dừng (vận tốc ban
đầu bằng không). Sau một khoảng thời gian, vận tốc của nó đạt giá trị là 1,20 × 10 6 m/s. Cho
biết: Khối lượng của proton m = 1,67 × 10-27 kg, điện tích của proton q = 1,6 × 10-19 C. Tính:
a) Gia tốc chuyển động của proton.
b) Thời gian để proton đạt được vận tốc trên
c) Quãng đường proton đi được trong khoảng thời gian đó.
d) Động năng của proton tại thời điểm đó? HD:
a) Áp dụng công thức: a = qE/m.
Thay số tính được a ~ 6,13 x 10 m/s 10 2
b) Thời gian để proton đạt được vận tốc trên là:
t = v/a = 1,20 × 10 6m/s : 6,13 x 10 m/ 10 s = 1,96 x 10 2 -5 s hay 0.196 µs.
c) Quãng đường proton đi được trong khoảng thời gian đó là: S = at /2 = ½ × 2 6,13 × 10 m/s 10 × (1,96 x 10 2 -5 s) = 11.77 m 2
d) Động năng của proton tại thời điểm đó là:
mv2/2 = (1,67 × 10-27 kg) × (1,20 × 10 m 6 /s)2/2 = 1,2 x 10-15 J
13. Một quả cầu nhỏ bằng thủy ngân bán kính R, tích điện đều với mật độ điện khối là ρ và đặt trong
không khí. Tính cường độ điện trường tại điểm cách tâm quả cầu một đoạn là r. Giả
sử có N giọt thủy
ngân giống nhau và tích điện đều, điện thế bề mặt mỗi quả là V. Nhập các giọt này thành một giọt hình
cầu lớn. Tìm điện thế V trên bề mặt giọt lớn này. 0 HD:
Đường sức điện trường là những đường thẳng hướng dọc theo bán kính quả cầu. Độ lớn cường độ điện
trường tại các điểm trên cùng mặt cầu có giá trị như nhau
Chọn mặt Gaus là mặt cầu đồng tâm với quả cầu tích điện. Ta chia bài toán làm 2 trường hợp như sau: -
Trường hợp 1: Điểm M nằm bên trong quả cầu, tức là r < R. Ta có
Điện thông qua mặt cầu bán kính r là:
. Áp dụng định lý O-G ta có 13 Suy ra,
Vậy điện trường tại điểm M (cách tâm quả cầu một khoảng r < R) sẽ là: -
Trường hợp 2: Điểm N nằm ngoài hoặc nằm trên quả cầu: rR
Áp dụng định lý O-G tương tự như trường hợp 1 ta có:
Vậy, điện trường tại điểm N (cách tâm quả cầu một khoảng rR) sẽ là:
Giả sử điện tích của một giọt thủy ngân là ,
q bán kính của giọt thủy ngân là R thì điện thế bề mặt của
một giọt thủy ngân nhỏ là
Giả sử bán kính của giọt thủy ngân lớn là R thì điện thế bề mặt của giọt thủy ngân lớn 0
Mặt khác, thể tích của giọt thủy ngân lớn bằng thể tích của N giọt thủy ngân nhỏ nên ta có: Do đó,
Điện thế trên mặt giọt thủy ngân lớn sẽ là:
14. Giả sử có một nguyên tử mà trong đó một điện tử ở cách proton một khoảng là r = 5,2×10 cm chịu –9
sức hút tĩnh điện của proton. Muốn điện tử đó thoát khỏi sức hút tĩnh điện của proton thì nó cần được
chuyển động với vận tốc tối thiểu là bao nhiêu? (Biết điện tích của điện tử bằng 1,6×10 –19 C, khối
lượng của điện tử bằng 9,1×10 kg). –31 HD:
Công của điện trường tác dụng lên điện tử là: 14
Để điện tử thoát khỏi sức hút của proton thì động năng của nó phải lớn hơn công của điện trường. Nói cách khác, ta có: Ta có: , hay =3,12×10 (m/s) 6
Như vậy, để điện tử thoát khỏi sức hút tĩnh điện của proton thì điện tử phải có vận tốc tối thiểu là v = 3,12×106 (m/s).
15. Tụ phẳng không khí C = 6 µF được tích điện đến hiệu điện thế U = 600 V rồi ngắt khỏi nguồn.
Nhúng tụ vào điện môi lỏng (ε=4 ) ngập 2/3 diện tích mỗi bản. Tính hiệu điện thế của tụ. Tính công
cần thiết để nhấc tụ điện ra khỏi điện môi. Bỏ qua trọng lượng tụ. HD:
Khi nhúng một phần tụ vào điện môi, tụ có thể được xem là hai phần tụ mắc song song là C1||C . Ta 2 có
điện dung của tụ không khí là:
Điện dung của phần tụ lấp đầy điện môi:
Điện dung tương đương của C , C 1 là: C’ = C 2 + C 1 = 3C 2
Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích của tụ không đổi: Q’ = Q nên CU = C’U’
Do đó, U’ = UC/C’ = UC/3C = U/3 = 200 V
Công để nhấc tụ khỏi điện môi.
Năng lượng của tụ trong không khí là W = U 1 C/2 = 1,08 J 2
Năng lượng của tụ sau khi nhúng vào điện môi là 15 W2 = U’ C’/2 = 0.36 J 2
Công cần thiết để nhấc tụ ra khỏi điện môi là A = W – W 1 2
16. Cho một hình cầu điện môi rỗng tạo bởi 2 mặt cầu đồng tâm với bán kính trong là cm, bán kính ngoài là
cm, tích điện đều theo toàn bộ thể tích của nó (phần không rỗng) với điện tích là
. Hãy tính cường độ điện trường tại:
a) Điểm cách tâm cầu 18 cm.
b) Điểm cách tâm cầu 25 cm. HD:
Mật độ điện tích khối là:
Chọn mặt Gauss là mặt cầu với bán kính . a) Với
, điện tích nằm trong mặt cầu đó là: Điện trường là: Với cm, (V/m). b) Với
, điện tích nằm trong mặt cầu đó là Điện trường là: Với cm, (V/m). 16 17.
Hai quả cầu nhỏ khối lượng
g, được treo bằng dây nhẹ chiều dài
cm. Một điện trường đều được đặt vào theo
phương x. Điện tích của các quả cầu tương ứng là C và
C. Hãy xác định độ lớn điện trường để các
quả cầu có thể cân bằng ở góc lệch . HD:
Áp dụng định luật II Newton đối với quả cầu 1 (bên trái, mang điện tích âm) và chiếu lên các phương x y thu được: Từ đó: . Lực tĩnh điện
gồm lực do điện trường gây ra và lực hút tĩnh điện của điện tích dương . Từ đó: (V/m). 18.
Một quả cầu điện môi đặc bán kính tích điện đều với mật độ
điện tích và tổng điện tích là . Quả cầu được đặt đồng tâm
bên trong một vỏ cầu làm bằng vật dẫn có bán kính trong là
và bán kính ngoài là . Vỏ cầu trung hòa về điện.
a) Tìm cường độ điện trường tại các điểm cách tâm cầu
khoảng với các trường hợp , , , và . 17
b) Tính điện tích trên một đơn vị diện tích ở mặt trong và
mặt ngoài của vỏ cầu vật dẫn. HD:
a) Chọn mặt Gauss là mặt cầu bán kính . Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là: Áp dụng định lý O-G: Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G: Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là , với
là điện tích nằm ở mặt trong
của vỏ cầu vật dẫn. Áp dụng định lý O-G:
Do điện trường bên trong vật dẫn luôn bằng 0 nên , và . Do vỏ cầu ban đầu
trung hòa về điện nên điện tích nằm ở mặt ngoài của vỏ cầu vật dẫn là . Với
, điện tích nằm bên trong mặt cầu đó là . Áp dụng định lý O-G:
b) Mật độ điện tích mặt trong vỏ cầu là: 18
Mật độ điện tích mặt ngoài vỏ cầu là:
19. Một quả cầu điện môi bán kính
được tích điện đều với
mật độ điện tích khối . Quả cầu được khoét đi một hốc hình
cầu bán kính như hình vẽ. Chứng minh rằng điện trường bên trong hốc là đều với và . HD:
Coi quả cầu được khoét đi là sự chồng chập của 1 quả cầu bán kính
nguyên vẹn với mật độ điện
khối và 1 quả cầu bán kính với mật độ điện khối
, nằm ở đúng vị trí của hốc.
Xét một điểm P trong hốc có tọa độ là
. Bán kính véc-tơ vẽ từ tâm O 1của quả cầu lớn đến P là:
. Bán kính véc-tơ vẽ từ tâm O của quả cầu nhỏ đến 2 P là: . Đặt .
Điện trường do quả cầu lớn gây ra tại P:
Điện trường do quả cầu nhỏ gây ra tại P:
Điện trường tổng hợp tại điểm P:
Điện trường bên trong hốc là đều với và . 19
20. Một đoạn dây dẫn được uốn cong như hình vẽ với bán kính của cung tròn là cm, mang một dòng điện A. Tìm hướng và
độ lớn của cảm ứng từ tại tâm của cung tròn. 21.
Một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện cường độ được uốn
cong như trên hình, với AB là nửa đường tròn tâm O, bán kính . Xác
định cường độ từ trường do dây tạo ra ở tâm O. 22.
Bốn dây dẫn dài vô hạn, song song với nhau và cùng mang dòng điện
A. Dòng điện qua dây dẫn A và B đi vào trong mặt phẳng hình
vẽ, còn dòng điện qua dây dẫn C và D đi ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.
Xác định hướng và độ lớn của cảm ứng từ tại điểm P do 4 dây dẫn gây ra. 23.
Một electron chuyển động với vận tốc
m/s đi vào một từ trường có T với hướng
của vận tốc hợp với hướng của cảm ứng từ một góc 30º. Hãy tìm quỹ đạo chuyển động của
electron trong từ trường và xác định các đặc trưng của quỹ đạo ấy (bỏ qua trọng lực). HD:
Electron chịu tác dụng của lực:
làm electron chuyển động tròn đều.
- Véc tơ phân ra thành 2 thành phần:
gây ra chuyển động thẳng đều.
gây ra chuyển động tròn đều quanh phương của . 20