Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Chuyên đề 3: Điện thế. Hiệu điện thế - Dạng 2: Điện thế. Hiệu điện thế. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Chuyên đề 3: Điện thế. Hiệu điện thế - Dạng 2: Điện thế. Hiệu điện thế. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế (Có lời giải)

1. CHUYÊN ĐỀ 3: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 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 V M M M q q (điện thế tại vô cùng bằng 0, V 0 ) - Hiệu điện thế U MN 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. A U V V MN 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 BC 120V . a) Tìm U AC , U BA và cường độ điện trường E ? A. U AC 0, U BC 120V , E 4000V / m . B. U AC 120V , U BC 0, E 4000V / m. C. U AC 0, U BC 120V , E 2000V / m. D. U AC 0, U BC 120V , E 2000V / m. b) Đặt thêm ở C điện tích điểm q 9.10 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  E1 nên ta sẽ chiếu lên AB.  Ta có AC vuông góc với AB nên hình chiếu bằng 0, suy ra U AC 0 . Ta có dBC B C BA nên ta có U 120 120 U E.BA U 120V , E BA 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: Trang 1
2. kq kq E 3000 V / m 1 AC 2 BC.sin 60    Cường độ điện trường tổng hợp gây ra ở A là EA E E1 , vì 2 vectơ này vuông góc với nhau nên 2 2 2 2 EA E E1 3000 4000 5000 V / m Đáp án A. STUDY TIP U MN Ed cos   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 d1 5cm, d2 8cm . Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là 4 4 E1 4.10 V / m, E2 5.10 V / m . Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế là điện thế bản A. A. VB 2000V , VC 2000V. B. VB 2000V , VC 2000V. C. VB 1200V , VC 1600V. D. VB 1200V , VC 1600V. 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 MN Ed cos , trong đó MN, E . Vì lấy gốc điện thế tại bản A nên VA 0 4 U AB E1.d1 0,05.4.10 2000V VB Từ đó suy ra VB 2000V 4 Ta có U AC U AB U BC 2000 E2d2 2000 5.10 .0,08 2000V VA VC . Mà VA 0 nên từ đó suy ra VC 2000V . Đáp án A STUDY TIP Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N được xác định bởi U MN VM VN Trang 2
3. 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 d1 5cm , hai bản B và C cách nhau một đoạn d2 8cm . Cường độ điện trường tương ứng là E1 400V / m, E2 600V / m . Chọn gốc điện thế của bản A. Tính điện thế của bản B và của bản C. Đáp án: VB 20V , VC 28V . 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 BC 12V . 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 q 2.10 6 C đi từ B đến C. A. ABC 24J .B. ABC 12J .C. ABC 24J .D. ABC 12J . Lời giải a) Ta có U BC E.BC.cos và đường sức hướng từ B C nên   BC  E cos cos0 1. Cường độ điện trường giữa B và C U 12 E BC 60 V / m BC BC 0,2 Đáp án B. b) Công của lực điện khi một điện tích q 2.10 6 C đi từ B đến C là 6 ABC q.U BC 24.10 J 24J Đáp án A. STUDY TIP Chú ý đơn vị: 1 J 10 6 J 1 nJ 10 9 J 1 pJ 10 12 J Ví dụ 4: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C. AC 4cm, BC 3cm và nằm trong một điện trường đều. Vectơ cường độ Trang 3
4.  điện trường E song song với AC, hướng từ A C và có độ lớn E 5000V / m . Tính: a) U AC , UCB , U AB . A. U AC 200 V , UCB 0 V , U AB 200 V . B. U AC 200 V , UCB 0 V , U AB 200 V . C. U AC 200 V , UCB 0 V , U AB 200 V . D. U AC 200 V , UCB 0 V , U AB 200 V . b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B? 17 17 A. Ae 3,2.10 J .B. Ae 1,6.10 J . 17 17 C. Ae 3,2.10 J .D. Ae 1,6.10 J . Lời giải a) Dựa vào “STUDY TIP”, ta có: U AC E.AC 5000.0,04 200V UCB 0 U AB E.AC U AC 200V Đáp án A. b) Công của điện trường khi một electron (e) di chuyển từ A đến B 19 17 Ae q.E.AC 1,6.10 .5000.0,04 3,2.10 J Đáp án A. STUDY TIP Ta chỉ cần áp dụng công thức sau: U MN Ed cos   Trong đó MN, E  Ví dụ 5: Ba điểm A, B, C nằm trong điện trường đều sao cho E P CA . Cho AB  AC và AB 6cm, AC 8cm . a) Tính cường độ điện trường E, U AB và U BC . Biết UCD 100V (D là trung điểm của AC) A. E 2500 V / m , U AB 0V , U BC 200V . B. E 2500 V / m , U AB 0V , U BC 200V . C. E 1250 V / m , U AB 0V , U BC 200V . D. E 1250 V / m , U AB 0V , U BC 200V . b) Tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B C , từ B D 17 17 A. ABC 3,2.10 J, ABD 1,6.10 . Trang 4
5. 17 17 B. ABC 3,2.10 J, ABD 1,6.10 . 17 17 C. ABC 3,2.10 J, ABD 1,6.10 . 17 17 D. ABC 3,2.10 J, ABD 1,6.10 . Lời giải a) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D là E.CA 2U U E.CD E CD 2500 V / m CD 2 CA   Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B. AB vuông góc với E nên U AB 0V Hiệu điện thế giữa hai điểm B và C U BC E.CA 2500.0,08 200V Đáp án B. b) Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B C 19 17 ABC eE.AC 1,6.10 .2500.0,08 3,2.10 J Công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B D 1 A A A 1,6.10 17 J BD AD 2 BC Đáp án C. Trang 5
6. 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 MN và hiệu điện thế U NM là: A. U MN U NM .B. U MN U NM . 1 1 C. U MN .D. U MN . U NM U 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 MN , khoảng cách MN d . Công thức nào sau đây là không đúng? A. U MN VM VN B. U MN E.d C. AMN q.U MN D. E U MN .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. 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 điện tích q 5.10 10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A 2.10 9 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 6
7. m 9,1.10 31 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. S 5,12.10 3 mm .D. S 2,56.10 3 mm . Câu 8: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U MN 1 V . Công của điện trường làm dịch chuyển điện 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 3,06.10 15 kg , mang điện tích 4,8.10 18 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 10 m / s2 . 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. q 2.10 4 C .B. q 2.10 4 C .C. q 5.10 4 C .D. q 5.10 4 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 6cm, AC 8cm . Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BC: A. 400VB. 300VC. 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. AMQ AQN B. AMN ANP C. AQP AQN D. AMQ AMP Câu 14: Hai tấm kim loại phẳng song song cách nhau 2cm nhiễm điện trái dấu. Muốn làm cho điện tích q 5.10 10 C di chuyển từ tấm này sang tấm kia cần tốn một công A 2.10 9 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/mB. 200 V/mC. 300 V/m D. 400 V/m Trang 7
8. Câu 15: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U MN 2V . Một điện tích q 1C 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 3,6.10 15 kg mang điện tích q 4,8.10 18 C nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại phẳng song song nằm ngang cách nhau 1cm và nhiễm điện trái dấu. Lấy g 10m / s2 , tính hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại: A. 25VB. 50VC. 75V D. 100V Câu 17: Một quả cầu kim loại khối lượng 4,5.10 3 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 g 10m / s2 . 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 q 25C được phóng từ đám mây dông xuống mặt đất, khi đó hiệu điện thế giữa đám mây và mặt đất U 1,4.108V . Tính năng lượng của tia sét đó: A. 35.108 J B. 45.108 J C. 55.108 J D. 65.108 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. 2,5.10 4 J B. 2,5.10 4 J C. 5.10 4 J D. 5.10 4 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. 10.10 4 J B. 2,5.10 4 J C. 5.10 4 J D. 10.10 4 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. 8,75.106V / m B. 7,75.106V / m C. 6,75.106V / m D. 5,75.106V / 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 8
9. A. 8.10 18 J B. 7.10 18 J C. 6.10 18 J D. 5.10 18 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. 4.10 2 C C. 5mC D. 5.10 4 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 lượng 2.10 4 J khi đi từ A đến B: A. 100VB. 200VC. 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 4 4 d12 5cm, d23 8cm , bản 1 và 3 tích điện dương, bản 2 tích điện âm. E12 4.10 V / m, E23 5.10 V / m , tính điện thế V2 , V3 của các bản 2 và 3 nếu lấy gốc điện thế ở bản 1: A. V2 2000V; V3 4000V B. V2 2000V; V3 4000V C. V2 2000V; V3 2000V D. V2 2000V; V3 2000V 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 10 9 C : A. VA 12,5V; VB 90V B. VA 18,2V; VB 36V C. VA 22,5V; VB 76V D. VA 22,5V; VB 90V 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 5.10 8 C A. VA 4500V; VB 1125V B. VA 1125V; VB 4500V C. VA 1125,5V; VB 2376V D. VA 922V; VB 5490V Câu 29: Một giọt thủy ngân hình cầu bán kính 1mm tích điện q 3,2.10 13 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; 2,88VB. 3200 V/m; 2,88V C. 3200 V/m; 3,2VD. 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 g 10m / s2 . Tính số electron dư ở hạt bụi: A. 20 000 hạtB. 25 000 hạtC. 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 9
10. A. 4,5.10 7 J B. 3.10 7 J C. 1,5.10 7 J D. 1,5.10 7 J µ Câu 32: Xét 3 điểm A, B, C ở 3 đỉnh của tam giác vuông như hình vẽ, A 60, BC 6cm, U BC 120V . Các hiệu điện thế U AC , U BA có giá trị lần lượt: A. 0; 120V B. 120V; 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 g 10m / s2 . Tính hiệu điện thế giữa hai bản kim loại phẳng trên: A. 20VB. 200VC. 2000V D. 20 000V Câu 34: Một proton mang điện tích 1,6.10 19 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 1,6.10 20 J . Tính cường độ điện trường đều này: A. 1 V/mB. 2 V/mC. 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 U 1,4.108V . 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 2,3.106 J / kg A. 1120 kgB. 1521 kgC. 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 6cm, AC 8cm . Tính hiệu điện thế giữa hai điểm AC: A. 256VB. 180VC. 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 6cm, AC 8cm . Tính hiệu điện thế giữa hai điểm BA: A. 144VB. 120VC. 72V D. 44V Trang 10
11. 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. q 2.10 4 C .B. q 2.10 4 C .C. q 5.10 4 C .D. q 5.10 4 C . Câu 39: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích q 5.10 10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A 2.10 9 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. 4,2.106 m / s B. 3,2.106 m / s C. 2,2.106 m / s D. 1,2.106 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 11
12. 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 MN VM VN ta suy ra U NM VN VM như vậy U MN U 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 MN , khoảng cách MN d . Các công thức U MN VM VN , U MN E.d, AMN q.U MN 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 A 0 trong mọi trường hợp. Câu 6: Đáp án C. Áp dụng công thức A qEd với d 2 cm 0,02 m , q 5.10 10 C và A 2.10 9 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 e 1,6.10 19 C . F - Chuyển động của electron là chuyển động chậm dần đều với gia tốc là a , m 9,1.10 31 kg . m 5 Vận tốc ban đầu của electron là v0 300 km / s 3.10 m / s . Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận 2 2 tốc của electron bằng không v 0 thì electron chuyển động được quãng đường là S có v v0 2aS , từ đó tính được S 2,56.10 3 m 2,56 mm . Câu 8: Đáp án A. Áp dụng công thức AMN qU MN với U MN 1 V , q 1 C từ đó tính được AMN 1 J . 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 m 3,06.10 15 kg , q 4,8.10 18 C và Trang 12
13. g 10 m / s2 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 q 5.10 4 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 được bằng công của điện trường thực hiện suy ra A W 0,2 mJ 2.10 4 J . Áp dụng công thức A qU với q 1 C 10 6 C ta tính được U 200 V . Câu 12: Đáp án A. 2 2 U BC E.BC E. AB AC 4000.0,1 400V Câu 13: Đáp án D. Hình chiếu của đoạn đường MQ lên đường sức khác 0 nên AMQ 0 . Hình chiếu của đoạn đường MP lên đường sức bằng 0 nên AMP 0 . Câu 14: Đáp án B. A 2.10 9 E 200V / m qd 5.10 10.0,02 Câu 15: Đáp án A. AMN q.U MN 2J 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 mg 3,6.10 15.10 E 7500V / m q 4,8.10 18 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 l 2 x2 P 1002 12 P Trang 13
14. 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 24nC Câu 18: Đáp án A. + W qU 25.1,4.108 35.108 J Câu 19: Đáp án C. 6 4 + ABC q.E.BC 10.10 .5000.0,01 5.10 J Câu 20: Đáp án C. 4 + ABAC ABA AAC q.E.AB cos60 q.E.AC cos60 q.E.BC 5.10 J Câu 21: Đáp án A. U 0,07 + E 8,75.106V / m d 8.10 9 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. + W qU eU 1,6.10 19.50 8.10 18 J Câu 24: Đáp án D. A 1 + q 5.10 4 C U 2000 Câu 25: Đáp án B. W 2.10 4 + U 200V q 10 6 Câu 26: Đáp án C.   + Dựa vào giả thiết đề bài ta được vecto cường độ điện trường E12 hướng từ bản 1 sang bản 2, E23 hướng từ bản 3 sang bản 2 + U12 E12.d12 2000 V V2 V2 2000 V + U13 U12 U23 2000 E23.d23 2000 V V3 V3 2000 V Câu 27: Đáp án D. kq 9.109.10 9 + EA1 22,5V r1 0,4 Trang 14
15. kq 9 + EA2 90V r2 0,1 Câu 28: Đáp án B. Câu 29: Đáp án A. kq 9.109.3,2.10 13 + E 2880V / m r 2 0,0012 kq 9.109.3,2.10 13 + V 2,88V r 0,001 Câu 30: Đáp án C. + Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên Fd P mg mgd q 4,8.10 15 C q 4,8.10 15 C E U 4,8.10 15 + Số electron dư ở hạt bụi là: n 30000 (hạt). 1,6.10 19 Câu 31: Đáp án D 9 7 AABC AAB ABC qE a cos60 a 300.10.10 .0,05 1,5.10 J Câu 32: Đáp án A.  + Ta có AC vuông góc với phương của cường độ điện trường E nên U AC 0V + U BA E.BC U BC 120V Câu 33: Đáp án B. + Vì hạt bụi nằm lơ lửng nên Fd P mg mgd mgd 10 3.10.0,02 q U 200 V . E U q 10 6 Câu 34: Đáp án D. A 1,6.10 20 + E 4V / m qs 1,6.10 19.2,5.10 2 Câu 35: Đáp án B. + Số kg nước bốc thành hơi là: qU 25.1,4.108 1521kg 2,3.106 2,3.106 Trang 15
16. Câu 36: Đáp án A. + Gọi H là hình chiếu A lên BC 2 CA 2 U AC E.CH E. 4000.6,4.10 256V CA2 AB2 Câu 37: Đáp án A. + Gọi H là hình chiếu A lên BC BA2 U E.BH E. 4000.0,036 144V BA BC Câu 38: Đáp án C. A + Ta có A qU nên q 5.10 4 U Câu 39: Đáp án C. A 2.10 9 + E 200V / m qd 5.10 10.0,02 Câu 40: Đáp án A. + Sử dụng công thức độ biến thiên động năng ta được mv2 A W W 2 d2 d1 2 2A 2eEd v 4,2.106 m / s 2 m m Câu 41: Đáp án A. Trang 16