Bài tập Vật lý Lớp 11 - Chủ đề 1: Điện tích – Định luật Culông (Có đáp án)

Nội dung text: Bài tập Vật lý Lớp 11 - Chủ đề 1: Điện tích – Định luật Culông (Có đáp án)

1. CHỦ ĐỀ 1. ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CULÔNG A. PHẦN LÝ THUYẾT + Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. + Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. + Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. 2 qq12 9 Nm F k.22 ;k 9.10 rC F + Trong môi trường có hằng số điện môi  thì: F/  + Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. + Đơn vị điện tích là Cu−lông C . B. TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Câu 1. Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. Câu 2. Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. tăng lên lần. B. giảm đi lần. C. tăng lên 9 lần. D. giảm đi lần. Câu 3. Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng A. tăng lên gấp đôi. B. giảm đi một nửa. C. giảm đi bốn lần. D. không thay đổi. Câu 4. Đồ thị nào trong hình vẽ có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng? F F F F r r r r 0 0 0 0 Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4. Trang 1
2. Câu 5. Hai quả cầu A và B có khối lượng m1 và m2 được treo vào một điểm O bằng hai sợi dây cách điện OA và OB như hình vẽ. Tích điện cho hai quả cầu. Lực căng T của sợi dây sẽ thay đổi như thế nào so với lúc chúng chưa tích điện? A. tăng nếu hai quả cầu tích điện trái dấu. B. giảm nếu hai quả cầu tích điện cùng dấu. C. thay đổi. D. không đổi. O A B Câu 6. Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng không đáng kể, nằm cân bằng với nhau. Tình huống nào dưới đây có thể xảy ra? A. Ba điện tích cùng dấu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. B. Ba điện tích cùng dấu nằm trên một đường thẳng. C. Ba điện tích không cùng dấu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. D. Ba điện tích không cùng dấu nằm trên một đường thẳng. Câu 7. Không thể nói về hằng số điện môi của chất nào dưới đây? A. Không khí khô. B. Nước tinh khiết C. Thủy tinh. D. dung dịch muối. Câu 8. Chỉ ra công thức đúng của định luật Cu−lông trong chân không. qq12 qq12 qq qq A. F k . B. F k . C. F k12 . D. F. 12 r2 r r kr LỜI GIẢI TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Câu 1. Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. Lời giải + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. Câu 2. Nếu giảm khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. Tăng lên 3 lần. B. Giảm đi 3 lần. C. Tăng lên 9 lần. D. Giảm đi 9 lần. Lời giải qq12 1 + Từ F k F . rr22 Câu 3. Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp ba thì lực tương tác giữa chúng Trang 2
3. A. tăng lên gấp đôi. B. giảm đi một nửa. C. giảm đi bốn lần. D. không thay đổi. Lời giải qq12 Fk r2 + Ta có: F'F 3q 3q q q 1 2 1 2 F' k2 k 2 3r r Chọn D Câu 4. Đồ thị nào trong hình vẽ có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng F F F F r r r r 0 0 0 0 Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4. Lời giải qq12 r 0 F + Ta có: Fk 2 r r F 0 Chọn O Câu 5. Hai quả cầu A và B có khối lượng m1 và m2 được treo vào một điểm O bằng hai sợi dây cách điện OA và OB như hình vẽ. Tích điện cho hai quả cầu. Lực căng T của sợi dây OA sẽ thay đổi như thế nào so với lúc chúng chưa tích điện A A. T tăng nếu hai quả cầu tích điện trái dấu. B. T giảm nếu hai quả cầu tích điện cùng dấu. B C. T thay đổi D. T không đổi. Lời giải + Từ T mAB m g không phụ thuộc vào điện tích của các vật. Chọn Câu 6. Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng không đáng kể, nằm cân bằng với nhau. Tình huống nào dưới đẩy có thể xảy ra A. Ba điện tích cùng dấu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. B. Ba điện tích cùng dấu nằm trên một đường thẳng. C. Ba điện tích không cùng dấu nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. D. Ba điện tích không cùng dấu nằm trên một đường thẳng. Lời giải Trang 3
4. + Hợp lực F0 các điện tích nằm trên đường thẳng và không cùng dấu. Chọn D Câu 7. Không thể nói về hằng số điện môi của chất nào dưới đây? A. Không khí khô. B. Nước tinh khiết C. Thủy tinh. D. dung dịch muối. Lời giải Dung dịch muối không phải là điện môi nên không thể nói về hằng số điện môi. Chọn →D. Câu 8. Chỉ ra công thức đúng của định luật Cu−lông trong chân không. qq12 qq12 qq qq A. F k . B. F k . C. F k12 . D. F. 12 r2 r r kr Lời giải qq Trong chân không F k12 . r2 Chọn →A. C. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TƯƠNG TÁC GIỮA HAI ĐIỆN TÍCH Phương pháp chung + Điện tích của electron 1,6.10 19 C. q q F21 1 2 F12 + Điện tích của proton 1,6.10 19 C. 19 + Điện tích 1,6.10 Cgọi là điện tích nguyên tố. F21 q1 q2 F12 + Độ lớn điện tích của một vật tích điện bao giờ cũng bằng một số nguyên lần điện tích nguyên tố. q q 1 F21 F12 2 + Khi cho hai vật tích điện q1 và q2 tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhau và bằng q q / 2 12 q1 q2 + Lực tương tác giữa hai điện tích điểm: Điểm đặt lên mỗi điện tích. 12 r Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích. Chiều:đẩy nhau nếu cùng dấu,hút nhau nếu trái dấu. qq12 + Độ lớn: F k , với k 9.109 Nm 2 / C 2 r2  là hằng số điện môi của môi trường (trong chân không hoặc gần đúng là không khí thì  1). qq12 + Viết định luật Cu−lông dạng vectơ: F12 k3 r 12 r12 VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử heli với một êlecron trong vỏ nguyên tử.Cho rằng electron này nằm cách hạt nhân 2,94.10 11 m. A. 0,533µN. B. 5,33µN. C. 0,625µN. D. 6,25µN. Trang 4
5. CHỦ ĐỀ 1. ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CULÔNG A. PHẦN LÝ THUYẾT + Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. + Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta khảo sát. + Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. + Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. 2 qq12 9 Nm F k.22 ;k 9.10 rC F + Trong môi trường có hằng số điện môi  thì: F/  + Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. + Đơn vị điện tích là Cu−lông C . B. TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Câu 1. Trong trường hợp nào sau đây, ta có thể coi các vật nhiễm điện là các điện tích điểm? A. Hai thanh nhựa đặt gần nhau. B. Một thanh nhựa và một quả cầu đặt gần nhau. C. Hai quả cầu nhỏ đặt xa nhau. D. Hai quả cầu lớn đặt gần nhau. Câu 2. Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. tăng lên lần. B. giảm đi lần. C. tăng lên 9 lần. D. giảm đi lần. Câu 3. Khi tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực tương tác giữa chúng A. tăng lên gấp đôi. B. giảm đi một nửa. C. giảm đi bốn lần. D. không thay đổi. Câu 4. Đồ thị nào trong hình vẽ có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào khoảng cách giữa chúng? F F F F r r r r 0 0 0 0 Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4. Trang 1