Chuyên đề điện thế-hiệu điện thế Vật lí 11 (có đáp án và lời giải)

Chuyên đề điện thế-hiệu điện thế vật lí 11 có đáp án và lời giải rất hay và bổ ích, bao gồm 35 trang giúp bạn tham khảo, ôn luyện hiệu quả và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới.

Thông tin:
35 trang 10 tháng trước
Tác giả:
Student
Phùng Nguyệt
Đang cập nhật

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Chuyên đề điện thế-hiệu điện thế Vật lí 11 (có đáp án và lời giải)

Chuyên đề điện thế-hiệu điện thế vật lí 11 có đáp án và lời giải rất hay và bổ ích, bao gồm 35 trang giúp bạn tham khảo, ôn luyện hiệu quả và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới.

68 34 lượt tải Tải xuống

Chủ đề: Tài liệu chung Vật Lí 11

Môn: Vật Lí 11

Thông tin:

35 trang 10 tháng trước

Tác giả:

Profile Phùng Nguyệt
Trang 1
CHUYÊN ĐỀ 3: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Khi một điện tích dương
q
dịch chuyển trong điện trường đều có
cường độ
E
(từ M đến N) thì công mà lực điện tác dụng lên
q
có biểu
thức:
A qEd=
Trong đó:
d M N

=
với
M
và
N
lần lượt là hình chiếu của
,MN
lên một trục trùng với một đường sức bất kì.
Ví dụ, trong hình vẽ bên,
.
Nếu
0A
thì lực điện sinh công dương,
0A
thì lực điện sinh công âm.
2. Công
A
của lực điện tác dụng lên một điện tích chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của
đường đi trong điện trường mà không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Do đó người ta nói điện trường
là một trường thế.
Tính chất này cũng đúng cho điện trường bất kì (không đều). Tuy nhiên, công thức tính công sẽ khác.
3. Thế năng của điện tích
q
tại một điểm M trong điện trường tỉ lệ với độ lớn của điện tích
q
M M M
W A qV
==
M
A
là công của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích
q
từ điểm M đến vô cực (mốc để tính
thế năng).
4. Điện thế tại điểm M trong điện trường được xác định bởi
MM
M
WA
V
qq
==
Trong đó công
A
có đơn vị (J), điện tích
q
(C) và điện thế (V).
5. Hiệu điện thế
MN
U
giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của diện
trường trong sự di chuyển của điện tích
q
từ M đến N.
MN
MN M N
A
U V V
q
= − =
6. Đơn vị đo điện thế, hiệu điện thế là Vôn (V).
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG 1. Công của các lực tác dụng khi điện tích di chuyển
1. Phương pháp
- Công mà ta đề cập ở đây là công của lực điện hay công của điện trường. Công này có thể có giá trị
dương hay âm.
Trang 2
- Có thể áp dụng định lý động năng cho chuyển động của điện tích. Nếu ngoài lực điện còn có các lực
khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng của tất cả các lực tác dụng lên điện tích bằng độ tăng động
năng của vật mang điện tích.
- Nếu vật mang điện chuyển động đều thì công tổng cộng bằng không. Công của lực điện và công của các
lực khác sẽ có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu.
AA
=−
- Nếu chỉ có lực điện tác dụng lên điện tích thì công của lực điện bằng độ tăng động năng của vật mang
điện tích.
2
2
22
N
M
MN MN
mv
mv
A qU= = −
Với
m
là khối lượng của vật mang điện tích
q
.
- Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của điện tích mà
chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Do đó, với một đường
cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công của lực điện trong trường hợp này bằng không.
Tóm lại, ta cần nhớ các công thức sau:
- Công của lực điện:
A qEd qU==
- Công của lực ngoài:
AA
=−
- Định lý động năng:
22
11
22
MN MN N M
A qU mv mv= = −
- Biểu thức hiệu điện thế:
MN
MN M N
A
U V V
q
= − =
- Hệ thức liên hệ giữa cường độ điện trường hiệu điện thế trong điện trường đều:
MN
MN
U
U Ed E
d
= =
Trong đó: M, N là hai điểm trên 1 đường sức,
d
là khoảng cách giữa hai điểm MN và
d
mang
giá trị dương
( )
0d
khi
MN E
,
d
mang giá trị âm
( )
0d
khi
MN E
.
Nếu M, N không nằm trên đường sức, khi đó công thức tính hiệu điện thế sẽ là:
cos
MN
U Ed
=
,
trong đó
( )
,MN E
=
.
STUDY TIP
Công thức
A qEd=
chỉ áp dụng được cho trường hợp điện tích di chuyển trong điện trường đều.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một điện tích điểm
8
4.10qC
−
=−
di chuyển dọc theo chu vi của một tam giác MNP, vuông tại
P, trong điện trường đều, có cường độ 200 V/m. Cạnh
10 , , 8MN cm MN E NP cm=  =
. Môi trường là
không khí. Tính công của lực điện trong các dịch chuyển sau của
q
:
Trang 3
a) Từ
.
A.
( )
7
8.10 J
−
−
. B.
( )
7
4.10 J
−
−
. C.
( )
7
8.10 J
−
. D.
( )
7
4.10 J
−
.
b) Từ
NP→
.
A. 0,512
J
. B.
7
5,12.10 J
−
−
. C.
7
5,12.10 .J
−
D. 5,12
mJ
.
c) Từ
PM→
.
A.
7
4,32.10 J
−
. B.
7
1,44.10 J
−
. C. 2,88
mJ
. D.
7
2,88.10 J
−
.
d) Theo đường kín MNPM.
A. 0
( )
J
. B.
( )
7
4,32.10 J
−
. C.
( )
7
8.10 J
−
−
. D.
( )
7
5,12.10 J
−
.
Lời giải
a) Khi điện tích dịch chuyển từ M đến N thì hình chiếu của M và N lên đường sức là chính nó, mà
MN E
nên
d MN=+
.
Công của lực điện khi di chuyển điện tích
q
từ M đến N là:
( )
87
. 4.10 .200.0,1 8.10
MN
A qEd qE MN J
−−
= = = − = −
.
Đáp án A.
b) Gọi H là hình chiếu P lên MN, ta được NH chính là hình chiếu của NP lên phương của đường sức
trong từ trường đều, và khi đi từ M đến N thì hình chiếu của điện tích di chuyển ngược chiều điện trường.
Do đó
d NH=−
.
2
87
. . 4.10 .200.0,064 5,12.10
NP
NP
A qE NH qE J
MN
−−
= − = − = =
Đáp án C.
c) Ta được HM là hình chiếu của PM lên phương của điện trường và khi đi từ H đến M, hình chiếu của
điện tích di chuyển ngược chiều điện trường.
2
8 8 7
. 4.10 .200. 4.10 .200.0,036 2,88.10
PM
MP
A qE HM J
MN
− − −
= − = = =
Đáp án D.
d) Khi điện tích dịch chuyển theo đường kính MNPM thì điện tích dịch chuyển trên 1 đường cong kín có
điểm đầu và cuối trùng nhau nên
0
MNPM
AJ=
.
Đáp án A.
Phân tích
- Sử dụng công thức tính công của lực điện
A qEd=
- Xác định
d
, với
d
là đoạn nối giữa hình chiếu của điểm đầu quỹ đạo và hình chiếu của điểm cuối quỹ
đạo lên một đường sức (với điện trường đều thì chiều của đường sức từ chính là chiều của điện trường
E
).
Trang 4
Nếu hình chiếu cùng chiều với chiều
E
, ta lấy dấu
( )
+
, ngược chiều với chiều
E
, ta lấy dấu
( )
−
.
STUDY TIP
Với đoạn di chuyển của điện tích là một đoạn thẳng MN, chiều từ M đến N, thì ta có thể tính công của lực
điện trường bằng công thức sau
cosA qEMN
=
Trong đó
( )
,MN E
=
Ví dụ 2: Một điện trường đều có cường độ
2500 /E V m=
. Hai điểm A, B cách nhau 10 cm khi tính dọc
theo đường sức. Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích
q
khi nó di chuyển từ
AB→
ngược chiều đường sức. Giải bài toán khi:
a)
6
10qC
−
=−
.
A.
5
25.10AJ=
. B.
5
25.10AJ=−
. C.
6
25.10AJ=
. D.
6
25.10AJ=−
.
b)
6
10qC
−
=
A.
5
25.10 .AJ=
B.
5
25.10 .AJ=−
C.
6
25.10 .AJ=
D.
6
25.10 .AJ=−
Lời giải
Khi điện tích di chuyển ngược chiều đường sức thì ta có
.A qE AB=−
Thay lần lượt
66
10 , 10q C q C
−−
= − =
ta được
a) Công của lực điện trường:
5
1
25.10AJ=
Đáp án A.
b) Công của lực điện trường:
5
2
25.10AJ=−
Đáp án B.
Ví dụ 3: Điện tích
8
10qC
−
=
di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều
ABC cạnh
10a cm=
trong điện trường đều có cường độ là 300 V/m.
E BC
.
Tính công của lực điện trường khi
q
dịch chuyển trên mỗi cạnh của tam giác
A.
7 7 7
1,5.10 , 3.10 , 1,5.10
AB BC CA
A J A J A J
− − −
= − = − = −
.
B.
7 7 7
1,5.10 , 3.10 , 1,5.10
AB BC CA
A J A J A J
− − −
= − = = +
.
C.
7 7 7
1,5.10 , 3.10 , 1,5.10
AB BC CA
A J A J A J
− − −
= + = − = −
.
D.
7 7 7
1,5.10 , 3.10 , 1,5.10
AB BC CA
A J A J A J
− − −
= − = = −
.
Lời giải
Trang 5
Gọi H là hình chiếu A lên BC, ta được HB chính là hình chiếu của AB lên phương của điện trường và khi
đi từ H đến B thì hình chiếu của điện tích di chuyển ngược chiều điện trường.
87
0,1
. 10 .300. 1,5.10
2
AB
A qE HB J
−−
= − = − = −
Công của lực điện trường khi
q
dịch chuyển từ B đến C là:
87
10 .300.0,1 3.10
BC
A qEBC J
−−
= = =
Ta có CH là hình chiếu của CA lên phương của điện trường và khi từ C đến H thì hình chiếu của điện tích
di chuyển ngược chiều điện trường
7
1,5.10
CA AB
A A J
−
= = −
Đáp án D.
STUDY TIP
Dùng công thức sau cũng cho kết quả tương tự, bạn đọc tự làm.
cosA qEMN
=
Trong đó
( )
,MN E
=
Bài tập tương tự: Điện tích
8
10qC
−
=
di chuyển dọc theo cạnh của một tam
giác đều MBC, mỗi cạnh 20 cm đặt trong điện trường đều
E
có hướng song
song với BC và có cường độ là 3000 V/m. Tính công thực hiện để dịch chuyển
điện tích
q
theo các cạnh MB, BC và CM của tam giác.
Đáp án:
3 , 6 , 3
MB BC MB
A mJ A mJ A mJ= − = = −
.
Ví dụ 4: Một electron di chuyển được một đoạn 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của
một lực điện trong một điện trường đều có cường độ 1000 V/m. Hãy xác định công của lực điện?
A.
18
1,6.10AJ
−
=
. B.
18
1,6.10 .AJ
−
=−
C.
0.AJ=
D.
19
1,6.10 .AJ
−
=−
Lời giải
Vì electron di chuyển ngược chiều điện trường, nên công của lực điện là:
( ) ( )
19 18
1,6.10 .1000.0,01 1,6.10A qEd e E s J
−−
= = − − = =
Đáp án A.
STUDY TIP
Chú ý điện tích của electron là
( )
19
1,6.10q e J
−
= − = −
Trang 6
DẠNG 2. Điện thế. Hiệu điện thế. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
1. Phương pháp
- Điện thế tại điểm M trong điện trường được xác định bởi
MM
M
WA
V
qq
==
(điện thế tại vô cùng bằng 0,
0V
=
)
- Hiệu điện thế
MN
U
giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện
trường trong sự di chuyển của điện tích
q
từ M đến N.
MN
MN M N
A
U V V
q
= − =
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều
E
,
60 ,ABC AB E
= = 
(hình vẽ). Biết
6BC cm=
, hiệu điện thế
120
BC
UV=
.
a) Tìm
,
AC BA
UU
và cường độ điện trường
E
?
A.
0, 120 , 4000 /
AC BC
U U V E V m= = =
.
B.
120 , 0, 4000 / .
AC BC
U V U E V m= = =
C.
0, 120 , 2000 / .
AC BC
U U V E V m= = − =
D.
0, 120 , 2000 / .
AC BC
U U V E V m= = =
b) Đặt thêm ở C điện tích điểm
10
9.10qC
−
=
. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A?
A. 5000 V/m. B. 2500 V/m. C. 3000 V/m. D. 4500 V/m.
Lời giải
a) Vì
1
AB E
nên ta sẽ chiếu lên AB.
Ta có
AC
vuông góc với AB nên hình chiếu bằng 0, suy ra
0
AC
U =
.
Ta có
BC
d B C BA

==
nên ta có
( )
120 120
. 120 , 4000 /
0,03
2
BA
BC BA
U
U E BA U V E V m
BC
BA
= = = = = = =
Đáp án A.
b) Cường độ điện trường do điện tích
q
gây ra tại A:
( )
( )
1
2
3000 /
.sin60
kq kq
E V m
AC BC
= = =
Trang 7
Cường độ điện trường tổng hợp gây ra ở A là
1A
E E E=+
, vì 2 vectơ này vuông góc với nhau nên
( )
2 2 2 2
1
3000 4000 5000 /
A
E E E V m = + = + =
Đáp án A.
STUDY TIP
cos
MN
U Ed
=
Trong đó
( )
,MN E
=
Ví dụ 2: Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như
hình. Cho
12
5 , 8d cm d cm==
. Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều
như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là
44
12
4.10 / , 5.10 /E V m E V m==
. Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc
điện thế là điện thế bản A.
A.
2000 , 2000 .
BC
V V V V= − =
B.
2000 , 2000 .
BC
V V V V= = −
C.
1200 , 1600 .
BC
V V V V= − =
D.
1200 , 1600 .
BC
V V V V= = −
Lời giải
Nhớ lại kiến thức
Nếu M, N không nằm trên đường sức, khi đó công thức tính hiệu điện thế sẽ là:
cos
MN
U Ed
=
, trong đó
( )
,MN E
=
.
Vì lấy gốc điện thế tại bản A nên
0
A
V =
4
11
. 0,05.4.10 2000
AB B
U E d V V= = = = −
Từ đó suy ra
2000
B
VV=−
Ta có
4
22
2000 2000 5.10 .0,08 2000
AC AB BC A C
U U U E d V V V= + = − = − = − = −
.
Mà
0
A
V =
nên từ đó suy ra
2000
C
VV=
.
Đáp án A
STUDY TIP
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N được xác định bởi
MN M N
U V V=−
Bài tập tương tự: Cho 3 bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song
như hình. Điện trường giữa các bản là điện trường đều và có chiều như hình vẽ.
Hai bản A và B cách nhau một đoạn
1
5d cm=
, hai bản B và C cách nhau một
Trang 8
đoạn
2
8d cm=
. Cường độ điện trường tương ứng là
12
400 / , 600 /E V m E V m==
. Chọn gốc điện thế của
bản A. Tính điện thế của bản B và của bản C.
Đáp án:
20 , 28
BC
V V V V= − =
.
Ví dụ 3: Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2m có một điện trường đều với đường sức hướng từ
BC→
. Hiệu điện thế
12
BC
UV=
. Tìm:
a) Cường độ điện trường giữa B và C.
A. 30 V/m. B. 60 V/m. C. 90 V/m. D. 45 V/m.
b) Công của lực điện khi một điện tích
6
2.10qC
−
=+
đi từ B đến C.
A.
24
BC
AJ
=
. B.
12
BC
AJ
=
. C.
24
BC
AJ
=−
. D.
12
BC
AJ
=−
.
Lời giải
a) Ta có
. .cos
BC
U E BC
=
và đường sức hướng từ
BC→
nên
cos cos0 1BC E
= =
.
Cường độ điện trường giữa B và C
( )
12
60 /
0,2
BC
BC
U
E V m
BC
= = =
Đáp án B.
b) Công của lực điện khi một điện tích
6
2.10qC
−
=
đi từ B đến C là
6
. 24.10 24
BC BC
A qU J J
−
= = =
Đáp án A.
STUDY TIP
Chú ý đơn vị:
( ) ( )
6
1 10JJ
−
=
( ) ( )
9
1 10nJ J
−
=
( ) ( )
12
1 10pJ J
−
=
Ví dụ 4: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C.
4 , 3AC cm BC cm==
và nằm trong một điện trường đều. Vectơ cường độ
điện trường
E
song song với AC, hướng từ
AC→
và có độ lớn
5000 /E V m=
. Tính:
a)
,,
AC CB AB
U U U
.
Trang 9
A.
( ) ( ) ( )
200 , 0 , 200
AC CB AB
U V U V U V= = =
.
B.
( ) ( ) ( )
200 , 0 , 200
AC CB AB
U V U V U V= − = =
.
C.
( ) ( ) ( )
200 , 0 , 200
AC CB AB
U V U V U V= = = −
.
D.
( ) ( ) ( )
200 , 0 , 200
AC CB AB
U V U V U V= − = = −
.
b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B?
A.
( )
17
3,2.10
e
AJ
−
=−
. B.
( )
17
1,6.10
e
AJ
−
=−
.
C.
( )
17
3,2.10
e
AJ
−
=
. D.
( )
17
1,6.10
e
AJ
−
=
.
Lời giải
a) Dựa vào “STUDY TIP”, ta có:
. 5000.0,04 200
0
. 200
AC
CB
AB AC
U E AC V
U
U E AC U V
= = =
=
= = =
Đáp án A.
b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B
19 17
. . 1,6.10 .5000.0,04 3,2.10
e
A q E AC J
−−
= = − = −
Đáp án A.
STUDY TIP
Ta chỉ cần áp dụng công thức sau:
cos
MN
U Ed
=
Trong đó
( )
,MN E
=
Ví dụ 5: Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều sao cho
E CA
. Cho
AB AC⊥
và
6 , 8AB cm AC cm==
.
a) Tính cường độ điện trường
,
AB
EU
và
BC
U
. Biết
100
CD
UV=
(D là trung điểm của AC)
A.
( )
2500 / , 0 , 200
AB BC
E V m U V U V= = =
.
B.
( )
2500 / , 0 , 200
AB BC
E V m U V U V= = = −
.
C.
( )
1250 / , 0 , 200
AB BC
E V m U V U V= = = −
.
D.
( )
1250 / , 0 , 200
AB BC
E V m U V U V= = =
.
b) Tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ
BC→
, từ
BD→
A.
17 17
3,2.10 , 1,6.10
BC BD
A J A
−−
= − =
.
B.
17 17
3,2.10 , 1,6.10
BC BD
A J A
−−
= = −
.
C.
17 17
3,2.10 , 1,6.10
BC BD
A J A
−−
==
.
Trang 10
D.
17 17
3,2.10 , 1,6.10
BC BD
A J A
−−
= − = −
.
Lời giải
a) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D là
( )
2
.
. 2500 /
2
CD
CD
U
E CA
U E CD E V m
CA
= = = =
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B.
AB
vuông góc với
E
nên
0
AB
UV=
Hiệu điện thế giữa hai điểm B và C
. 2500.0,08 200
BC
U E CA V= − = − = −
Đáp án B.
b) Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ
BC→
19 17
. 1,6.10 .2500.0,08 3,2.10
BC
A eE AC J
−−
= − = =
Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ
BD→
17
1
1,6.10
2
BD AD BC
A A A J
−
= = =
Đáp án C.
Trang 11
BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG DẠNG 1 VÀ DẠNG 2
Câu 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích
q
trong điện trường đều
E
là
A qEd=
, trong đó
d
là:
A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.
B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.
C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính
theo chiều đường sức điện.
D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà
chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường đi trong điện trường.
B. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của
điện trường làm dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó.
C. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tác dụng lực
mạnh hay yếu khi đặt điện tích thử tại hai điểm đó.
D. Điện trường tĩnh là một trường thế.
Câu 3: Mối liên hệ giữa hiệu điện thế
MN
U
và hiệu điện thế
NM
U
là:
A.
MN NM
UU=
. B.
MN NM
UU=−
.
C.
1
MN
NM
U
U
=
. D.
1
MN
NM
U
U
=−
.
Câu 4: Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ
E
, hiệu
điện thế giữa M và N là
MN
U
, khoảng cách
. Công thức nào sau đây là không đúng?
A.
MN M N
U V V=−
B.
.
MN
U E d=
C.
.
MN MN
A qU=
D.
.
MN
E U d=
Câu 5: Một điện tích
q
chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công
của lực điện trong chuyển động đó là
A
thì
A.
0A
nếu
0q
B.
0A
nếu
0q
C.
0A
còn dấu của
A
chưa xác định vì chưa biết chiều chuyển động của
q
.
D.
0A =
trong mọi trường hợp.
Câu 6: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho
điện tích
( )
10
5.10qC
−
=
di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công
( )
9
2.10AJ
−
=
. Coi điện
trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc
với các tâm. Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là:
A.
( )
2/E V m=
. B.
( )
40 /E V m=
. C.
( )
200 /E V m=
. D.
( )
400 /E V m=
.
Câu 7: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường
( )
100 /E V m=
. Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 (km/s). Khối lượng của electron là
Trang 12
( )
31
9,1.10m kg
−
=
. Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của electron bằng không thì electron
chuyển động được quãng đường là:
A.
( )
5,12S mm=
. B.
( )
2,56S mm=
. C.
( )
3
5,12.10S mm
−
=
. D.
( )
3
2,56.10S mm
−
=
.
Câu 8: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là
( )
1
MN
UV=
. Công của điện trường làm dịch chuyển điện
tích
( )
1qC
=−
từ M đến N là:
A.
( )
1AJ
=−
. B.
( )
1AJ
=+
. C.
( )
1AJ=−
. D.
( )
1AJ=+
.
Câu 9: Một quả cầu nhỏ khối lượng
( )
15
3,06.10 kg
−
, mang điện tích
( )
18
4,8.10 C
−
, nằm lơ lửng giữa hai
tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, cách nhau một khoảng 2 (cm). Lấy
( )
2
10 /g m s=
. Hiệu điện thế đặt vào hai tấm kim loại đó là:
A.
( )
255,0UV=
. B.
( )
127,5UV=
. C.
( )
63,75UV=
. D.
( )
734,4UV=
.
Câu 10: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
( )
2000UV=
là
( )
1AJ=
. Độ lớn của điện tích đó là
A.
( )
4
2.10qC
−
=
. B.
( )
4
2.10qC
−
=
. C.
( )
4
5.10qC
−
=
. D.
( )
4
5.10qC
−
=
.
Câu 11: Một điện tích
( )
1qC
=
di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường, nó thu được một
năng lượng
( )
0,2W mJ=
. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là:
A.
( )
0,20UV=
. B.
( )
0,20U mV=
. C.
( )
200U kV=
. D.
( )
200UV=
.
Câu 12: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết
6 , 8AB cm AC cm==
. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BC:
A. 400V B. 300V C. 200V D. 100V
Câu 13: Một điện tích
q
chuyển động từ điểm M đến Q, đến N, đến P trong điện trường đều như hình vẽ.
Đáp án nào là sai khi nói về mối quan hệ giữa công của lực điện trường dịch chuyển điện tích trên các
đoạn đường:
A.
MQ QN
AA=−
B.
MN NP
AA=
C.
QP QN
AA=
D.
MQ MP
AA=
Câu 14: Hai tấm kim loại phẳng song song cách nhau 2cm nhiễm điện trái dấu. Muốn làm cho điện tích
10
5.10qC
−
=
di chuyển từ tấm này sang tấm kia cần tốn một công
9
2.10AJ
−
=
. Xác định cường độ điện
trường bên trong hai tấm kim loại, biết điện trường bên trong là điện trường đều có đường sức vuông góc
với các tấm, không đổi theo thời gian:
A. 100 V/m B. 200 V/m C. 300 V/m D. 400 V/m
Trang 13
Câu 15: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là
2
MN
UV=
. Một điện tích
1qC=−
di chuyển từ M đến N thì
công của lực điện trường là:
A.
2J−
B.
2J
C.
0,5J−
D.
0,5J
Câu 16: Một hạt bụi khối lượng
15
3,6.10 kg
−
mang điện tích
18
4,8.10qC
−
=
nằm lơ lửng giữa hai tấm
kim loại phẳng song song nằm ngang cách nhau 1cm và nhiễm điện trái dấu. Lấy
2
10 /g m s=
, tính hiệu
điện thế giữa hai tấm kim loại:
A. 25V B. 50V C. 75V D. 100V
Câu 17: Một quả cầu kim loại khối lượng
3
4,5.10 kg
−
treo vào đầu một sợi đây dài 1m, quả cầu nằm giữa
hai tấm kim loại phẳng song song thẳng đứng cách nhau 4cm, đặt hiệu điện thế giữa hai tấm là 750V, thì
quả cầu lệch 1cm ra khỏi vị trí ban đầu và lệch về phía tấm tích điện dương, lấy
2
10 /g m s=
. Tính điện
tích của quả cầu:
A.
24nC
B.
24nC−
C.
48nC
D.
36nC−
Câu 18: Giả thiết rằng một tia sét có điện tích
được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất, khi
đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất
8
1,4.10UV=
. Tính năng lượng của tia sét đó:
A.
B.
C.
D.
8
65.10 J
Câu 19: Một điện tích điểm
10qC
=+
chuyển động từ đỉnh B đến đỉnh C của tam giác đều ABC, nằm
trong điện trường đều có cường độ 5000 V/m có đường sức điện trường song song với cạnh BC có chiều
từ C đến B. Biết cạnh tam giác bằng 10cm, tìm công của lực điện trường khi di chuyển điện tích trên theo
đoạn thẳng B đến C:
A.
4
2,5.10 J
−
B.
4
2,5.10 J
−
−
C.
4
5.10 J
−
−
D.
4
5.10 J
−
Câu 20: Một điện tích điểm
10qC
=+
chuyển động từ đỉnh B đến đỉnh C của tam giác đều ABC, nằm
trong điện trường đều có cường độ 5000 V/m có đường sức điện trường song song với cạnh BC có chiều
từ C đến B. Biết cạnh tam giác bằng 10cm, tìm công của lực điện trường khi di chuyển điện tích trên theo
đoạn gấp khúc BAC:
A.
4
10.10 J
−
−
B.
4
2,5.10 J
−
−
C.
4
5.10 J
−
−
D.
4
10.10 J
−
Câu 21: Mặt trong của màng tế bào trong cơ thể sống mang điện tích âm, mặt ngoài mang điện tích
dương. Hiệu điện thế giữa hai mặt này bằng 0,07V. Màng tế bào dày 8nm. Cường độ điện trường trong
màng tế bào này là:
A.
6
8,75.10 /Vm
B.
6
7,75.10 /Vm
C.
6
6,75.10 /Vm
D.
6
5,75.10 /Vm
Câu 22: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Tính cường độ điện trường và cho biết đặc điểm điện trường, dạng đường sức điện trường giữa hai
tấm kim loại:
A. điện trường biến đổi, đường sức là đường cong,
1200 /E V m=
B. điện trường biến đổi tăng dần, đường sức là đường tròn,
800 /E V m=
C. điện trường đều, đường sức là đường thẳng,
1200 /E V m=
D. điện trường đều, đường sức là đường thẳng,
1000 /E V m=
Câu 23: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi
khi đến tấm tích điện dương thì electron nhận được một năng lượng bằng bao nhiêu:
Trang 14
A.
18
8.10 J
−
B.
18
7.10 J
−
C.
18
6.10 J
−
D.
18
5.10 J
−
Câu 24: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
2000UV=
là 1J. Tính độ lớn điện tích đó:
A.
2mC
B.
2
4.10 C
−
C.
5mC
D.
4
5.10 C
−
Câu 25: Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế bằng bao nhiêu nếu một điện tích
1qC
=
thu được năng
lượng
4
2.10 J
−
khi đi từ A đến B:
A. 100V B. 200V C. 300V D. 400V
Câu 26: Cho ba bản kim loại phẳng tích điện 1, 2, 3 đặt song song lần lượt nhau cách nhau những khoảng
12 23
5 , 8d cm d cm==
, bản 1 và 3 tích điện dương, bản 2 tích điện âm.
44
12 23
4.10 / , 5.10 /E V m E V m==
,
tính điện thế
23
,VV
của các bản 2 và 3 nếu lấy gốc điện thế ở bản 1:
A.
23
2000 ; 4000V V V V==
B.
23
2000 ; 4000V V V V= − =
C.
23
2000 ; 2000V V V V= − =
D.
23
2000 ; 2000V V V V= = −
Câu 27: Một quả cầu kim loại bán kính 10cm. Tính điện thế gây bởi quả cầu tại điểm A cách tâm quả cầu
40cm và tại điểm B trên mặt quả cầu, biết điện tích của quả cầu là
9
10 C
−
:
A.
12,5 ; 90
AB
V V V V==
B.
18,2 ; 36
AB
V V V V==
C.
22,5 ; 76
AB
V V V V==
D.
22,5 ; 90
AB
V V V V==
Câu 28: Một quả cầu kim loại bán kính 10cm. Tính điện thế gây bởi quả cầu tại điểm A cách tâm quả cầu
40cm và tại điểm B trên mặt quả cầu, biết điện tích của quả cầu là
8
5.10 C
−
−
A.
4500 ; 1125
AB
V V V V= − =
B.
1125 ; 4500
AB
V V V V= − = −
C.
1125,5 ; 2376
AB
V V V V==
D.
922 ; 5490
AB
V V V V= = −
Câu 29: Một giọt thủy ngân hình cầu bán kính 1mm tích điện
13
3,2.10qC
−
=
đặt trong không khí. Tính
cường độ điện trường và điện thế của giọt thủy ngân trên bề mặt giọt thủy ngân:
A. 2880 V/m; 2,88V B. 3200 V/m; 2,88V
C. 3200 V/m; 3,2V D. 2880 V/m; 3,45V
Câu 30: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng
10
10 kg
−
lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện
phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng
1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy
2
10 /g m s=
. Tính số electron dư ở hạt bụi:
A. 20 000 hạt B. 25 000 hạt C. 30 000 hạt D. 40 000 hạt
Câu 31: Một điện trường đều
300 /E V m=
. Tính công của lực điện trường trên di chuyển điện tích
10q nC=
trên quỹ đạo ABC với ABC là tam giác đều cạnh
10a cm=
như hình vẽ:
Trang 15
A.
7
4,5.10 J
−
B.
7
3.10 J
−
C.
7
1,5.10 J
−
−
D.
7
1,5.10 J
−
Câu 32: Xét 3 điểm A, B, C ở 3 đỉnh của tam giác vuông như hình vẽ,
60 , 6 , 120
BC
A BC cm U V= = =
.
Các hiệu điện thế
,
AC BA
UU
có giá trị lần lượt:
A.
0;120V
B.
120 ; 0V−
C.
60 3 ; 60VV
D.
60 3 ; 60VV−
Câu 33: Một hạt bụi khối lượng 1g mang điện tích
1 C
−
nằm yên cân bằng trong điện trường giữa hai
bản kim loại phẳng nằm ngang tích điện trái dấu có độ lớn bằng nhau. Khoảng cách giữa hai bản là 2cm,
lấy
2
10 /g m s=
. Tính hiệu điện thế giữa hai bản kim loại phẳng trên:
A. 20V B. 200V C. 2000V D. 20 000V
Câu 34: Một proton mang điện tích
19
1,6.10 C
−
+
chuyển động dọc theo phương của đường sức một điện
trường đều. Khi nó đi được quãng đường 2,5cm thì lực điện thực hiện một công là
20
1,6.10 J
−
+
. Tính
cường độ điện trường đều này:
A. 1 V/m B. 2 V/m C. 3 V/m D. 4 V/m
Câu 35: Giả thiết rằng một tia sét có điện tích
được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất, khi
đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất
8
1,4.10UV=
. Năng lượng của tia sét này có thể làm bao nhiêu
kilogam nước ở
100 C
bốc thành hơi ở
100 C
, biết nhiệt hóa hơi của nước bằng
6
2,3.10 /J kg
A. 1120 kg B. 1521 kg C. 2172 kg D. 2247 kg
Câu 36: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết
6 , 8AB cm AC cm==
. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm AC:
A. 256V B. 180V C. 128V D. 56V
Câu 37: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết
6 , 8AB cm AC cm==
. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BA:
A. 144V B. 120V C. 72V D. 44V
Trang 16
Câu 38: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
( )
2000UV=
là
( )
1AJ=
. Độ lớn của điện tích đó là
A.
( )
4
2.10qC
−
=
. B.
( )
4
2.10qC
−
=
. C.
( )
4
5.10qC
−
=
. D.
( )
4
5.10qC
−
=
.
Câu 39: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho
điện tích
( )
10
5.10qC
−
=
di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công
( )
9
2.10AJ
−
=
. Coi điện
trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc
với các tấm. Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là:
A.
( )
2/E V m=
. B.
( )
40 /E V m=
. C.
( )
200 /E V m=
. D.
( )
400 /E V m=
.
Câu 40: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi
khi đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bằng bao nhiêu:
A.
6
4,2.10 /ms
B.
6
3,2.10 /ms
C.
6
2,2.10 /ms
D.
6
1,2.10 /ms
Câu 41: Cho hai bản kim loại phẳng đặt song song tích điện trái dấu, thả một electron không vận tốc ban
đầu vào điện trường giữa hai bản kim loại trên. Bỏ qua tác dụng của trọng trường. Quỹ đạo của electron
là:
A. đường thẳng song song với các đường sức điện.
B. đường thẳng vuông góc với các đường sức điện.
C. một phần của đường hypebol.
D. một phần của đường parabol.
ĐÁP ÁN
1-C
2-C
3-B
4-D
5-D
6-C
7-B
8-A
9-B
10-C
11-D
12-A
13-D
14-B
15-A
16-C
17-B
18-A
19-C
20-C
21-A
22-D
23-A
24-D
25-B
26-C
27-D
28-B
29-A
30-C
31-D
32-A
33-B
34-D
35-B
36-A
37-A
38-C
39-C
40-A
41-A
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án C.
Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích
q
trong điện trường đều
E
là
A qEd=
, trong đó
d
là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một
đường sức, tính theo chiều đường sức điện.
Câu 2: Đáp án C.
Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng thực
hiện công khi điện tích dịch chuyển giữa hai điểm đó. Nên phát biểu “Hiệu điện thế giữa hai điểm trong
điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tác dụng lực mạnh hay yếu khi đặt điện tích thử tại hai
Trang 17
điểm đó” là không đúng. Đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực đó là cường
độ điện trường.
Câu 3: Đáp án B.
Theo định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là
MN M N
U V V=−
ta suy ra
NM N M
U V V=−
như vậy
MN NM
UU=−
.
Câu 4: Đáp án D.
Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ
E
, hiệu điện thế
giữa M và N là
MN
U
, khoảng cách
. Các công thức
, . , .
MN M N MN MN MN
U V V U E d A qU= − = =
đều
là các công thức đúng.
Câu 5: Đáp án D.
Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu điểm
đầu và điểm cuối lên một đường sức điện. Do đó với một đường cong kín thì điểm dầu và điểm cuối trùng
nhau, nên công của lực điện trường trong trường hợp này bằng không.
Một điện tích
q
chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công của lực
điện trong chuyển động đó là
A
thì
0A =
trong mọi trường hợp.
Câu 6: Đáp án C.
Áp dụng công thức
A qEd=
với
( ) ( ) ( )
10
2 0,02 , 5.10d cm m q C
−
= = =
và
( )
9
2.10AJ
−
=
.
Ta suy ra
( )
200 /E V m=
.
Câu 7: Đáp án B.
- Lực điện trường tác dụng lên electron là
.F e E=
trong đó
( )
100 /E V m=
và
( )
19
1,6.10eC
−
=−
.
- Chuyển động của electron là chuyển động chậm dần đều với gia tốc là
( )
31
, 9,1.10
F
a m kg
m
−
= − =
.
Vận tốc ban đầu của electron là
( ) ( )
5
0
300 / 3.10 /v km s m s==
. Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận
tốc của electron bằng không
( )
0v =
thì electron chuyển động được quãng đường là
S
có
22
0
2v v aS−=
,
từ đó tính được
( ) ( )
3
2,56.10 2,56S m mm
−
==
.
Câu 8: Đáp án A.
Áp dụng công thức
MN MN
A qU=
với
( ) ( )
1 , 1
MN
U V q C
= = −
từ đó tính được
( )
1
MN
AJ
=−
. Dấu
( )
−
chứng tỏ công của điện trường là công cản, làm điện tích chuyển động chậm dần.
Câu 9: Đáp án B.
Khi quả cầu nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, thì quả cầu chịu
tác dụng của 2 lực: Trọng lực
P mg=
hướng xuống dưới, lực điện
F qE=
hướng lên trên. Hai lực này
cân bằng nhau, chúng có cùng độ lớn
P F mg qE= =
, với
( ) ( )
15 18
3,06.10 , 4,8.10m kg q C
−−
==
và
Trang 18
( )
2
10 /g m s=
ta tính được
E
. Áp dụng công thức
U Ed=
với
E
tính được ở trên và
( ) ( )
2 0,02d cm m==
ta tính được
( )
127,5UV=
.
Câu 10: Đáp án C.
Áp dụng công thức
A qU=
với
( )
2000UV=
là
( )
1AJ=
. Độ lớn của điện tích đó là
( )
4
5.10qC
−
=
.
Câu 11: Đáp án D.
Năng lượng mà điện tích thu được là do điện trường đã thực hiện công, phần năng lượng mà điện tích thu
được bằng công của điện trường thực hiện suy ra
( ) ( )
4
0,2 2.10A W mJ J
−
= = =
. Áp dụng công thức
A qU=
với
( ) ( )
6
1 10q C C
−
==
ta tính được
( )
200UV=
.
Câu 12: Đáp án A.
22
. . 4000.0,1 400
BC
U E BC E AB AC V= = + = =
Câu 13: Đáp án D.
Hình chiếu của đoạn đường MQ lên đường sức khác 0 nên
0
MQ
A
.
Hình chiếu của đoạn đường MP lên đường sức bằng 0 nên
0
MP
A =
.
Câu 14: Đáp án B.
9
10
2.10
200 /
5.10 .0,02
A
E V m
qd
−
−
= = =
Câu 15: Đáp án A.
.2
MN MN
A qU J= = −
Câu 16: Đáp án C.
Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên lực điện
F
cân bằng với trọng lực
P
. Từ đó ta có
15
18
3,6.10 .10
7500 /
4,8.10
mg
E V m
q
−
−
= = =
Hiệu điện thế
7500.0,01 75U Ed V= = =
Câu 17: Đáp án B
+ Các lực tác dụng lên quả cầu gồm có: trọng lực
P
, lực căng dây
T
, lực điện
F
+
2 2 2 2
1
tan 0,01
100 1
x F F
PP
lx
= = = = =
−−
Trang 19
0,01
0,01 24
mg
q E mg q nC
E
= = =
+ Vì điện trường hướng từ bản dương đến bản âm còn lực
F
hướng từ bản âm đến bản dương nên
0q
24q nC = −
Câu 18: Đáp án A.
+
88
25.1,4.10 35.10W qU J= = =
Câu 19: Đáp án C.
+
64
. . 10.10 .5000.0,01 5.10
BC
A q E BC J
−−
= − = − = −
Câu 20: Đáp án C.
+
4
. . cos60 . . cos60 . . 5.10
BAC BA AC
A A A q E AB q E AC q E BC J
−
= + = − − = − = −
Câu 21: Đáp án A.
+
6
9
0,07
8,75.10 /
8.10
U
E V m
d
−
= = =
Câu 22: Đáp án D.
+
1000 /
U
E V m
d
==
và điện trường là điện trường đều có đường sức là đường thẳng.
Câu 23: Đáp án A.
+
19 18
1,6.10 .50 8.10W qU eU J
−−
= = − = =
Câu 24: Đáp án D.
+
4
1
5.10
2000
A
qC
U
−
= = =
Câu 25: Đáp án B.
+
4
6
2.10
200
10
W
UV
q
−
−
= = =
Câu 26: Đáp án C.
+ Dựa vào giả thiết đề bài ta được vecto cường độ điện trường
12
E
hướng từ bản 1 sang bản 2,
23
E
hướng từ bản 3 sang bản 2
+
( )
12 12 12 2
. 2000U E d V V= = = −
( )
2
2000VV = −
+
( )
13 12 23 23 23 3
2000 . 2000U U U E d V V= + = − = − = −
( )
3
2000VV=
Câu 27: Đáp án D.
+
99
1
1
9.10 .10
22,5
0,4
A
kq
EV
r
−
= = =
Trang 20
+
2
2
9
90
0,1
A
kq
EV
r
= = =
Câu 28: Đáp án B.
Câu 29: Đáp án A.
+
9 13
22
9.10 .3,2.10
2880 /
0,001
kq
E V m
r
−
= = =
+
9 13
9.10 .3,2.10
2,88
0,001
kq
VV
r
−
= = =
Câu 30: Đáp án C.
+ Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên
d
FP=
15 15
4,8.10 4,8.10
mg mgd
q C q C
EU
−−
= = = = −
+ Số electron dư ở hạt bụi là:
15
19
4,8.10
30000
1,6.10
n
−
−
==
(hạt).
Câu 31: Đáp án D
( )
97
cos60 300.10.10 .0,05 1,5.10
ABC AB BC
A A A qE a a J
−−
= + = − + = =
Câu 32: Đáp án A.
+ Ta có
AC
vuông góc với phương của cường độ điện trường
E
nên
0
AC
UV=
+
. 120
BA BC
U E BC U V= = =
Câu 33: Đáp án B.
+ Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên
d
FP=
( )
3
6
10 .10.0,02
200
10
mg mgd mgd
q U V
E U q
−
−
= = = = =
.
Câu 34: Đáp án D.
+
20
19 2
1,6.10
4/
1,6.10 .2,5.10
A
E V m
qs
−
−−
= = =
Câu 35: Đáp án B.
+ Số kg nước bốc thành hơi là:
8
66
25.1,4.10
1521
2,3.10 2,3.10
qU
kg==
Trang 21
Câu 36: Đáp án A.
+ Gọi H là hình chiếu A lên BC
2
2
22
. . 4000.6,4.10 256
AC
CA
U E CH E V
CA AB
−
= = = =
+
Câu 37: Đáp án A.
+ Gọi H là hình chiếu A lên BC
2
. . 4000.0,036 144
BA
BA
U E BH E V
BC
= = = =
Câu 38: Đáp án C.
+ Ta có
A qU=
nên
4
5.10
A
q
U
−
==
Câu 39: Đáp án C.
+
9
10
2.10
200 /
5.10 .0,02
A
E V m
qd
−
−
= = =
Câu 40: Đáp án A.
+ Sử dụng công thức độ biến thiên động năng ta được
21
2
2
2
dd
mv
A W W= − =
6
2
22
4,2.10 /
A eEd
v m s
mm
−
= = =
Câu 41: Đáp án A.
DẠNG 3. Chuyển động của hạt trong điện trường
1. Phương pháp
- Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác dụng của
lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đường sức điện.
+ Nếu điện tích dương
( )
0q
thì hạt mang điện
( )
q
sẽ chuyển động cùng chiều điện trường.
+ Nếu điện tích âm
( )
0q
thì hạt mang điện
( )
q
sẽ chuyển động ngược chiều điện trường.
Khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng tiến biến đổi đều với gia tốc là
a
.
Để khảo sát chuyển động của vật, ta sử dụng định luật II Newton và một số kết quả đã học ở
chương trình Vật lí 10.
+ Định luật II:
F ma=
, với
F
là hợp các lực tác dụng vào vật có khối lượng
m
,
a
là gia tốc mà vật thu
được.
+ Tọa độ của vật trong chuyển động biến đổi đều
2
00
1
2
x x v t at= + +
Trang 22
Trong đó:
x
: tọa độ của vật tại thời điểm
t
(m).
0
x
: tọa độ ban đầu của vật so với mốc đã chọn (tại
0t =
) (m).
0
v
: vận tốc tại thời điểm ban đầu (m/s).
a
: gia tốc của vật
( )
2
/ms
.
+ Vận tốc
0
v v at=+
+ Mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường vật đi được:
22
00
2,v v as s x x− = = −
- Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu
0
v
vuông góc với các đường sức điện thì
e
chịu
tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với
0
v
, chuyển động của
e
tương tự như chuyển
động của một vật bị ném ngang trong trường trọng lực. Quỹ đạo của
e
là một phần của đường parabol.
Định lí biến thiên động năng: độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng vào vật:
22
21
11
22
A mv mv=−
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm
250eV. (Biết rằng
19
1 1,6.10eV J
−
=
). Tìm
MN
U
.
A.
250V−
. B.
250V
. C.
125V
. D.
125V−
.
Lời giải
Vì electron có khối lượng không đáng kể nên ta có thể bỏ qua trọng lực tác dụng vào electron. Vậy khi
electron chuyển động trong điện trường thì lực tác dụng vào electron là lực điện.
Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện chính là độ tăng động năng.
250
d
d MN MN
W
A W eU U V
e
= = = = −
Đáp án A.
STUDY TIP
Công của lực điện
A qEd qU==
Ví dụ 2: Một
e
có vận tốc ban đầu
6
0
3.10 /v m s=
chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện
trường có cường độ điện trường
1250 /E V m=
. Quãng đường electron đi được kể từ lúc ban đầu đến lúc
dừng lại là?
A. 4 cm. B. 1 cm. C. 3 cm. D. 2 cm.
Lời giải
Trang 23
Vì
0
e
q
nên hạt này sẽ chuyển động ngược chiều điện trường, khi đó chuyển động của hạt mang điện là
chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc
( )
19
14 2
31
1,6.10 .1250
2,2.10 /
9,1.10
eE
a m s
m
−
−
−
−
= = = −
Chuyển động của electron đến khi dừng lại là
2
0
2
2
v
s cm
a
−
==
Sau khi dừng lại electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường ngược với chiều của
E
nên electron sẽ
chuyển động nhanh dần đều về vị trí xuất phát.
Đáp án D.
STUDY TIP
Nhớ lại công thức về chuyển động lớp 10:
22
0
2v v as−=
Ví dụ 3: Một
e
được bắn với vận tốc đầu
6
2.10 /ms
vào một điện trường đều theo phương vuông góc
với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của
e
khi nó chuyển động được
7
10 s
−
trong điện trường. Điện tích của
e
là
19
1,6.10 C
−
−
, khối lượng của
e
là
31
9,1.10 kg
−
A.
( )
6
2,66.10 /v m s=
. B.
( )
6
3,1.10 /v m s=
.
C.
( )
6
3,4.10 /v m s=
. D.
( )
6
2,5.10 / .v m s=
Lời giải
Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với
6
0
2.10 /v m s=
.
Theo phương
Ox
, electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương
trình chuyển động
6
0
2.10x v t t==
Theo phương
Oy
, electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc
a
là:
19
13 2
31
1,6.10 .100
1,758.10 /
9,1.10
qE
a m s
m
−
−
= = =
Phương trình chuyển động theo phương
Oy
:
2
1
2
y at=
Vận tốc của
e
khi nó chuyển động trong điện trường là:
( )
2
2 2 2
0xy
v v v v at= + = +
Thay
( )
13 6 7 6
0
1,758.10 , 2.10 , 10 2,66.10 /a v t s v m s
−
= = = =
Đáp án A.
STUDY TIP
Vận tốc trong chuyển động ném ngang
Trang 24
22
xy
v v v=+
Trong đó
x
v
là vận tốc của vật theo phương ngang,
y
v
là vận tốc của vật theo phương thẳng đứng.
Ví dụ 4: Một
e
chuyển động với vận tốc ban đầu
4
10 /ms
dọc theo đường sức của một điện trường đều
được một quãng đường 10 cm thì dừng lại.
a) Tính gia tốc của
e
A.
82
5.10 /a m s=−
. B.
82
5.10 /a m s=
.
C.
82
2,5.10 /a m s=
. D.
82
2,5.10 /a m s=−
.
b) Xác định cường độ điện trường?
A.
3
1,42.10 /E V m
−
=
. B.
3
5,06.10 /E V m
−
=
.
C.
3
2,84.10 /E V m
−
=
. D.
3
3,02.10 /E V m
−
=
.
Lời giải
a) Vì
0
e
q
nên
e
sẽ chuyển động ngược chiều với điện trường suy ra
2
82
0
5.10 /
2
v
a m s
s
−
= = −
Đáp án A.
b) Cường độ điện trường
31 8
3
19
9,1.10 .5.10
2,84.10 /
1,6.10
e
ma
E V m
q
−
−
−
= = =
Đáp án C.
Phân tích
- Có vận tốc ban đầu và quãng đường sẽ tính được gia tốc thông qua biểu thức
22
0
2v v as−=
- Dùng định luật II Newton tính được cường độ điện trường
Ví dụ 5: Một electron chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường đều có cường độ 364
V/m. Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc
6
3,2.10 /ms
. Hỏi:
a) Electron đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0?
A. 4 cm. B. 8 cm. C. 6 cm. D. 2 cm.
b) Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát
e
trở về điểm M
A.
8
5.10 s
−
. B.
7
10 s
−
. C.
6
10 s
−
. D.
8
2,5.10 s
−
.
Lời giải
a) Theo định luật II Newton, gia tốc mà electron thu được là
19
13 2
31
1,6.10 .364
6,4.10 /
9,1.10
qE
a m s
m
−
−
−
−
= = = −
Quãng đường
e
đi được cho đến lúc dừng lại là
Trang 25
2
0
0,08 8
2
v
s m cm
a
−
= = =
Đáp án B.
b) Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại (giả sử dừng lại tại N), vì lúc này electron vẫn
trong điện trường nên electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường, lực này làm cho electron chuyển
động theo chiều ngược lại và sẽ đến M.
Thời gian electron đi từ M đến N là
0
0 1 1 1
1
0
v
v a t t
a
−
= + =
.
Thời gian electron đi từ N quay trở lại M là:
0
0 2 2 2
2
0
v
v a t t
a
= + =
.
Vì hai giai đoạn có cùng quãng đường, nhưng ngược chiều chuyển động và cường độ lực điện không đổi
nên
21
aa=−
. Từ đó suy ra
12
tt=
. Vậy thời gian cần tìm là
7
1 2 1
1
2 2. 10
v
t t t t s
a
−
−
= + = = =
Đáp án B.
STUDY TIP
Sai lầm thường thấy là chỉ tính thời gian từ lúc electron bắt đầu quay trở lại đến khi về đến M.
Đọc kĩ yêu cầu đề bài tránh nhầm lẫn.
Ví dụ 6: Một protôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó là
4
2,5.10 /ms
. Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V. Hỏi điện thế tại B?
Cho biết protôn có khối lượng
27
1,67.10 kg
−
, có điện tích
19
1,6.10 C
−
A. 503,3 V. B. 496,7 V. C. 521,3 V. D. 478,7 V.
Lời giải
Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện bằng độ biến thiên động năng
( )
2 2 2
2 2 2
B A A
AB A B B A
mv mv mv
A q V V V V
q
− = = − = +
Thay số ta được
( )
2
27 4
19
1,67.10 . 2,5.10
500 503,3
2.1,6.10
B
VV
−
−
= + =
Đáp án A.
STUDY TIP
Định lý động năng:
AB AB
A qU=
22
11
22
BA
mv mv=−
Trang 26
Ví dụ 7: 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 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản
là 1cm. Tính vận tốc của electron khi nó đập vào bản dương?
A.
6
3,75.10 /ms
. B.
6
4.10 /ms
. C.
6
1,875.10 /ms
. D.
6
2.10 /ms
.
Lời giải
Theo định lý biến thiên động năng, ta có:
( ) ( ) ( )
22
2
. 0 . .
22
d
mv mv eEd
A W qE d e E d v
m
= − = − − − = =
Thay số ta được
( )
19
31
2.1,6.10 .1000.0,01
1875228,924 /
9,1.10
v m s
−
−
==
Đáp án C.
STUDY TIP
Ta vẫn sử dụng định lí biến thiên động năng, với vận tốc ban đầu bằng 0.
AB AB
A qU=
22
11
22
BA
mv mv=−
2
1
2
B
mv=
Ví dụ 8: Protôn được đặt vào điện trường đều
6
1,7.10 /E V m=
.
a) Tìm gia tốc của protôn? Biết
27
1,673.10m kg
−
=
A.
14 2
1,626.10 /ms
. B.
14 2
1,262.10 /ms
. C.
14 2
3,2.10 /ms
. D.
14 2
1,2.10 /ms
.
b) Tìm vận tốc của protôn sau khi đi được 20cm, biết vận tốc ban đầu bằng 0.
A.
6
4,03.10 /ms
. B.
6
8,06.10 /ms
. C.
6
5,03.10 /ms
. D.
6
6,06.10 /ms
.
Lời giải
a) Proton có điện tích
0q
nên nó sẽ chuyển động cùng chiều với điện trường nên
19 6
14 2
27
1,6.10 .1,7.10
1,626.10 /
1,673.10
qE
a m s
m
−
−
= = =
Đáp án A.
b) Sau khi đi được 20cm vận tốc của proton là
14 6
2 2.0,2.1,626.10 8,06.10 /v as m s= = =
Đáp án B.
Phân tích
- Sử dụng định luật II Newton để tìm gia tốc.
Trang 27
- Có gia tốc và quãng đường sẽ tính được vận tốc thông qua biểu thức
22
0
2v v as−=
Ví dụ 9: Electron đang chuyển động với vận tốc
6
0
4.10 /v m s=
thì đi vào điện trường đều
2
9.10 /E V m=
;
0
v
cùng chiều đường sức điện trường. Mô tả chuyển động của electron trong các trường
hợp sau:
a)
0
vE
; b)
0
vE
; c)
0
vE⊥
Lời giải
a) Vì
0
e
q
nên khi
0
vE
thì
0
v F a v 
. Do đó electron sẽ chuyển động nhanh dần đều theo
chiều âm của trục
Ox
với gia tốc
( )
19 2
14 2
31
1,6.10 .9.10
1,582.10 /
9,1.10
qE
a m s
m
−
−
−
= = =
b) Khi vectơ vận tốc cùng chiều với vectơ cường độ điện trường thì electron sẽ chuyển động thành 2 giai
đoạn:
+ Giai đoạn 1: electron sẽ chuyển động chậm dần đều (do
00
v E v F a v  
) tới điểm M
theo chiều dương
Ox
với
2
0
5
2
v
OM cm
a
==
và dừng lại tức thời tại đó.
+ Giai đoạn 2: Do tác dụng của lực điện trường ngược chiều với
E
nên electron sẽ chuyển động nhanh
dần đều quay lại vị trí xuất phát.
c) Vì
0
vE⊥
nên lực điện tác dụng vào electron có phương vuông góc với
0
v
, do đó electron sẽ chuyển
động như 1 vật bị ném ngang.
Trang 28
BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Một electron chuyển động dọc theo hướng đường sức của một điện trường đều có cường độ 100
V/m với vận tốc ban đầu là 300 km/s. Hỏi nó chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc
của nó bằng không:
A. 2,56cm B. 25,6cm C. 2,56mm D. 2,56m
Câu 2: Trong đèn hình của máy thu hình, các electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế 25000V. Hỏi khi
đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu, bỏ qua vận tốc ban đầu của nó:
A.
7
6,4.10 /ms
B.
7
7,4.10 /ms
C.
7
8,4.10 /ms
D.
7
9,4.10 /ms
Câu 3: Một proton bay theo phương của môt đường sức điện trường. lúc ở điểm A nó có vận tốc
4
2,5.10 /ms
, khi đến điểm B vận tốc của nó bằng không. Biết nó có khối lượng
27
1,67.10 kg
−
và có điện
tích
19
1,6.10 C
−
. Điện thế tại A là 500V, tìm điện thế tại B:
A. 406,7V B. 500V C. 503,3V D. 533V
Câu 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50V.
Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi
đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bao nhiêu:
A.
6
4,2.10 /ms
B.
6
3,2.10 /ms
C.
6
2,2.10 /ms
D.
6
1,2.10 /ms
Câu 5: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một
electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính eV ra Jun.
A.
19
1 1,6.10eV J=
B.
24
1 22,4.10eV J=
C.
31
1 9,1.10eV J
−
=
D.
19
1 1,6.10eV J
−
=
Câu 6: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là
100V. Một electron có vận tốc ban đầu
6
5.10 /ms
chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính gia
tốc của nó. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực:
A.
13 2
17,6.10 /ms−
B.
13 2
15,9.10 /ms
C.
13 2
27,6.10 /ms−
D.
13 2
15,2.10 /ms+
Câu 7: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng
10
10 kg
−
lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện
phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng
1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy
2
10 /g m s=
. Chiếu tia tử ngoại làm hạt bụi mất một số
electron và rơi xuống với gia tốc
2
6/ms
. Tính số hạt electron mà hạt bụi đã mất:
A. 18 000 hạt B. 20000 hạt C. 24 000 hạt D. 28 000 hạt
Trang 29
Câu 8: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m.
Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc
6
3,2.10 /ms
đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của
nó bằng không:
A. 6cm B. 8cm C. 9cm D. 11cm
Câu 9: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m.
Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc
6
3,2.10 /ms
. Thời gian kể từ lúc xuất phát đến khi nó quay trở
về điểm M là:
A.
0,1 s
B.
0,2 s
C.
2 s
D.
3 s
Câu 10: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là
100V. Một electron có vận tốc ban đầu
6
5.10 /ms
chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính đoạn
đường nó đi được cho đến khi dừng lại. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác
dụng của trọng lực:
A. 7,1cm B. 12,2cm C. 5,1cm D. 15,2cm
Câu 11: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu
0
v
vuông góc với các đường sức của một
điện trường đều cường độ
E
. Khi đến điểm B cách O một đoạn
h
theo phương của đường sức vận tốc
của nó có biểu thức:
A.
e Eh
B.
2
0
v e Eh+
C.
2
0
v e Eh−
D.
2
0
2
eE
vh
m
+
Câu 12: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu
0
v
dọc theo đường sức của một điện
trường đều cường độ
E
cùng hướng điện trường. Quãng đường xa nhất mà nó di chuyển được trong điện
trường cho tới khi vận tốc của nó bằng không có biểu thức:
A.
2
0
2
mv
eE
B.
2
0
2 eE
mv
C.
D.
2
0
2
e Emv
Câu 13: Electron chuyển động không vận tốc ban đầu từ A đến B trong một điện trường đều với
45,5
AB
UV=
. Tại B vận tốc của nó là:
A.
62
10 /ms
B.
C.
62
4.10 /ms
D.
62
8.10 /ms
Câu 14: Khi bay từ M đến N trong điện trường đều, electron tăng tốc động năng tăng thêm 250eV. Hiệu
điện thế
MN
U
bằng:
A.
250V−
B.
250V
C.
125V−
D.
125V
Câu 15: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng
d
, chiều dài các bản là
l
. Giữa hai
bản có hiệu điện thế
U
. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc
0
v
song song với các bản. Độ lớn gia tốc của nó trong điện trường là:
A.
eU
d
B.
eU
md
C.
2
0
e Ul
mdv
D.
2
0
e Ul
dv
Câu 16: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng
d
, chiều dài các bản là
l
. Giữa hai
bản có hiệu điện thế
U
. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc
0
v
song song với các bản. Độ lệch của nó theo phương vuông góc với các bản khi ra khỏi điện
trường có biểu thức:
Trang 30
A.
eU
d
B.
eU
md
C.
2
0
e Ul
mdv
D.
2
2
0
2
e Ul
mdv
Câu 17: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng
d
, chiều dài các bản là
l
. Giữa hai
bản có hiệu điện thế
U
. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc
0
v
song song với các bản. Góc lệch
giữa hướng vận tốc của nó khi vừa ra khỏi điện trường
v
so với
0
v
có
tan
được tính bởi biểu thức:
A.
eU
d
B.
eU
md
C.
2
0
e Ul
mdv
D.
2
2
0
2
e Ul
mdv
Câu 18: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với
các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là
6
8.10 /ms
. Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là
bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện
A. 182V B. 91V C. 45,5V D. 50V
Câu 19: Khi một electron chuyển động ngược hướng với vectơ cường độ điện trường thì:
A. thế năng của nó tăng, điện thế của nó giảm
B. thế năng giảm, điện thế tăng
C. thế năng và điện thế đều giảm
D. thế năng và điện thế đều tăng
Câu 20: Một electron được tăng tốc từ trạng thái đứng yên nhờ hiệu điện thế
200UV=
. Vận tốc cuối mà
nó đạt được là:
A.
2000 /ms
B.
6
8,4.10 /ms
C.
5
2.10 /ms
D.
6
2,1.10 /ms
Câu 21: Một proton và một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường
đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì:
A. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn
B. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn
C. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc lớn hơn.
D. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc nhỏ hơn.
Câu 22: Một electron thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu trong điện trường đều giữa hai mặt
đẳng thế
12
10 , 5V V V V= + = −
. Nó sẽ chuyển động:
A. Về phía mặt đẳng thế
1
V
B. Về phía mặt đẳng thế
2
V
C. Tùy cường độ điện trường mà nó có thể về
1
V
hay
2
V
D. Nó đứng yên
Câu 23: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu
0
v
dọc theo đường sức của một điện
trường đều cường độ
E
ngược hướng điện trường. Khi đến điểm B cách O một đoạn
h
vận tốc của nó có
biểu thức:
A.
e Eh
B.
2
0
v e Eh+
C.
2
0
v e Eh−
D.
2
0
2
eE
vh
m
+
Trang 31
Câu 24: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một
electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính vận tốc của electron có năng lượng
0,1MeV:
A.
8
0,87.10 /v m s=
B.
8
2,14.10 /v m s=
C.
8
2,87.10 /v m s=
D.
8
1,87.10 /v m s=
Câu 25: Hiệu điện thế giữa hai điểm bên ngoài và bên trong của một màng tế bào là
90mV−
, bề dày của
màng tế bào là 10nm, thì điện trường (giả sử là đều) giữa màng tế bào có cường độ là:
A.
6
9.10 /Vm
B.
10
9.10 /Vm
C.
10
10 /Vm
D.
6
10 /Vm
Câu 26: Khi sét đánh xuống mặt đất thì có một lượng điện tích
30C−
di chuyển từ đám mây xuống mặt
đất. Biết hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây là
7
2.10 V
. Năng lượng mà tia sét này truyền từ đám mây
xuống mặt đất bằng:
A.
7
1,5.10 J
−
B.
7
0,67.10 J
−
C.
9
6.10 J
D.
8
6.10 J
Câu 27: Chọn một đáp án sai:
A. Khi một điện tích chuyển động trên một mặt đẳng thế thì công của lực điện bằng không
B. Lực điện tác dụng lên một điện tích
q
ở trong một mặt đẳng thế có phương tiếp tuyến với mặt đẳng
thế
C. Vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trong mặt đẳng thế có phương vuông góc với mặt đẳng
thế
D. Khi một điện tích di chuyển từ một mặt đẳng thế này sang một mặt đẳng thế khác thì công của lực
điện chắc chắn khác không
Câu 28: Khi electron chuyển động từ bản tích điện dương về phía bản âm trong khoảng không gian giữa
hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì:
A. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện tăng
B. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện giảm
C. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện tăng
D. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện giảm
Câu 29: Hai điểm A và B nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Một điện tích
q
chuyển động từ A đến B thì
A. Lực điện thực hiện công dương nếu
0q
, thực hiện công âm nếu
0q
B. Lực điện thực hiện công dương hay âm tùy vào dấu của
q
và giá trị điện thế của A(B)
C. Phải biết chiều của lực điện mới xác định được dấu của công lực điện trường
D. Lực điện không thực hiện công
Câu 30: Một điện tích +1C chuyển động từ bản tích điện dương sang bản tích điện âm đặt song song đối
diện nhau thì lực điện thực hiện một công bằng 200J. Hiệu điện thế giữa hai bản có độ lớn bằng:
A.
3
5.10 V
−
B.
200V
C.
19
1,6.10 V
−
D.
2000V
ĐÁP ÁN
1-C
2-D
3-C
4-A
5-D
6-A
7-D
8-B
9-A
10-A
11-D
12-A
13-C
14-A
15-B
16-D
17-C
18-A
19-B
20-B
21-A
22-A
23-D
24-D
25-A
26-C
27-B
28-C
29-D
30-B
Trang 32
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án C
( )
2
31 5
22
3
00
19
9,1.10 . 3.10
2,56.10 2,56
2 2 2.1,6.10 .100
v mv
s m mm
a e E
−
−
−
−
= = = = =
Câu 2: Đáp án D
2
2
mv
eU
−
=
19
7
31
2 2.1,6.10 .25000
9,4.10 /
9,1.10
eU
v m s
m
−
−
= = =
−
Câu 3: Đáp án C
( )
2
1
21
2
d d A B
mv
A W W q V V= − = = − −
(do vận tốc nó giảm dần)
( )
2
27 4
2
1
19
1,67.10 . 2,5.10
500 503,3
2 2.1,6.10
AB
mv
V V V
q
−
−
+ = = + =
Câu 4: Đáp án A
Tương tự câu 2.
Câu 5: Đáp án D
19
1 1,6.10eV J
−
=
Câu 6: Đáp án A
+
0e
nên
FE
nên sẽ có xu hướng làm cho electron chuyển động chậm lại hay
( )
0a v a
+
19
13 2
31
1,6.10 .100
17,6.10 /
9,1.10 .0,1
q E q U
a m s
m md
−
−
−−
−
= = = −
Câu 7: Đáp án D
+ Khi hạt bụi nằm lơ lửng thì lực điện sẽ cân bằng với trọng lực
FP=
10 3
15
10 .4,8.10 .10
4,8.10
1000
mg mgd
qC
EU
−−
−
= = = =
+ Vì mang điện âm nên
15
4,8.10qC
−
=−
+ Hạt bụi bị mất
n
electron điện tích của hạt bụi còn
15
4,8.10q n e C
−
= − +
+ Vật chuyển động xuống dưới với gia tốc
2
6/a m s=
nên lực điện lực này là
F
, áp dụng định luật 2
Newton ta được
( )
15
1,92.10
m g a
F P ma q C
E
−
−

= − = =
15 15
19
4,8.10 1,92.10
18000
1,6.10
n
−−
−
−
= =
Trang 33
+ Vậy số hạt electron đã mất là 18000 hạt
Câu 8: Đáp án B
Tương tự câu 1
Câu 9: Đáp án A
( )
2
31 6
22
00
19
9,1.10 . 3,2.10
8
2 2 2.1,6.10 .364
v mv
s cm
a e E
−
−
−
= = = =
Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại, vì lúc này electron vẫn trong điện trường nên vẫn
chịu tác dụng của lực điện trường và nó làm cho electron chuyển động quay ngược lại chỗ xuất phát nên
thời gian kể từ khi xuất phát về M sẽ gấp đôi thời gian từ M cho đến khi dừng lại
8
00
1
5.10
v mv
ts
a qE
−
−−
= = =
Vậy thời gian cần tìm là
7
1
2 10 0,1t t s s
−
= = =
Câu 10: Đáp án A
Tương tự câu 1
Câu 11: Đáp án D
+ Electron sẽ chuyển động như 1 vật bị ném ngang
+ Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với vận tốc
0
v
+ Theo phương
Ox
, electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương
trình chuyển động
0
x v t=
+ Theo phương
Oy
, electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc
a
là:
qE
a
m
=
Phương trình chuyển động theo phương
Oy
:
2
1
2
y at=
+ Vận tốc của
e
khi nó chuyển động trong điện trường là:
( )
2
2 2 2
0xy
v v v v at= + = +
+ Khi đến điểm B cách O một đoạn
h
thì
2h
t
a
=
22
22
00
2
2
2
.
eE
e E h
v v v h
m a m
= + = +
Câu 12: Đáp án A
2 2 2
0 0 0
22
2.
v v mv
s
eE
a e E
m
−−
= = =
−
Câu 13: Đáp án C
Trang 34
( )
2
6
2
4.10 /
2
B BA
AB BA B
mv eU
eU eU v m s
m
−
= = − = =
Câu 14: Đáp án A
250
d
d MN MN
W
W eU U V
e
= = = −
Câu 15: Đáp án B
e E e U
a
m md
==
Câu 16: Đáp án D
Độ lệch khi ra khỏi bản là
2
2
22
00
22
e Ul
al
y
v mdv
==
(chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1
vật được ném ngang do
0
v
vuông góc với
E
)
Câu 17: Đáp án C
+ Chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1 vật được ném ngang do do
0
v
vuông góc
với
E
, nên nó sẽ có 2 thành phần vận tốc theo phương
Ox
và
Oy
lần lượt là
x
v
và
y
v
với
22
xy
v v v=+
+
00
2
tan ,
y
x
v
at l h
t
v v v a
= = = =
22
00
tan
e Ul
al
v mdv
= =
Câu 18: Đáp án A
Để electron không tới được bản đối diện thì nó phải dừng ở khoảng cách
ad
Áp dụng định lí độ biến thiên động năng ta được
2
0
0.
2
mv
Ua
eEa e
d
− = =
22
00
1
22
mv mv
a
d eU e U
−
= =
( )
2
31 6
2
0
19
9,1.10 . 8.10
182
2 2.1,6.10
mv
UV
e
−
−
= =
Câu 19: Đáp án B
Khi một electron chuyển động ngược hướng với cường độ điện trường thì thế năng của nó sẽ giảm và
điện thế sẽ tăng.
Câu 20: Đáp án B
2
6
0
0
2
8,4.10 /
2
eU
mv
e U v m s
m
= = =
Trang 35
Câu 21: Đáp án A
Ta có đối với
2 1 2d d d
A Fs W W W= = − =
nên cả 2 khi đó có cùng động năng. Suy ra
F
như nhau, mà
F ma=
và
pe
mm
nên
ep
aa
Câu 22: Đáp án A
Electron mang điện tích âm nên nó sẽ chuyển động về phía mặt đẳng thế dương nên nó chuyển động về
phía mặt đẳng thế
1
V
Câu 23: Đáp án D
Tương tự câu 11
Câu 24: Đáp án D
2 13
13 8
31
0,2.1,6.10
0,1.1,6.10 1,87.10 /
2 9,1.10
mv
v m s
−
−
−
= = =
Câu 25: Đáp án A
3
6
9
90.10
9.10 /
10.10
U
E V m
d
−
−
= = =
Câu 26: Đáp án C
8
6.10W q U J==
Câu 27: Đáp án B
Đáp án B là đáp án sai vì lực điện tác dụng lên 1 điện tích
q
có phương song song với mặt đẳng thế.
Câu 28: Đáp án C
Vì
0
e
q
nên lực điện sẽ thực hiện công âm, mặt khác ta có công của lực điện bằng độ giảm thế năng,
suy ra độ giảm thế năng nhỏ hơn không, hay nói cách khác khi
e
di chuyển thì thế năng tăng.
Câu 29: Đáp án D
Đáp án A là đáp án đúng nó thực hiện công dương nếu
0q
và công âm nếu
0q
Câu 30: Đáp án B
200
200
1
A
UV
q
= = =
| 1/35
| | Tải xuống

Tài liệu khác của Vật Lí 11

Preview text:

CHUYÊN ĐỀ 3: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Khi một điện tích dương q dịch chuyển trong điện trường đều có
cường độ E (từ M đến N) thì công mà lực điện tác dụng lên q có biểu thức: A = qEd
Trong đó: d = M N
  với M và N lần lượt là hình chiếu của M, N
lên một trục trùng với một đường sức bất kì.
Ví dụ, trong hình vẽ bên, d = MH .
Nếu A  0 thì lực điện sinh công dương, A  0 thì lực điện sinh công âm.
2. Công A của lực điện tác dụng lên một điện tích chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của
đường đi trong điện trường mà không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Do đó người ta nói điện trường là một trường thế.
Tính chất này cũng đúng cho điện trường bất kì (không đều). Tuy nhiên, công thức tính công sẽ khác.
3. Thế năng của điện tích q tại một điểm M trong điện trường tỉ lệ với độ lớn của điện tích q W = A = qV M M M
AM là công của điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến vô cực (mốc để tính thế năng).
4. Điện thế tại điểm M trong điện trường được xác định bởi W A M M V  = = M q q
Trong đó công A có đơn vị (J), điện tích q (C) và điện thế (V).
5. Hiệu điện thế U
giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của diện MN
trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N. AMN U = V −V = MN M N q
6. Đơn vị đo điện thế, hiệu điện thế là Vôn (V).
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG 1. Công của các lực tác dụng khi điện tích di chuyển 1. Phương pháp
- Công mà ta đề cập ở đây là công của lực điện hay công của điện trường. Công này có thể có giá trị dương hay âm. Trang 1
- Có thể áp dụng định lý động năng cho chuyển động của điện tích. Nếu ngoài lực điện còn có các lực
khác tác dụng lên điện tích thì công tổng cộng của tất cả các lực tác dụng lên điện tích bằng độ tăng động
năng của vật mang điện tích.
- Nếu vật mang điện chuyển động đều thì công tổng cộng bằng không. Công của lực điện và công của các
lực khác sẽ có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. A = −A
- Nếu chỉ có lực điện tác dụng lên điện tích thì công của lực điện bằng độ tăng động năng của vật mang điện tích. 2 2 mv mv N M A = qU = − MN MN 2 2
Với m là khối lượng của vật mang điện tích q .
- Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của điện tích mà
chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Do đó, với một đường
cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên công của lực điện trong trường hợp này bằng không.
Tóm lại, ta cần nhớ các công thức sau:
- Công của lực điện: A = qEd = qU
- Công của lực ngoài: A = −A 1 1 - Định lý động năng: 2 2 A = qU = mv − mv MN MN 2 N 2 M A
- Biểu thức hiệu điện thế: MN U = V −V = MN M N q
- Hệ thức liên hệ giữa cường độ điện trường hiệu điện thế trong điện trường đều: UMN U = Ed E = MN d
Trong đó: M, N là hai điểm trên 1 đường sức, d là khoảng cách giữa hai điểm MN và d mang
giá trị dương (d  0) khi MN  E , d mang giá trị âm (d  0) khi MN  E .
Nếu M, N không nằm trên đường sức, khi đó công thức tính hiệu điện thế sẽ là: U = Ed cos , MN
trong đó  = (MN, E). STUDY TIP
Công thức A = qEd chỉ áp dụng được cho trường hợp điện tích di chuyển trong điện trường đều. 2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một điện tích điểm 8 q 4.10− = −
C di chuyển dọc theo chu vi của một tam giác MNP, vuông tại
P, trong điện trường đều, có cường độ 200 V/m. Cạnh MN = 10c ,
m MN  E, NP = 8cm . Môi trường là
không khí. Tính công của lực điện trong các dịch chuyển sau của q : Trang 2
a) Từ M → N . − − − − A. 7 8. − 10 (J ). B. 7 4. − 10 (J ). C. 7 8.10 ( J ) . D. 7 4.10 ( J ) .
b) Từ N → P . A. 0,512 J . B. 7 5,12.10− − J . C. 7 5,12.10− J. D. 5,12 mJ .
c) Từ P → M . A. 7 4, 32.10− J . B. 7 − 1, 44.10− J . C. 2,88 mJ . D. 7 2,88.10 J . d) Theo đường kín MNPM. − − − A. 0 ( J ) . B. 7 4, 32.10 ( J ) . C. 7 8. − 10 (J ). D. 7 5,12.10 ( J ) . Lời giải
a) Khi điện tích dịch chuyển từ M đến N thì hình chiếu của M và N lên đường sức là chính nó, mà
MN  E nên d = +MN .
Công của lực điện khi di chuyển điện tích q từ M đến N là: − − 8 7 A
= qEd = qE.MN = 4.10 − .200.0,1 = −8.10 J . MN ( ) Đáp án A.
b) Gọi H là hình chiếu P lên MN, ta được NH chính là hình chiếu của NP lên phương của đường sức
trong từ trường đều, và khi đi từ M đến N thì hình chiếu của điện tích di chuyển ngược chiều điện trường.
Do đó d = −NH . 2 NP 8 − 7 A qE.NH qE. 4.10 .200.0, 064 5,12.10− = − = − = = J NP MN Đáp án C.
c) Ta được HM là hình chiếu của PM lên phương của điện trường và khi đi từ H đến M, hình chiếu của
điện tích di chuyển ngược chiều điện trường. 2 − MP 8 8 − 7 A qE.HM 4.10 .200. 4.10 .200.0, 036 2,88.10− = − = = = J PM MN Đáp án D.
d) Khi điện tích dịch chuyển theo đường kính MNPM thì điện tích dịch chuyển trên 1 đường cong kín có
điểm đầu và cuối trùng nhau nên A = 0J . MNPM Đáp án A. Phân tích
- Sử dụng công thức tính công của lực điện A = qEd
- Xác định d , với d là đoạn nối giữa hình chiếu của điểm đầu quỹ đạo và hình chiếu của điểm cuối quỹ
đạo lên một đường sức (với điện trường đều thì chiều của đường sức từ chính là chiều của điện trường E ). Trang 3
Nếu hình chiếu cùng chiều với chiều E , ta lấy dấu (+) , ngược chiều với chiều E , ta lấy dấu (−) . STUDY TIP
Với đoạn di chuyển của điện tích là một đoạn thẳng MN, chiều từ M đến N, thì ta có thể tính công của lực
điện trường bằng công thức sau A = qEMN cos
Trong đó  = (MN, E)
Ví dụ 2: Một điện trường đều có cường độ E = 2500V / m. Hai điểm A, B cách nhau 10 cm khi tính dọc
theo đường sức. Tính công của lực điện trường thực hiện một điện tích q khi nó di chuyển từ A → B
ngược chiều đường sức. Giải bài toán khi: a) 6 q 10− = − C . A. 5 A = 25.10 J . B. 5 A = 2 − 5.10 J . C. 6 A = 25.10 J . D. 6 A = 2 − 5.10 J . b) 6 q 10− = C A. 5 A = 25.10 J. B. 5 A = 2 − 5.10 J. C. 6 A = 25.10 J. D. 6 A = 2 − 5.10 J. Lời giải
Khi điện tích di chuyển ngược chiều đường sức thì ta có A = q − . E AB Thay lần lượt 6 − 6 q 10 C, q 10− = − = C ta được
a) Công của lực điện trường: 5 A = 25.10 J 1 Đáp án A.
b) Công của lực điện trường: 5 A = −25.10 J 2 Đáp án B.
Ví dụ 3: Điện tích 8 q 10− =
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều
ABC cạnh a =10cm trong điện trường đều có cường độ là 300 V/m. E BC .
Tính công của lực điện trường khi q dịch chuyển trên mỗi cạnh của tam giác − − − A. 7 7 7 A = 1
− ,5.10 J, A = 3.10 − J , A = 1 − ,5.10 J . AB BC CA − − − B. 7 7 7 A = 1
− ,5.10 J, A = 3.10 J , A = 1 + ,5.10 J . AB BC CA − − − C. 7 7 7 A = 1
+ ,5.10 J, A = 3.10 − J , A = 1 − ,5.10 J . AB BC CA D. 7 − 7 − 7 A 1, 5.10 J , A 3.10 J , A 1, 5.10− = − = = − J . AB BC CA Lời giải Trang 4
Gọi H là hình chiếu A lên BC, ta được HB chính là hình chiếu của AB lên phương của điện trường và khi
đi từ H đến B thì hình chiếu của điện tích di chuyển ngược chiều điện trường. − 0,1 8 7 A qE.HB 10 .300. 1, 5.10− = − = − = − J AB 2
Công của lực điện trường khi q dịch chuyển từ B đến C là: 8 − 7 A qEBC 10 .300.0,1 3.10− = = = J BC
Ta có CH là hình chiếu của CA lên phương của điện trường và khi từ C đến H thì hình chiếu của điện tích
di chuyển ngược chiều điện trường 7 A A 1, 5.10− = = − J CA AB Đáp án D. STUDY TIP
Dùng công thức sau cũng cho kết quả tương tự, bạn đọc tự làm. A = qEMN cos
Trong đó  = (MN, E)
Bài tập tương tự: Điện tích 8 q 10− =
C di chuyển dọc theo cạnh của một tam
giác đều MBC, mỗi cạnh 20 cm đặt trong điện trường đều E có hướng song
song với BC và có cường độ là 3000 V/m. Tính công thực hiện để dịch chuyển
điện tích q theo các cạnh MB, BC và CM của tam giác. Đáp án: A = 3
− mJ, A = 6mJ, A = 3 − mJ . MB BC MB
Ví dụ 4: Một electron di chuyển được một đoạn 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của
một lực điện trong một điện trường đều có cường độ 1000 V/m. Hãy xác định công của lực điện? − A. 18 A 1, 6.10− = J . B. 18 A = 1 − ,6.10 J.
C. A = 0J. D. 19 A 1, 6.10− = − J. Lời giải
Vì electron di chuyển ngược chiều điện trường, nên công của lực điện là: A qEd ( e)E( s) 19 − 18 1, 6.10 .1000.0, 01 1, 6.10− = = − − = = J Đáp án A. STUDY TIP
Chú ý điện tích của electron là − 19 q = −e = 1 − ,6.10 (J ) Trang 5
DẠNG 2. Điện thế. Hiệu điện thế. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế 1. Phương pháp
- Điện thế tại điểm M trong điện trường được xác định bởi W A M M V  = = M q q
(điện thế tại vô cùng bằng 0, V = 0  )
- Hiệu điện thế U
giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện MN
trường trong sự di chuyển của điện tích q từ M đến N. AMN U = V −V = MN M N q 2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều E ,
 = ABC = 60 , AB  E (hình vẽ). Biết BC = 6cm , hiệu điện thế U =120V . BC a) Tìm U
, U và cường độ điện trường E ? AC BA A. U
= 0, U =120V, E = 4000V / m . AC BC B. U
=120V, U = 0, E = 4000V / . m AC BC C. U = 0, U = 1
− 20V, E = 2000V / . m AC BC D. U
= 0, U =120V, E = 2000V / . m AC BC b) Đặ −
t thêm ở C điện tích điểm 10 q = 9.10
C . Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A? A. 5000 V/m. B. 2500 V/m. C. 3000 V/m. D. 4500 V/m. Lời giải
a) Vì AB  E nên ta sẽ chiếu lên AB. 1
Ta có AC vuông góc với AB nên hình chiếu bằng 0, suy ra U = 0. AC Ta có d = B C
  = BA nên ta có BC U 120 120 U
= E.BA = U =120V , BA E = = = = 4000 V m BC BA ( / ) BA BC 0, 03 2 Đáp án A.
b) Cường độ điện trường do điện tích q gây ra tại A: kq kq E = = = 3000 V / m 1 2 AC (BC.sin60) ( ) Trang 6
Cường độ điện trường tổng hợp gây ra ở A là E = E + E , vì 2 vectơ này vuông góc với nhau nên A 1 2 2 2 2
E = E + E = 3000 + 4000 = 5000 V / m A 1 ( ) Đáp án A. STUDY TIP U = Ed cos MN
Trong đó  = (MN, E)
Ví dụ 2: Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như
hình. Cho d = 5c ,
m d = 8cm . Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều 1 2 như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là 4 4 E = 4.10 V / ,
m E = 5.10 V / m . Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc 1 2
điện thế là điện thế bản A. A. V = 2
− 000V, V = 2000V.
B. V = 2000V , V = 2 − 000V. B C B C C. V = 1
− 200V, V =1600V.
D. V = 1200V , V = 1 − 600V. B C B C Lời giải Nhớ lại kiến thức
Nếu M, N không nằm trên đường sức, khi đó công thức tính hiệu điện thế sẽ là: U
= Ed cos , trong đó  = (MN,E). MN
Vì lấy gốc điện thế tại bản A nên V = 0 A 4 U
= E .d = 0,05.4.10 = 2000V = V − AB 1 1 B
Từ đó suy ra V = 2000 − V B Ta có 4 U = U +U
= 2000 − E d = 2000 − 5.10 .0,08 = 200 −
0V = V −V . AC AB BC 2 2 A C
Mà V = 0 nên từ đó suy ra V = 2000V . A C Đáp án A STUDY TIP
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N được xác định bởi U =V −V MN M N
Bài tập tương tự: Cho 3 bản kim loại phẳng tích điện A, B, C đặt song song
như hình. Điện trường giữa các bản là điện trường đều và có chiều như hình vẽ.
Hai bản A và B cách nhau một đoạn d = 5cm , hai bản B và C cách nhau một 1 Trang 7
đoạn d = 8cm . Cường độ điện trường tương ứng là E = 400V / ,
m E = 600V / m . Chọn gốc điện thế của 2 1 2
bản A. Tính điện thế của bản B và của bản C. Đáp án: V = 2
− 0V, V = 28V . B C
Ví dụ 3: Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2m có một điện trường đều với đường sức hướng từ
B → C . Hiệu điện thế U =12V . Tìm: BC
a) Cường độ điện trường giữa B và C. A. 30 V/m. B. 60 V/m. C. 90 V/m. D. 45 V/m.
b) Công của lực điện khi một điện tích 6 q 2.10− = +
C đi từ B đến C. A. A = 24J . B. A = 12J . C. A = −24J . D. A = −12J . BC BC BC BC Lời giải a) Ta có U = . E B .
C cos và đường sức hướng từ B → C nên BC
BC  E  cos = cos 0 = 1.
Cường độ điện trường giữa B và C U 12 BC E = = = 60 V m BC ( / ) BC 0, 2 Đáp án B.
b) Công của lực điện khi một điện tích 6 q 2.10− =
C đi từ B đến C là 6 A . q U 24.10− = = J = 24 J BC BC Đáp án A. STUDY TIP Chú ý đơn vị: − (J ) 6 1 =10 (J ) − (nJ ) 9 1 =10 (J ) − ( pJ ) 12 1 = 10 (J )
Ví dụ 4: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C. AC = 4c ,
m BC = 3cm và nằm trong một điện trường đều. Vectơ cường độ
điện trường E song song với AC, hướng từ A → C và có độ lớn
E = 5000V / m . Tính: a) U , U , U . AC CB AB Trang 8 A. U
= 200(V ), U = 0(V ), U = 200 V . AC CB AB ( ) B. U = 20
− 0(V ), U = 0(V ), U = 200 V . AC CB AB ( ) C. U
= 200(V ), U = 0(V ), U = 20 − 0 V . AC CB AB ( ) D. U = 200 −
(V ), U = 0(V ), U = −200 V . AC CB AB ( )
b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B? − − A. 17 A = 3 − , 2.10 J . B. 17 A = 1 − ,6.10 J . e ( ) e ( ) − − C. 17 A = 3, 2.10 J . D. 17 A = 1, 6.10 J . e ( ) e ( ) Lời giải
a) Dựa vào “STUDY TIP”, ta có: U
= E.AC = 5000.0,04 = 200V ACU  = 0 CB
U = E.AC =U = 200VAB AC Đáp án A.
b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B 19 − 17 A . q E.AC 1, 6.10 .5000.0, 04 3, 2.10− = = − = − J e Đáp án A. STUDY TIP
Ta chỉ cần áp dụng công thức sau: U = Ed cos MN
Trong đó  = (MN, E)
Ví dụ 5: Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều sao cho E
CA . Cho AB ⊥ AC và AB = 6c , m AC = 8cm.
a) Tính cường độ điện trường E, U và U . Biết U
= 100V (D là trung điểm của AC) AB BC CD
A. E = 2500 (V / m), U
= 0V , U = 200V . AB BC
B. E = 2500 (V / m), U = 0V , U = 200 − V . AB BC
C. E = 1250 (V / m), U = 0V , U = 200 − V . AB BC
D. E = 1250 (V / m), U
= 0V , U = 200V . AB BC
b) Tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B → C , từ B → D − − A. 17 17 A
= −3, 2.10 J, A = 1,6.10 . BC BD − − B. 17 17 A
= 3, 2.10 J, A = −1,6.10 . BC BD − − C. 17 17 A
= 3, 2.10 J, A = 1,6.10 . BC BD Trang 9 D. 1 − 7 −17 A
= −3, 2.10 J , A = 1 − ,6.10 . BC BD Lời giải
a) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D là E.CA 2U U = E. CD CD =  E = = 2500 V m CD ( / ) 2 CA
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B. AB vuông góc với E nên U = 0V AB
Hiệu điện thế giữa hai điểm B và C U = − . E CA = 2 − 500.0,08 = 2 − 00V BC Đáp án B.
b) Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B → C 19 − 17 A eE.AC 1, 6.10 .2500.0, 08 3, 2.10− = − = = J BC
Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B → D 1 17 A A A 1, 6.10− = = = J BD AD 2 BC Đáp án C. Trang 10
BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG DẠNG 1 VÀ DẠNG 2
Câu 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều
E là A = qEd , trong đó d là:
A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.
B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.
C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính
theo chiều đường sức điện.
D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà
chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường đi trong điện trường.
B. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của
điện trường làm dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó.
C. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tác dụng lực
mạnh hay yếu khi đặt điện tích thử tại hai điểm đó.
D. Điện trường tĩnh là một trường thế.
Câu 3: Mối liên hệ giữa hiệu điện thế U
và hiệu điện thế U là: MN NM A. U =U . B. U = U − . MN NM MN NM 1 1 C. U = . D. U = − . MN U MN U NM NM
Câu 4: Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ E , hiệu
điện thế giữa M và N là U
, khoảng cách MN = d . Công thức nào sau đây là không đúng? MN A. U =V −V B. U = . E d MN M N MN C. A = . q U D. E = U .d MN MN MN
Câu 5: Một điện tích q chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công
của lực điện trong chuyển động đó là A thì
A. A  0 nếu q  0
B. A  0 nếu q  0
C. A  0 còn dấu của A chưa xác định vì chưa biết chiều chuyển động của q .
D. A = 0 trong mọi trường hợp.
Câu 6: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điệ − − n tích 10 q = 5.10
(C) di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công 9
A = 2.10 ( J ) . Coi điện
trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc
với các tâm. Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là:
A. E = 2 (V / m) .
B. E = 40 (V / m) .
C. E = 200 (V / m) .
D. E = 400 (V / m) .
Câu 7: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường
E = 100 (V / m) . Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 (km/s). Khối lượng của electron là Trang 11 31 m 9,1.10− =
(kg) . Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của electron bằng không thì electron
chuyển động được quãng đường là: − −
A. S = 5,12 (mm) .
B. S = 2, 56 (mm) . C. 3
S = 5,12.10 (mm) . D. 3
S = 2, 56.10 (mm) .
Câu 8: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U
= 1 V . Công của điện trường làm dịch chuyển điện MN ( )
tích q = −1(C ) từ M đến N là:
A. A = −1( J ) .
B. A = +1( J ) . C. A = 1 − (J ) . D. A = 1 + (J ) . − −
Câu 9: Một quả cầu nhỏ khối lượng 15 3, 06.10
(kg), mang điện tích 18 4,8.10
(C) , nằm lơ lửng giữa hai
tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, cách nhau một khoảng 2 (cm). Lấy g = ( 2
10 m / s ) . Hiệu điện thế đặt vào hai tấm kim loại đó là:
A. U = 255, 0 (V ) .
B. U = 127, 5(V ) .
C. U = 63, 75(V ) .
D. U = 734, 4 (V ) .
Câu 10: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
U = 2000 (V ) là A = 1( J ) . Độ lớn của điện tích đó là − − − − A. 4
q = 2.10 (C ) . B. 4
q = 2.10 (C ) . C. 4
q = 5.10 (C ) . D. 4
q = 5.10 (C ) .
Câu 11: Một điện tích q = 1(C ) di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường, nó thu được một
năng lượng W = 0, 2(mJ ) . Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là:
A. U = 0, 20 (V ) .
B. U = 0, 20 (mV ).
C. U = 200 (kV ) .
D. U = 200 (V ) .
Câu 12: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết AB = 6c ,
m AC = 8cm. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BC: A. 400V B. 300V C. 200V D. 100V
Câu 13: Một điện tích q chuyển động từ điểm M đến Q, đến N, đến P trong điện trường đều như hình vẽ.
Đáp án nào là sai khi nói về mối quan hệ giữa công của lực điện trường dịch chuyển điện tích trên các đoạn đường: A. A = −A B. A = A C. A = A D. A = A MQ QN MN NP QP QN MQ MP
Câu 14: Hai tấm kim loại phẳng song song cách nhau 2cm nhiễm điện trái dấu. Muốn làm cho điện tích 10 − q 5.10− =
C di chuyển từ tấm này sang tấm kia cần tốn một công 9
A = 2.10 J . Xác định cường độ điện
trường bên trong hai tấm kim loại, biết điện trường bên trong là điện trường đều có đường sức vuông góc
với các tấm, không đổi theo thời gian: A. 100 V/m B. 200 V/m C. 300 V/m D. 400 V/m Trang 12
Câu 15: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U
= 2V . Một điện tích q = 1
− C di chuyển từ M đến N thì MN
công của lực điện trường là: A. 2 − J B. 2J C. 0 − ,5J D. 0,5J
Câu 16: Một hạt bụi khối lượng 15
3, 6.10− kg mang điện tích 18 q 4,8.10− =
C nằm lơ lửng giữa hai tấm
kim loại phẳng song song nằm ngang cách nhau 1cm và nhiễm điện trái dấu. Lấy 2
g = 10m / s , tính hiệu
điện thế giữa hai tấm kim loại: A. 25V B. 50V C. 75V D. 100V
Câu 17: Một quả cầu kim loại khối lượng 3
4,5.10− kg treo vào đầu một sợi đây dài 1m, quả cầu nằm giữa
hai tấm kim loại phẳng song song thẳng đứng cách nhau 4cm, đặt hiệu điện thế giữa hai tấm là 750V, thì
quả cầu lệch 1cm ra khỏi vị trí ban đầu và lệch về phía tấm tích điện dương, lấy 2
g = 10m / s . Tính điện tích của quả cầu: A. 24nC B. 24 − nC C. 48nC D. 36 − nC
Câu 18: Giả thiết rằng một tia sét có điện tích q = 25C được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất, khi
đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất 8
U = 1, 4.10 V . Tính năng lượng của tia sét đó: A. 8 35.10 J B. 8 45.10 J C. 8 55.10 J D. 8 65.10 J
Câu 19: Một điện tích điểm q = 10
+ C chuyển động từ đỉnh B đến đỉnh C của tam giác đều ABC, nằm
trong điện trường đều có cường độ 5000 V/m có đường sức điện trường song song với cạnh BC có chiều
từ C đến B. Biết cạnh tam giác bằng 10cm, tìm công của lực điện trường khi di chuyển điện tích trên theo đoạn thẳng B đến C: − − A. 4 2,5.10− J B. 4 2,5.10− − J C. 4 5 − .10 J D. 4 5.10 J
Câu 20: Một điện tích điểm q = 10
+ C chuyển động từ đỉnh B đến đỉnh C của tam giác đều ABC, nằm
trong điện trường đều có cường độ 5000 V/m có đường sức điện trường song song với cạnh BC có chiều
từ C đến B. Biết cạnh tam giác bằng 10cm, tìm công của lực điện trường khi di chuyển điện tích trên theo đoạn gấp khúc BAC: − − − A. 4 1 − 0.10 J B. 4 2,5.10− − J C. 4 5 − .10 J D. 4 10.10 J
Câu 21: Mặt trong của màng tế bào trong cơ thể sống mang điện tích âm, mặt ngoài mang điện tích
dương. Hiệu điện thế giữa hai mặt này bằng 0,07V. Màng tế bào dày 8nm. Cường độ điện trường trong màng tế bào này là: A. 6
8, 75.10 V / m B. 6
7, 75.10 V / m C. 6
6, 75.10 V / m D. 6 5, 75.10 V / m
Câu 22: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Tính cường độ điện trường và cho biết đặc điểm điện trường, dạng đường sức điện trường giữa hai tấm kim loại:
A. điện trường biến đổi, đường sức là đường cong, E = 1200V / m
B. điện trường biến đổi tăng dần, đường sức là đường tròn, E = 800V / m
C. điện trường đều, đường sức là đường thẳng, E = 1200V / m
D. điện trường đều, đường sức là đường thẳng, E = 1000V / m
Câu 23: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi
khi đến tấm tích điện dương thì electron nhận được một năng lượng bằng bao nhiêu: Trang 13 − − − − A. 18 8.10 J B. 18 7.10 J C. 18 6.10 J D. 18 5.10 J
Câu 24: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
U = 2000V là 1J. Tính độ lớn điện tích đó: − − A. 2mC B. 2 4.10 C C. 5mC D. 4 5.10 C
Câu 25: Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế bằng bao nhiêu nếu một điện tích q = 1C thu được năng lượ − ng 4
2.10 J khi đi từ A đến B: A. 100V B. 200V C. 300V D. 400V
Câu 26: Cho ba bản kim loại phẳng tích điện 1, 2, 3 đặt song song lần lượt nhau cách nhau những khoảng d = 5c , m d
= 8cm , bản 1 và 3 tích điện dương, bản 2 tích điện âm. 4 4 E = 4.10 V / , m E = 5.10 V / m , 12 23 12 23
tính điện thế V , V của các bản 2 và 3 nếu lấy gốc điện thế ở bản 1: 2 3
A. V = 2000V; V = 4000V 2 3 B. V = 2
− 000V; V = 4000V 2 3 C. V = 2
− 000V; V = 2000V 2 3
D. V = 2000V; V = 2 − 000V 2 3
Câu 27: Một quả cầu kim loại bán kính 10cm. Tính điện thế gây bởi quả cầu tại điểm A cách tâm quả cầu −
40cm và tại điểm B trên mặt quả cầu, biết điện tích của quả cầu là 9 10 C :
A. V = 12,5V; V = 90V A B
B. V = 18, 2V; V = 36V A B
C. V = 22,5V; V = 76V A B
D. V = 22,5V; V = 90V A B
Câu 28: Một quả cầu kim loại bán kính 10cm. Tính điện thế gây bởi quả cầu tại điểm A cách tâm quả cầu −
40cm và tại điểm B trên mặt quả cầu, biết điện tích của quả cầu là 8 5 − .10 C A. V = 4
− 500V; V =1125V A B B. V = 1 − 125V; V = 4 − 500V A B
C. V = 1125,5V; V = 2376V A B
D. V = 922V; V = 5 − 490V A B
Câu 29: Một giọt thủy ngân hình cầu bán kính 1mm tích điện 13 q 3, 2.10− =
C đặt trong không khí. Tính
cường độ điện trường và điện thế của giọt thủy ngân trên bề mặt giọt thủy ngân:
A. 2880 V/m; 2,88V
B. 3200 V/m; 2,88V
C. 3200 V/m; 3,2V D. 2880 V/m; 3,45V −
Câu 30: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng 10 10
kg lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện
phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng
1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy 2
g = 10m / s . Tính số electron dư ở hạt bụi: A. 20 000 hạt B. 25 000 hạt C. 30 000 hạt D. 40 000 hạt
Câu 31: Một điện trường đều E = 300V / m . Tính công của lực điện trường trên di chuyển điện tích
q =10nC trên quỹ đạo ABC với ABC là tam giác đều cạnh a =10cm như hình vẽ: Trang 14 − A. 7 − − 4,5.10− J B. 7 3.10 J C. 7 −1,5.10 J D. 7 1, 5.10 J
Câu 32: Xét 3 điểm A, B, C ở 3 đỉnh của tam giác vuông như hình vẽ, A = 60 ,  BC = 6c , m U =120V . BC
Các hiệu điện thế U
, U có giá trị lần lượt: AC BA
A. 0; 120V B. 1 − 20V; 0
C. 60 3V ; 60V
D. −60 3V ; 60V
Câu 33: Một hạt bụi khối lượng 1g mang điện tích 1
− C nằm yên cân bằng trong điện trường giữa hai
bản kim loại phẳng nằm ngang tích điện trái dấu có độ lớn bằng nhau. Khoảng cách giữa hai bản là 2cm, lấy 2
g = 10m / s . Tính hiệu điện thế giữa hai bản kim loại phẳng trên: A. 20V B. 200V C. 2000V D. 20 000V
Câu 34: Một proton mang điện tích 19 1, 6.10− +
C chuyển động dọc theo phương của đường sức một điện
trường đều. Khi nó đi được quãng đường 2,5cm thì lực điện thực hiện một công là 20 1, 6.10− + J . Tính
cường độ điện trường đều này: A. 1 V/m B. 2 V/m C. 3 V/m D. 4 V/m
Câu 35: Giả thiết rằng một tia sét có điện tích q = 25C được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất, khi
đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất 8
U = 1, 4.10 V . Năng lượng của tia sét này có thể làm bao nhiêu
kilogam nước ở 100 C
 bốc thành hơi ở 100 C
 , biết nhiệt hóa hơi của nước bằng 6 2,3.10 J / kg A. 1120 kg B. 1521 kg C. 2172 kg D. 2247 kg
Câu 36: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết AB = 6c ,
m AC = 8cm. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm AC: A. 256V B. 180V C. 128V D. 56V
Câu 37: Một điện trường đều cường độ 4000 V/m, có phương song song với cạnh huyền BC của một tam
giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết AB = 6c ,
m AC = 8cm. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BA: A. 144V B. 120V C. 72V D. 44V Trang 15
Câu 38: Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế
U = 2000 (V ) là A = 1( J ) . Độ lớn của điện tích đó là − − − − A. 4
q = 2.10 (C ) . B. 4
q = 2.10 (C ) . C. 4
q = 5.10 (C ) . D. 4
q = 5.10 (C ) .
Câu 39: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điệ − − n tích 10 q = 5.10
(C) di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công 9
A = 2.10 ( J ) . Coi điện
trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc
với các tấm. Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là:
A. E = 2 (V / m) .
B. E = 40 (V / m) .
C. E = 200 (V / m) .
D. E = 400 (V / m) .
Câu 40: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là
50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi
khi đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bằng bao nhiêu: A. 6
4, 2.10 m / s B. 6
3, 2.10 m / s C. 6
2, 2.10 m / s D. 6 1, 2.10 m / s
Câu 41: Cho hai bản kim loại phẳng đặt song song tích điện trái dấu, thả một electron không vận tốc ban
đầu vào điện trường giữa hai bản kim loại trên. Bỏ qua tác dụng của trọng trường. Quỹ đạo của electron là:
A. đường thẳng song song với các đường sức điện.
B. đường thẳng vuông góc với các đường sức điện.
C. một phần của đường hypebol.
D. một phần của đường parabol. ĐÁP ÁN 1-C 2-C 3-B 4-D 5-D 6-C 7-B 8-A 9-B 10-C 11-D 12-A 13-D 14-B 15-A 16-C 17-B 18-A 19-C 20-C 21-A 22-D 23-A 24-D 25-B 26-C 27-D 28-B 29-A 30-C 31-D 32-A 33-B 34-D 35-B 36-A 37-A 38-C 39-C 40-A 41-A
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án C.
Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là
A = qEd , trong đó d là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một
đường sức, tính theo chiều đường sức điện.
Câu 2: Đáp án C.
Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng thực
hiện công khi điện tích dịch chuyển giữa hai điểm đó. Nên phát biểu “Hiệu điện thế giữa hai điểm trong
điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tác dụng lực mạnh hay yếu khi đặt điện tích thử tại hai Trang 16
điểm đó” là không đúng. Đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực đó là cường độ điện trường.
Câu 3: Đáp án B.
Theo định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U
=V −V ta suy ra U
=V −V như vậy MN M N NM N M U = U − . MN NM
Câu 4: Đáp án D.
Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức của một điện trường đều có cường độ E , hiệu điện thế giữa M và N là U
, khoảng cách MN = d . Các công thức U
=V −V , U = . E d, A = . qU đều MN MN M N MN MN MN là các công thức đúng.
Câu 5: Đáp án D.
Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu điểm
đầu và điểm cuối lên một đường sức điện. Do đó với một đường cong kín thì điểm dầu và điểm cuối trùng
nhau, nên công của lực điện trường trong trường hợp này bằng không.
Một điện tích q chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công của lực
điện trong chuyển động đó là A thì A = 0 trong mọi trường hợp.
Câu 6: Đáp án C. − −
Áp dụng công thức A = qEd với d = (cm) = (m) 10 2 0, 02 , q = 5.10 (C) và 9
A = 2.10 ( J ) .
Ta suy ra E = 200 (V / m) .
Câu 7: Đáp án B. −
- Lực điện trường tác dụng lên electron là F = e .E trong đó E = 100 (V / m) và 19 e = 1 − ,6.10 (C) . F −
- Chuyển động của electron là chuyển động chậm dần đều với gia tốc là 31 a = − , m = 9,1.10 (kg). m
Vận tốc ban đầu của electron là v = 300 (km / s) 5
= 3.10 m / s . Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận 0 ( )
tốc của electron bằng không (v = 0) thì electron chuyển động được quãng đường là S có 2 2
v − v = 2aS , 0 − từ đó tính được 3
S = 2, 56.10 (m) = 2,56(mm) .
Câu 8: Đáp án A.
Áp dụng công thức A = qU với U = 1(V ), q = 1
− C từ đó tính được A = −1 J . Dấu (−) MN ( ) MN ( ) MN MN
chứng tỏ công của điện trường là công cản, làm điện tích chuyển động chậm dần.
Câu 9: Đáp án B.
Khi quả cầu nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu, thì quả cầu chịu
tác dụng của 2 lực: Trọng lực P = mg hướng xuống dưới, lực điện F = qE hướng lên trên. Hai lực này − −
cân bằng nhau, chúng có cùng độ lớn P = F mg = qE , với 15 m = (kg) 18 3, 06.10 , q = 4,8.10 (C) và Trang 17 g = ( 2
10 m / s ) ta tính được E . Áp dụng công thức U = Ed với E tính được ở trên và
d = 2 (cm) = 0, 02(m) ta tính được U = 127,5(V ) .
Câu 10: Đáp án C. −
Áp dụng công thức A = qU với U = 2000 (V ) là A = 1( J ) . Độ lớn của điện tích đó là 4 q = 5.10 (C ) .
Câu 11: Đáp án D.
Năng lượng mà điện tích thu được là do điện trường đã thực hiện công, phần năng lượng mà điện tích thu đượ −
c bằng công của điện trường thực hiện suy ra A = W = (mJ ) 4 0, 2
= 2.10 (J ) . Áp dụng công thức A = qU −
với q = (C ) 6 1
= 10 (C) ta tính được U = 200(V ) .
Câu 12: Đáp án A. 2 2 U
= E.BC = E. AB + AC = 4000.0,1 = 400V BC
Câu 13: Đáp án D.
Hình chiếu của đoạn đường MQ lên đường sức khác 0 nên A  0 . MQ
Hình chiếu của đoạn đường MP lên đường sức bằng 0 nên A = 0 . MP
Câu 14: Đáp án B. 9 A 2.10− E = = = 200V / m 10 qd 5.10− .0, 02
Câu 15: Đáp án A. A = . qU = 2 − J MN MN
Câu 16: Đáp án C.
Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên lực điện F cân bằng với trọng lực P . Từ đó ta có 15 mg 3, 6.10− .10  E = = = 7500V / m 18 q 4,8.10−
Hiệu điện thế U = Ed = 7500.0, 01 = 75V
Câu 17: Đáp án B
+ Các lực tác dụng lên quả cầu gồm có: trọng lực P , lực căng dây T , lực điện F x F 1 F + tan = = = = = 0,01 2 2 2 2 − P 100 −1 P l x Trang 18 0, 01mg
q E = 0,01mg q = = 24nC E
+ Vì điện trường hướng từ bản dương đến bản âm còn lực F hướng từ bản âm đến bản dương nên q  0  q = 24 − nC
Câu 18: Đáp án A. + 8 8
W = qU = 25.1, 4.10 = 35.10 J
Câu 19: Đáp án C. + 6 − 4 A . q E.BC 10.10 .5000.0, 01 5.10− = − = − = − J BC
Câu 20: Đáp án C. + 4 A A A . q E.AB cos 60 . q E.AC cos 60 . q E.BC 5.10− = + = −  −  = − = − J BAC BA AC
Câu 21: Đáp án A. U 0, 07 + 6 E = =
= 8,75.10 V / m 9 d 8.10−
Câu 22: Đáp án D. U + E =
=1000V / m và điện trường là điện trường đều có đường sức là đường thẳng. d
Câu 23: Đáp án A. + 1 − 9 1 − 8
W = qU = e
− U =1,6.10 .50 = 8.10 J
Câu 24: Đáp án D. A 1 − + 4 q = = = 5.10 C U 2000
Câu 25: Đáp án B. 4 W 2.10− + U = = = 200V 6 q 10−
Câu 26: Đáp án C.
+ Dựa vào giả thiết đề bài ta được vecto cường độ điện trường E hướng từ bản 1 sang bản 2, E 12 23
hướng từ bản 3 sang bản 2 + U
= E .d = 2000 V = V − 12 12 12 ( ) 2  V = 2000 − V 2 ( ) + U
= U +U = 2000 − E .d = 20 − 00 V = V − 13 12 23 23 23 ( ) 3  V = 2000 V 3 ( )
Câu 27: Đáp án D. 9 9 kq 9.10 .10− + E = = = 22,5V 1 A r 0, 4 1 Trang 19 kq 9 + E = = = 90V A2 r 0,1 2
Câu 28: Đáp án B.
Câu 29: Đáp án A. 9 1 − 3 kq 9.10 .3, 2.10 + E = = = 2880V / m 2 2 r 0, 001 9 1 − 3 kq 9.10 .3, 2.10 + V = = = 2,88V r 0, 001
Câu 30: Đáp án C.
+ Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên F = P d mg mgd 1 − 5 1 − 5 q = =
= 4,8.10 C q = 4 − ,8.10 C E U 15 4,8.10−
+ Số electron dư ở hạt bụi là: n = = 30000 (hạt). 19 1, 6.10−
Câu 31: Đáp án D A A A qE ( a a) 9 − 7 cos 60 300.10.10 .0, 05 1, 5.10− = + = −  + = = J ABC AB BC
Câu 32: Đáp án A.
+ Ta có AC vuông góc với phương của cường độ điện trường E nên U = 0V AC + U = . E BC = U =120V BA BC
Câu 33: Đáp án B.
+ Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên F = P d 3 mg mgd mgd 10− .10.0, 02 q = =  U = = = 200 V . 6 − ( ) E U q 10
Câu 34: Đáp án D. 20 A 1, 6.10− + E = = = 4V / m 1 − 9 2 qs 1, 6.10 .2, 5.10−
Câu 35: Đáp án B.
+ Số kg nước bốc thành hơi là: 8 qU 25.1, 4.10 = =1521kg 6 6 2,3.10 2,3.10 Trang 20
Câu 36: Đáp án A.
+ Gọi H là hình chiếu A lên BC 2 CA 2 U E.CH E. 4000.6, 4.10−  = = = = 256V AC 2 2 CA + AB
Câu 37: Đáp án A.
+ Gọi H là hình chiếu A lên BC 2 BA
U = E.BH = E. = 4000.0,036 =144V BA BC
Câu 38: Đáp án C. A −
+ Ta có A = qU nên 4 q = = 5.10 U
Câu 39: Đáp án C. 9 A 2.10− + E = = = 200V / m 10 qd 5.10− .0, 02
Câu 40: Đáp án A.
+ Sử dụng công thức độ biến thiên động năng ta được 2 mv2
A = W −W = d d 2 1 2 2A 2 − eEd 6  v = = = 4,2.10 m / s 2 m m
Câu 41: Đáp án A.
DẠNG 3. Chuyển động của hạt trong điện trường 1. Phương pháp
- Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác dụng của
lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đường sức điện.
+ Nếu điện tích dương (q  0) thì hạt mang điện (q) sẽ chuyển động cùng chiều điện trường.
+ Nếu điện tích âm (q  0) thì hạt mang điện (q) sẽ chuyển động ngược chiều điện trường.
Khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng tiến biến đổi đều với gia tốc là a .
Để khảo sát chuyển động của vật, ta sử dụng định luật II Newton và một số kết quả đã học ở
chương trình Vật lí 10.
+ Định luật II: F = ma , với F là hợp các lực tác dụng vào vật có khối lượng m , a là gia tốc mà vật thu được.
+ Tọa độ của vật trong chuyển động biến đổi đều 1 2
x = x + v t + at 0 0 2 Trang 21
Trong đó: x : tọa độ của vật tại thời điểm t (m).
x : tọa độ ban đầu của vật so với mốc đã chọn (tại t = 0 ) (m). 0
v : vận tốc tại thời điểm ban đầu (m/s). 0
a : gia tốc của vật ( 2 m / s ) . + Vận tốc
v = v + at 0
+ Mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường vật đi được: 2 2
v − v = 2as, s = x − x 0 0
- Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu v vuông góc với các đường sức điện thì e chịu 0
tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với v , chuyển động của e tương tự như chuyển 0
động của một vật bị ném ngang trong trường trọng lực. Quỹ đạo của e là một phần của đường parabol.
Định lí biến thiên động năng: độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng vào vật: 1 1 2 2 A = mv − mv 2 1 2 2 2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV. (Biết rằng 19 1eV 1, 6.10− = J ). Tìm U . MN A. 250 − V . B. 250V . C. 125V . D. 125 − V . Lời giải
Vì electron có khối lượng không đáng kể nên ta có thể bỏ qua trọng lực tác dụng vào electron. Vậy khi
electron chuyển động trong điện trường thì lực tác dụng vào electron là lực điện.
Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện chính là độ tăng động năng. Wd A = W  = eUU = = 250 − V d MN MN e Đáp án A. STUDY TIP Công của lực điện
A = qEd = qU
Ví dụ 2: Một e có vận tốc ban đầu 6
v = 3.10 m / s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện 0
trường có cường độ điện trường E =1250V / m . Quãng đường electron đi được kể từ lúc ban đầu đến lúc dừng lại là? A. 4 cm. B. 1 cm. C. 3 cm. D. 2 cm. Lời giải Trang 22
Vì q  0 nên hạt này sẽ chuyển động ngược chiều điện trường, khi đó chuyển động của hạt mang điện là e
chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc 19 − e E 1 − ,6.10− .1250 14 a = = = 2 − ,2.10 − ( 2 m / s 31 ) m 9,1.10 2 −v
Chuyển động của electron đến khi dừng lại là 0 s = = 2cm 2a
Sau khi dừng lại electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường ngược với chiều của E nên electron sẽ
chuyển động nhanh dần đều về vị trí xuất phát. Đáp án D. STUDY TIP
Nhớ lại công thức về chuyển động lớp 10: 2 2
v − v = 2as 0
Ví dụ 3: Một e được bắn với vận tốc đầu 6
2.10 m / s vào một điện trường đều theo phương vuông góc
với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 7
10− s trong điện trường. Điện tích của e là 19 1, 6.10− −
C , khối lượng của e là 31 9,1.10− kg A. 6
v = 2, 66.10 (m / s) . B. 6
v = 3,1.10 (m / s) . C. 6
v = 3, 4.10 (m / s) . D. 6
v = 2, 5.10 (m / s). Lời giải
Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với 6
v = 2.10 m / s . 0
Theo phương Ox , electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương trình chuyển động 6
x = v t = 2.10 t 0
Theo phương Oy , electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc a là: 19 q E 1, 6.10− .100 13 2 a = =
=1,758.10 m / s 31 m 9,1.10− 1
Phương trình chuyển động theo phương Oy : 2 y = at 2
Vận tốc của e khi nó chuyển động trong điện trường là:
v = v + v = v + at x y ( )2 2 2 2 0 − Thay 13 6 7 6
a = 1, 758.10 , v = 2.10 , t = 10 s v = 2, 66.10 m / s 0 ( ) Đáp án A. STUDY TIP
Vận tốc trong chuyển động ném ngang Trang 23 2 2
v = v + v x y
Trong đó v là vận tốc của vật theo phương ngang, v là vận tốc của vật theo phương thẳng đứng. x y
Ví dụ 4: Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 4
10 m / s dọc theo đường sức của một điện trường đều
được một quãng đường 10 cm thì dừng lại.
a) Tính gia tốc của e A. 8 2 a = 5 − .10 m / s . B. 8 2
a = 5.10 m / s . C. 8 2
a = 2,5.10 m / s . D. 8 2 a = 2
− ,5.10 m / s .
b) Xác định cường độ điện trường? A. 3 E 1, 42.10− = V / m . B. 3 E 5, 06.10− = V / m . C. 3 E 2,84.10− = V / m . D. 3 E 3, 02.10− = V / m . Lời giải
a) Vì q  0 nên e sẽ chuyển động ngược chiều với điện trường suy ra e 2 −v0 8 2 a = = 5. − 10 m / s 2s Đáp án A.
b) Cường độ điện trường 3 − 1 8 m a 9,1.10 .5.10 3 E = =
= 2,84.10− V / m 19 q 1, 6.10− e Đáp án C. Phân tích
- Có vận tốc ban đầu và quãng đường sẽ tính được gia tốc thông qua biểu thức 2 2
v − v = 2as 0
- Dùng định luật II Newton tính được cường độ điện trường
Ví dụ 5: Một electron chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường đều có cường độ 364
V/m. Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 6
3, 2.10 m / s . Hỏi:
a) Electron đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0? A. 4 cm. B. 8 cm. C. 6 cm. D. 2 cm.
b) Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M − − − A. 8 5.10 s . B. 7 10 s . C. 6 10 s . D. 8 2, 5.10− s . Lời giải
a) Theo định luật II Newton, gia tốc mà electron thu được là 19 − q E 1 − ,6.10− .364 13 2 a = = = 6
− ,4.10 m / s 31 m 9,1.10−
Quãng đường e đi được cho đến lúc dừng lại là Trang 24 2 −v0 s = = 0,08m = 8cm 2a Đáp án B.
b) Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại (giả sử dừng lại tại N), vì lúc này electron vẫn
trong điện trường nên electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường, lực này làm cho electron chuyển
động theo chiều ngược lại và sẽ đến M. −v
Thời gian electron đi từ M đến N là 0
0 = v + a t t = . 0 1 1 1 a1 v
Thời gian electron đi từ N quay trở lại M là: 0
v = 0 + a t t = . 0 2 2 2 a2
Vì hai giai đoạn có cùng quãng đường, nhưng ngược chiều chuyển động và cường độ lực điện không đổi
nên a = −a . Từ đó suy ra t = t . Vậy thời gian cần tìm là 2 1 1 2 −v 7 t
 = t + t = 2t = 2. =10− s 1 2 1 a1 Đáp án B. STUDY TIP
Sai lầm thường thấy là chỉ tính thời gian từ lúc electron bắt đầu quay trở lại đến khi về đến M.
Đọc kĩ yêu cầu đề bài tránh nhầm lẫn.
Ví dụ 6: Một protôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó là 4
2,5.10 m / s . Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V. Hỏi điện thế tại B? −
Cho biết protôn có khối lượng 27 1, 67.10 kg , có điện tích 19 1, 6.10− C A. 503,3 V. B. 496,7 V. C. 521,3 V. D. 478,7 V. Lời giải
Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện bằng độ biến thiên động năng 2 2 mv mv mv B A −
= A = q V −V V = +V AB ( A B ) 2 A 2 2 B 2 A q Thay số ta được 1, 67.10− .(2,5.10 )2 27 4 V = + 500 = 503,3V B 19 2.1, 6.10− Đáp án A. STUDY TIP Định lý động năng: A = qU AB AB 1 1 2 2 = mv − mv 2 B 2 A Trang 25
Ví dụ 7: 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 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản
là 1cm. Tính vận tốc của electron khi nó đập vào bản dương? A. 6
3, 75.10 m / s . B. 6 4.10 m / s . C. 6
1,875.10 m / s . D. 6 2.10 m / s . Lời giải
Theo định lý biến thiên động năng, ta có: mv mv eEd A = W   qE −d =
−  −e E −d =  v = d ( ) 2 ( ) ( ) 2 2 . 0 . . 2 2 m Thay số ta được 19 2.1, 6.10− .1000.0, 01 v =
=1875228,924 m / s 31 − ( ) 9,1.10 Đáp án C. STUDY TIP
Ta vẫn sử dụng định lí biến thiên động năng, với vận tốc ban đầu bằng 0. A = qU AB AB 1 1 2 2 = mv − mv 2 B 2 A 1 2 = mv 2 B
Ví dụ 8: Protôn được đặt vào điện trường đều 6
E = 1, 7.10 V / m .
a) Tìm gia tốc của protôn? Biết 27 m 1, 673.10− = kg A. 14 2
1, 626.10 m / s . B. 14 2
1, 262.10 m / s . C. 14 2 3, 2.10 m / s . D. 14 2 1, 2.10 m / s .
b) Tìm vận tốc của protôn sau khi đi được 20cm, biết vận tốc ban đầu bằng 0. A. 6
4, 03.10 m / s . B. 6
8, 06.10 m / s . C. 6
5, 03.10 m / s . D. 6
6, 06.10 m / s . Lời giải
a) Proton có điện tích q  0 nên nó sẽ chuyển động cùng chiều với điện trường nên 1 − 9 6 qE 1, 6.10 .1, 7.10 14 2 a = =
=1,626.10 m / s 27 m 1, 673.10− Đáp án A.
b) Sau khi đi được 20cm vận tốc của proton là 14 6 v = 2as = 2.0, 2.1, 626.10
= 8,06.10 m / s Đáp án B. Phân tích
- Sử dụng định luật II Newton để tìm gia tốc. Trang 26
- Có gia tốc và quãng đường sẽ tính được vận tốc thông qua biểu thức 2 2
v − v = 2as 0
Ví dụ 9: Electron đang chuyển động với vận tốc 6
v = 4.10 m / s thì đi vào điện trường đều 0 2
E = 9.10 V / m ; v cùng chiều đường sức điện trường. Mô tả chuyển động của electron trong các trường 0 hợp sau: a) v  E ; b) v  E ; c) v ⊥ E 0 0 0 Lời giải
a) Vì q  0 nên khi v  E thì v  F a  v . Do đó electron sẽ chuyển động nhanh dần đều theo e 0 0
chiều âm của trục Ox với gia tốc 1 − 9 2 −qE 1,6.10 .9.10 14 a = = =1,582.10 − ( 2 m / s 31 ) m 9,1.10
b) Khi vectơ vận tốc cùng chiều với vectơ cường độ điện trường thì electron sẽ chuyển động thành 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: electron sẽ chuyển động chậm dần đều (do v  E v  F a  v ) tới điểm M 0 0 2 v
theo chiều dương Ox với 0 OM =
= 5cm và dừng lại tức thời tại đó. 2a
+ Giai đoạn 2: Do tác dụng của lực điện trường ngược chiều với E nên electron sẽ chuyển động nhanh
dần đều quay lại vị trí xuất phát.
c) Vì v ⊥ E nên lực điện tác dụng vào electron có phương vuông góc với v , do đó electron sẽ chuyển 0 0
động như 1 vật bị ném ngang. Trang 27
BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Một electron chuyển động dọc theo hướng đường sức của một điện trường đều có cường độ 100
V/m với vận tốc ban đầu là 300 km/s. Hỏi nó chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không: A. 2,56cm B. 25,6cm C. 2,56mm D. 2,56m
Câu 2: Trong đèn hình của máy thu hình, các electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế 25000V. Hỏi khi
đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu, bỏ qua vận tốc ban đầu của nó: A. 7
6, 4.10 m / s B. 7
7, 4.10 m / s C. 7
8, 4.10 m / s D. 7 9, 4.10 m / s
Câu 3: Một proton bay theo phương của môt đường sức điện trường. lúc ở điểm A nó có vận tốc 4 −
2,5.10 m / s , khi đến điểm B vận tốc của nó bằng không. Biết nó có khối lượng 27 1, 67.10 kg và có điện tích 19
1, 6.10− C . Điện thế tại A là 500V, tìm điện thế tại B: A. 406,7V B. 500V C. 503,3V D. 533V
Câu 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50V.
Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi
đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bao nhiêu: A. 6
4, 2.10 m / s B. 6
3, 2.10 m / s C. 6
2, 2.10 m / s D. 6 1, 2.10 m / s
Câu 5: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một
electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính eV ra Jun. A. 19
1eV = 1, 6.10 J B. 24
1eV = 22, 4.10 J C. 31 1eV 9,1.10− = J D. 19 1eV 1, 6.10− = J
Câu 6: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là
100V. Một electron có vận tốc ban đầu 6
5.10 m / s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính gia
tốc của nó. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực: A. 13 2 1
− 7,6.10 m / s B. 13 2
15,9.10 m / s C. 13 2 2
− 7,6.10 m / s D. 13 2 1 + 5,2.10 m / s −
Câu 7: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng 10 10
kg lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện
phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng
1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy 2
g = 10m / s . Chiếu tia tử ngoại làm hạt bụi mất một số
electron và rơi xuống với gia tốc 2
6m / s . Tính số hạt electron mà hạt bụi đã mất: A. 18 000 hạt B. 20000 hạt C. 24 000 hạt D. 28 000 hạt Trang 28
Câu 8: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m.
Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 6
3, 2.10 m / s đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không: A. 6cm B. 8cm C. 9cm D. 11cm
Câu 9: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m.
Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 6
3, 2.10 m / s . Thời gian kể từ lúc xuất phát đến khi nó quay trở về điểm M là:
A. 0,1s
B. 0, 2s
C. 2s D. 3s
Câu 10: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là
100V. Một electron có vận tốc ban đầu 6
5.10 m / s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính đoạn
đường nó đi được cho đến khi dừng lại. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực: A. 7,1cm B. 12,2cm C. 5,1cm D. 15,2cm
Câu 11: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v vuông góc với các đường sức của một 0
điện trường đều cường độ E . Khi đến điểm B cách O một đoạn h theo phương của đường sức vận tốc của nó có biểu thức: e E A. e Eh B. 2
v + e Eh C. 2
v − e Eh D. 2 v + 2 h 0 0 0 m
Câu 12: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v dọc theo đường sức của một điện 0
trường đều cường độ E cùng hướng điện trường. Quãng đường xa nhất mà nó di chuyển được trong điện
trường cho tới khi vận tốc của nó bằng không có biểu thức: 2 mv 2 e E 2 e Emv 2 A. 0 B. C. 0 D. 2 e E 2 mv 2 2 e Emv 0 0
Câu 13: Electron chuyển động không vận tốc ban đầu từ A đến B trong một điện trường đều với U
= 45,5V . Tại B vận tốc của nó là: AB A. 6 2
10 m / s B. 2
1, 5m / s C. 6 2
4.10 m / s D. 6 2 8.10 m / s
Câu 14: Khi bay từ M đến N trong điện trường đều, electron tăng tốc động năng tăng thêm 250eV. Hiệu điện thế U bằng: MN A. 250 − V B. 250V C. 125 − V D. 125V
Câu 15: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai
bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc v song song với các bản. Độ lớn gia tốc của nó trong điện trường là: 0 e U e U e Ul e Ul A. B. C. D. d md 2 mdv 2 dv 0 0
Câu 16: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai
bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc v song song với các bản. Độ lệch của nó theo phương vuông góc với các bản khi ra khỏi điện 0 trường có biểu thức: Trang 29 e U e U e Ul 2 e Ul A. B. C. D. d md 2 mdv 2 2mdv 0 0
Câu 17: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai
bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với
vận tốc v song song với các bản. Góc lệch  giữa hướng vận tốc của nó khi vừa ra khỏi điện trường v 0
so với v có tan được tính bởi biểu thức: 0 e U e U e Ul 2 e Ul A. B. C. D. d md 2 mdv 2 2mdv 0 0
Câu 18: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với
các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 6
8.10 m / s . Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là
bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện A. 182V B. 91V C. 45,5V D. 50V
Câu 19: Khi một electron chuyển động ngược hướng với vectơ cường độ điện trường thì:
A. thế năng của nó tăng, điện thế của nó giảm
B. thế năng giảm, điện thế tăng
C. thế năng và điện thế đều giảm
D. thế năng và điện thế đều tăng
Câu 20: Một electron được tăng tốc từ trạng thái đứng yên nhờ hiệu điện thế U = 200V . Vận tốc cuối mà nó đạt được là:
A. 2000m / s B. 6
8, 4.10 m / s C. 5
2.10 m / s D. 6 2,1.10 m / s
Câu 21: Một proton và một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường
đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì:
A. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn
B. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn
C. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc lớn hơn.
D. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc nhỏ hơn.
Câu 22: Một electron thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu trong điện trường đều giữa hai mặt đẳng thế V = 1 + 0V, V = 5
− V . Nó sẽ chuyển động: 1 2
A. Về phía mặt đẳng thế V 1
B. Về phía mặt đẳng thế V 2
C. Tùy cường độ điện trường mà nó có thể về V hay V 1 2 D. Nó đứng yên
Câu 23: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v dọc theo đường sức của một điện 0
trường đều cường độ E ngược hướng điện trường. Khi đến điểm B cách O một đoạn h vận tốc của nó có biểu thức: e E A. e Eh B. 2
v + e Eh C. 2
v − e Eh D. 2 v + 2 h 0 0 0 m Trang 30
Câu 24: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một
electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính vận tốc của electron có năng lượng 0,1MeV: A. 8
v = 0,87.10 m / s B. 8
v = 2,14.10 m / s C. 8
v = 2,87.10 m / s D. 8
v = 1,87.10 m / s
Câu 25: Hiệu điện thế giữa hai điểm bên ngoài và bên trong của một màng tế bào là 90
− mV , bề dày của
màng tế bào là 10nm, thì điện trường (giả sử là đều) giữa màng tế bào có cường độ là: A. 6
9.10 V / m B. 10
9.10 V / m C. 10
10 V / m D. 6 10 V / m
Câu 26: Khi sét đánh xuống mặt đất thì có một lượng điện tích 30
− C di chuyển từ đám mây xuống mặt
đất. Biết hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây là 7
2.10 V . Năng lượng mà tia sét này truyền từ đám mây xuống mặt đất bằng: A. 7 1, 5.10− J B. 7 0, 67.10− J C. 9 6.10 J D. 8 6.10 J
Câu 27: Chọn một đáp án sai:
A. Khi một điện tích chuyển động trên một mặt đẳng thế thì công của lực điện bằng không
B. Lực điện tác dụng lên một điện tích q ở trong một mặt đẳng thế có phương tiếp tuyến với mặt đẳng thế
C. Vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trong mặt đẳng thế có phương vuông góc với mặt đẳng thế
D. Khi một điện tích di chuyển từ một mặt đẳng thế này sang một mặt đẳng thế khác thì công của lực
điện chắc chắn khác không
Câu 28: Khi electron chuyển động từ bản tích điện dương về phía bản âm trong khoảng không gian giữa
hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì:
A. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện tăng
B. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện giảm
C. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện tăng
D. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện giảm
Câu 29: Hai điểm A và B nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Một điện tích q chuyển động từ A đến B thì
A. Lực điện thực hiện công dương nếu q  0 , thực hiện công âm nếu q  0
B. Lực điện thực hiện công dương hay âm tùy vào dấu của q và giá trị điện thế của A(B)
C. Phải biết chiều của lực điện mới xác định được dấu của công lực điện trường
D. Lực điện không thực hiện công
Câu 30: Một điện tích +1C chuyển động từ bản tích điện dương sang bản tích điện âm đặt song song đối
diện nhau thì lực điện thực hiện một công bằng 200J. Hiệu điện thế giữa hai bản có độ lớn bằng: − − A. 3 5.10 V B. 200V C. 19 1, 6.10 V D. 2000V ĐÁP ÁN 1-C 2-D 3-C 4-A 5-D 6-A 7-D 8-B 9-A 10-A 11-D 12-A 13-C 14-A 15-B 16-D 17-C 18-A 19-B 20-B 21-A 22-A 23-D 24-D 25-A 26-C 27-B 28-C 29-D 30-B Trang 31
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án C − 9,1.10− . v mv (3.10 )2 31 5 2 2 0 0 3 s = = =
= 2,56.10− m = 2,56mm 19 2a 2 e E 2.1, 6.10− .100
Câu 2: Đáp án D 2 −mv = eU 2 19 2eU 2.1, 6.10− .25000 7  v = = = 9,4.10 m / s 31 −m 9,1.10−
Câu 3: Đáp án C 2 mv1 A = W −W =
= −q V −V (do vận tốc nó giảm dần) d 2 d1 ( A B ) 2 1, 67.10− . mv (2,5.10 )2 27 4 2 1  V + = V = 500 + = 503,3V A B 19 2q 2.1, 6.10−
Câu 4: Đáp án A Tương tự câu 2.
Câu 5: Đáp án D 19 1eV 1, 6.10− = J
Câu 6: Đáp án A
+ e  0 nên F  E nên sẽ có xu hướng làm cho electron chuyển động chậm lại hay a  v (a  0) 19
− q E − q U 1 − ,6.10− .100 + 13 2 a = = = 1
− 7,6.10 m / s 31 m md 9,1.10− .0,1
Câu 7: Đáp án D
+ Khi hạt bụi nằm lơ lửng thì lực điện sẽ cân bằng với trọng lực  F = P 1 − 0 3 mg mgd 10 .4,8.10− .10 15 q 4,8.10−  = = = = C E U 1000 + Vì mang điện âm nên 15 q 4,8.10− = − C −
+ Hạt bụi bị mất n electron điện tích của hạt bụi còn 15 q = −4,8.10 + n e C
+ Vật chuyển động xuống dưới với gia tốc 2
a = 6m / s nên lực điện lực này là F , áp dụng định luật 2 Newton ta được
m ( g − a) 15
F = P − ma q = =1,92.10− C E 1 − 5 1 − 5 4,8.10 −1,92.10  n = =18000 19 1, 6.10− Trang 32
+ Vậy số hạt electron đã mất là 18000 hạt
Câu 8: Đáp án B Tương tự câu 1
Câu 9: Đáp án A − 9,1.10− . v mv (3,2.10 )2 31 6 2 2 0 0 s = = = = 8cm 19 2a 2 e E 2.1, 6.10− .364
Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại, vì lúc này electron vẫn trong điện trường nên vẫn
chịu tác dụng của lực điện trường và nó làm cho electron chuyển động quay ngược lại chỗ xuất phát nên
thời gian kể từ khi xuất phát về M sẽ gấp đôi thời gian từ M cho đến khi dừng lại −v −mv 0 0 8 t = = = 5.10− s 1 a qE
Vậy thời gian cần tìm là 7 t 2t 10−  = = s = 0,1s 1
Câu 10: Đáp án A Tương tự câu 1
Câu 11: Đáp án D
+ Electron sẽ chuyển động như 1 vật bị ném ngang
+ Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với vận tốc v 0
+ Theo phương Ox , electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương
trình chuyển động x = v t 0
+ Theo phương Oy , electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc a là: q E a = m 1
Phương trình chuyển động theo phương Oy : 2 y = at 2
+ Vận tốc của e khi nó chuyển động trong điện trường là: v = v + v = v + at x y ( )2 2 2 2 0 + Khi đến điể 2h
m B cách O một đoạn h thì t = a 2 2 e E 2h 2 e E 2 2  v = v + . = v + h 0 2 0 m a m
Câu 12: Đáp án A 2 2 2 −v −v mv 0 0 0 s = = = 2a − e E 2 e E 2. m
Câu 13: Đáp án C Trang 33 2 mv 2 − eU B BA 6
= eU = −eU v = = 4.10 m s AB BA B ( / ) 2 m
Câu 14: Đáp án A Wd W  = eUU = = 250 − V d MN MN e
Câu 15: Đáp án B e E e U a = = m md
Câu 16: Đáp án D 2 2 al e Ul
Độ lệch khi ra khỏi bản là y = =
(chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1 2 2 2v 2mdv 0 0
vật được ném ngang do v vuông góc với E ) 0
Câu 17: Đáp án C
+ Chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1 vật được ném ngang do do v vuông góc 0
với E , nên nó sẽ có 2 thành phần vận tốc theo phương Ox và Oy lần lượt là v và v với 2 2
v = v + v x y x y vy at l 2h + tan = = ,t = = v v v a x 0 0 al e Ul  tan = = 2 2 v mdv 0 0
Câu 18: Đáp án A
Để electron không tới được bản đối diện thì nó phải dừng ở khoảng cách a d
Áp dụng định lí độ biến thiên động năng ta được 2 mv Ua 0 0 − = eEa = . e 2 d 2 2 a −mv mv 0 0  = = 1 d 2eU 2 e U 9,1.10− . mv (8.10 )2 31 6 2 0 U  = =182V 19 2 e 2.1, 6.10−
Câu 19: Đáp án B
Khi một electron chuyển động ngược hướng với cường độ điện trường thì thế năng của nó sẽ giảm và điện thế sẽ tăng.
Câu 20: Đáp án B 2 mv 2 e U 0 6 = e U v = = 8,4.10 m / s 0 2 m Trang 34
Câu 21: Đáp án A
Ta có đối với A = Fs = W −W = W nên cả 2 khi đó có cùng động năng. Suy ra F như nhau, mà d 2 d1 d 2
F = ma và m m nên a a p e e p
Câu 22: Đáp án A
Electron mang điện tích âm nên nó sẽ chuyển động về phía mặt đẳng thế dương nên nó chuyển động về
phía mặt đẳng thế V 1
Câu 23: Đáp án D Tương tự câu 11
Câu 24: Đáp án D 2 1 − 3 mv − 0, 2.1, 6.10 13 8 = 0,1.1,6.10  v = =1,87.10 m / s 31 2 9,1.10−
Câu 25: Đáp án A 3 U 90.10− 6 E = = = 9.10 V / m 9 d 10.10−
Câu 26: Đáp án C 8
W = q U = 6.10 J
Câu 27: Đáp án B
Đáp án B là đáp án sai vì lực điện tác dụng lên 1 điện tích q có phương song song với mặt đẳng thế.
Câu 28: Đáp án C
Vì q  0 nên lực điện sẽ thực hiện công âm, mặt khác ta có công của lực điện bằng độ giảm thế năng, e
suy ra độ giảm thế năng nhỏ hơn không, hay nói cách khác khi e di chuyển thì thế năng tăng.
Câu 29: Đáp án D
Đáp án A là đáp án đúng nó thực hiện công dương nếu q  0 và công âm nếu q  0
Câu 30: Đáp án B A 200 U = = = 200V q 1 Trang 35