Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Bài 2: Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Bài 2: Thuyết electron. Định luật bảo toàn điện tích - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG I BÀI 2. THUYẾT ELECTRON. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Thuyết electron là thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật. + Điện tích của các electron là điện tích nguyên tố âm e 1,6.10 19 C . Điện tích của proton là điện tích nguyên tố dương e 1,6.10 19 C . + Bình thường tổng đại số tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng 0, nguyên tử trung hòa về điện. + Dùng thuyết electron có thể giải thích các hiện tượng nhiễm điện do co xát, do tiếp xúc va do hưởng ứng + Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số của các điện tích của một hệ cô lập về điện là không thay đổi. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Cọ xát thanh êbônit vào miếng dạ, thanh êbônit tích điện âm vì A. electron chuyển từ thanh êbônit sang dạ. B. electron chuyển từ dạ sang thanh êbônit. C. proton chuyển từ dạ sang thanh êbônit. D. proton chuyển từ thanh êbônit sang dạ. Câu 2. Câu phát biểu nào sau đây đúng? A. Electron là hạt sơ cấp mang điện tích 1,6.10 19 C . B. Độ lớn của điện tích nguyên tố là 1,6.1019 C . C. Điện tích hạt nhân bằng một số nguyên lần điện tích nguyên tố. D. Tất cả các hạt sơ cấp đều mang điện tích. Câu 3. Môi trường nào dưới đây không chứa điện tích tự do? A. Nước biển B. Nước sông C. Nước mưaD. Nước cất Câu 4. Muối ăn NaCl kết tinh là điện môi. Chọn câu đúng. A. Trong muối ăn kết tinh có nhiều ion dương tự do B. Trong muối ăn kết tinh có nhiều ion âm tự do. C. Trong muối ăn kết tinh có nhiều electron tự do. D. Trong muối ăn kết tinh hầu như không có ion và electron tự do. Câu 5. Trong trường hợp nào dưới đây sẽ không xảy ra hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng? Đặt một quả cầu mang điện tích ở gần đầu của một A. thanh kim loại không mang điện tích.B. thanh kim loại mang điện tích dương. C. thanh kim loại mang điện tích âm.D. thanh nhựa mang điện tích âm. Câu 6. Vào mùa hanh khô, nhiều khi kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ lách tách. Đó là do A. hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc. B. hiện tượng nhiễm điện do cọ xát.
2. C. hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng.D. cả ba hiện tượng nhiễm điện nêu trên. Câu 7. Đưa một quả cầu kim loại A nhiễm điện dương lại gần một quả cầu kim loại B nhiễm điện dương. Hiện tượng nào dưới đây sẽ xảy ra? A. Cả hai quả cầu đều bị nhiễm điện do hưởng ứng. B. Cả hai quả cầu đều không bị nhiễm điện do hưởng ứng. C. Chỉ có quả cầu B bị nhiễm điện do hưởng ứng. D. Chỉ có quả cầu A bị nhiễm điện do hưởng ứng. Câu 8. Đưa một thanh kim loại trung hòa về điện đặt trên một giá cách điện lại gần một quả cầu tích điện dương. Sau khi đưa thanh kim loại ra thật xa quả cầu thì thanh kim loại A. có hai nửa tích điện trái dấu. B. tích điện dương C. tích điện âm D. trung hòa về điện Câu 9. Hai quả cầu kim loại nhỏ A và B giống hệt nhau, được treo vào một điểm O bằng hai sợi chỉ dài bằng nhau. Khi cân bằng, ta thấy hai sợi chỉ làm với đường thẳng đứng những góc bằng nhau (xem hình vẽ). Trạng thái nhiễm điện của hai quả cầu sẽ là trạng thái nào đây? A. Hai quả cầu nhiễm điện cùng dấu. B. Hai quả cầu nhiễm điện trái dấu. C. Hai quả cầu không nhiễm điện. D. Một quả cầu nhiễm điện, một quả cầu không nhiễm điện. Câu 10. Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N. Ta thấy thanh nhựa hút cả hai vật M và N. Tình huống nào dưới đây chắc chắn không thể xảy ra? A. M và N nhiễm điện cùng dấu. B. M và N nhiễm điện trái dấu. C. M nhiễm điện, còn N không nhiễm điện.D. Cả M và N đều không nhiễm điện. Câu 11. Tua giấy nhiễm điện dương q và tua giấy khác nhiễm điện âm q’. Một thước nhựa K hút được cả q lẫn q’. Hỏi K nhiễm điện thế nào? A. K nhiễm điện dương. B. K nhiễm điện âm. C. K không nhiễm điện. D. Không thể xảy ra hiện tượng này. Câu 12. Hãy giải thích tại sao ở các xe xitec chở dầu người ta phải lắp một chiếc xích sắt chạm xuống đất? Khi xe chạy vỏ thùng nhiễm điện, có thể làm nảy sinh tia lửa điện và bốc cháy. Vì vậy, người ta phải làm một chiếc xích sắt nối vỏ thùng với đất. A. Điện tích xuất hiện sẽ theo sợi dây xích truyền xuống đất. B. Điện tích xuất hiện sẽ phóng tia lửa điện theo sợi dây xích truyền xuống đất. C. Điện tích xuất hiện sẽ đốt nóng thùng và nhiệt theo sợi dây xích truyền xuống đất. D. Sợi dây xích đưa điện tích từ dưới đất lên để làm cho thùng không nhiễm điện. Câu 13. Treo một sợi tóc trước màn hình của một máy thu hình (tivi) chưa hoạt động. Khi bật tivi thì thành thủy tinh ở màn hình
3. A. nhiễm điện nên nó hút sợi dây tóc. B. nhiễm điện cùng dấu với sợi dây tóc nên nó đẩy sợi dây tóc. C. không nhiễm điện nhưng sợi dây tóc nhiễm điện âm nên sợi dây tóc duỗi thẳng. D. không nhiễm điện nhưng sợi dây tóc nhiễm điện dương nên sợi dây tóc duỗi thẳng. Câu 14. Có ba quả cầu kim loại A, B, C. Qủa cầu A tích điện dương. Các quả cầu B và C không mang điện. Đặt hai quả cầu B và C tiếp xúc với nhau. Đưa quả cầu A lại gần quả cầu C theo đường nối tâm hai quả cầu B và C cho đến khi C nhiễm điện âm, còn B nhiễm điện dương. Lúc đó, giữ nguyên vị trí của A. Tách B khỏi C. Bây giờ nếu đưa A ra xa thì B A. trung hòa điện và C vẫn nhiễm điện âm vì chúng là các vật không cô lập về điện. B. vẫn nhiễm điện dương và C vẫn nhiễm điện âm vì chúng là các vật không cô lập về điện. C. vẫn nhiễm điện dương và C trung hòa điện vì chúng là các vật cô lập về điện. D. vẫn nhiễm điện dương và C vẫn nhiễm điện âm vì chúng là các vật cô lập về điện. Câu 15. Đặt hai hòn bi thép nhỏ không nhiễm điện, gần nhau, trên mặt một tấm phẳng kim loại, nhẵn, nằm ngang. Tích điện cho một hòn bi thì chúng chuyển động A. lại gần nhau chạm nhau rồi dừng lại. B. ra xa nhau. C. lại gần nhau chạm nhau rồi lại đẩy nhau ra.D. ra xa nhau rồi lại hút lại gần nhau. Câu 16. Đặt hai hòn bi thép nhỏ không nhiễm điện, gần nhau, trên một tấm phẳng thủy tinh, nhẵn, nằm ngang. Tích điện cho một hòn bi thì chúng chuyển động A. lại gần nhau chạm nhau rồi dừng lại B. ra xa nhau. C. lại gần nhau chạm nhau rồi lại đẩy nhau ra.D. ra xa nhau rồi lại hút lại gần nhau. Câu 17. Đưa quả cầu tích điện Q lại gần quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở đầu một sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì A. M tiếp tục bị hút dính vào Q.B. M rời xa Q và vẫn bị hút lệch về phía Q. C. M rời Q về vị trí thẳng đứngD. M bị đẩy lệch về phía bên kia. Câu 18. Đưa một quả cầu Q tích điện dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN (hình vẽ). Tại M và N sẽ xuất hiện điện tích trái dấu. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN? A. Điện tích ở M và N không thay đổi. B. Điện tích ở M và N mất hết. C. Điện tích ở M còn, ở N mất. D. Điện tích ở M mất, ở N còn. Câu 19. Cho quả cầu kim loại trung hòa điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện dương thì quả cầu cũng được nhiễm điện dương. Hỏi khi đó khối lượng của quả cầu thay đổi như thế nào? A. Tăng lên rõ rệt. B. Giảm đi rõ rệt. C. Có thể coi là không đổiD. Lúc đầu tăng rồi sau đó giảm.
4. Câu 20. Hãy giải thích hiện tượng bụi bẩn bám chặt vào các cánh quạt trần, mặc dù cánh quạt thường xuyên quay rất nhanh? Các cánh quạt trần phủ một lớp sơn. Lớp sơn này là chất cách điện. Khi quạt quay thì lớp sơn này cọ xát với không khí nên bị nhiễm điện và hút các hạt bụi trong không khí. Các hạt bụi này sẽ dính chặt vào cánh quạt, nên khi cánh quay chúng vẫn không bị văng ra. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1B 2C 3D 4D 5D 6B 7A 8D 9A 10B 11C 12A 13A 14D 15B 16C 17D 18A 19C TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG Phương pháp: Q * Vật mang điện âm Q, số electron thừa: N 1,6.10 19 Q * Vật mang điện dương Q, số electron thiếu: N 1,6.10 19 q q * Lực tương tác Cu-lông: F k 1 2 r 2 * Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số của các điện tích của một hệ cô lập về điện là không thay đổi. Câu 1. Một thanh êbônit khi cọ xát với tấm dạ (cả hai không mang điện cô lập với các vật khác) thì thu được điện tích 3.10 8 C . Tấm dạ sẽ có điện tích A. 3.10 8 C B. 1,5.10 8 C C. 3.10 8 C D. 0 Hướng dẫn * Lúc đầu cà hai vật không mang điện, sau đó thanh êbônit mang điện 3.10 8 C thì tấm dạ phải mang điện dương 3.10 8 C Chọn C. Câu 2. Một quả cầu tích điện 6,4.10 7 C . Trên quả cầu thừa hay thiếu bao nhiêu electron so với số proton để quả cầu trung hòa về điện? A. Thừa 4.1012 electron.B. Thiếu 4.1012 electron. C. Thừa 25.1012 electron.D. Thiếu 25.1013 electron. Hướng dẫn Q * Vật mang điện dương Q 6,4.10 7 C , số electron thiếu: N 4.1012 Chọn B 1,6.10 19 Câu 3. Có bốn quả cầu kim loại, giống hệt nhau. Các quả cầu mang các điện tích lần lượt là: 2,3C ; 264.10 7 C ; 5,9C ; 3,6.10 5 C . Cho bốn quả cầu đồng thời chạm nhau, sau đó lại tách chúng ra. Điện tích mỗi quả cầu sau đó là A. 17,65.10 6 C B. 1,6.10 6 C C. 1,5.10 6 C D. 14,7.10 6 C Hướng dẫn
5. * Theo định luật bảo toàn điện tích: 2,3.10 6 26,4.10 6 5,9.10 6 36.10 6 q 1,5.10 6 C Chọn C 4 Câu 4. Có ba quả cầu kim loại, kích thước bằng nhau. Quả cầu A mang điện tích 27C , quả cầu B mang điện tích 3C , quả cầu C không mang điện. Cho hai quả cầu A và B chạm nhau rồi lại tách chúng ra. Sau đó cho hai quả cầu B và C chạm nhau. Lúc này, điện tích trên các quả cầu A, B và C lần lượt là x, y và z. Giá trị của biểu thức x 2y 3z gần giá trị nào nhất sau đây? A. 42C B. 24C C. 30C D. 6C Hướng dẫn 27 3 qA 12 C 2 * Theo định luật bảo toàn điện tích: 12 0 q q 6 C B C 2 qA 2qB 3qC 42 C Chọn A Câu 5. Hai hạt bụi trong không khí, mỗi hạt chứa 5.108 electron cách nhau 2cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt bằng A. 1,44.10 5 N B. 1,44.10 6 N C. 1,44.10 7 N D. 1,44.10 9 N Hướng dẫn 8 19 11 * Độ lớn điện tích mỗi hạt bụi: q1 q2 5.10 .1,6.10 8.10 C . 2 q q 8.10 11 * Lực tương tác Cu-lông: F k 1 2 9.109 1,44.10 7 N Chọn C. r 2 0,022 Câu 6. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tich lần lượt là 7 7 q1 3,2.10 C và q2 2,4.10 C , cách nhau một khoảng 12cm. + Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác điện giữa chúng. + Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó. Hướng dẫn q q q2 * Từ F k 1 2 9.10 3 9.109 q 0,1.10 6 C r 2 0,12 q 3,2.10 7 + Số electron thừa ở quả cầu A: N A 2.1012 electron. A e 1,6.10 19 q 2,4.10 7 + Số electron thiếu ở quả cầu B: N B 1,5.1012 electron. B e 1,6.10 19
6. q q + Lực tương tác điện giữa chúng là lực hút và có độ lớn: F k 1 2 4,8.10 3 N r 2 + Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi tách ra, điện tích của mỗi quả cầu là: q q Q Q 1 2 0,4.10 7 C 1 2 2 Q Q + Lực tương tác điện giữa chúng bây giờ là lực đẩy và có độ lớn: F ' k 1 2 10 3 N r 2 Câu 7. Cho hai quả cầu kim loại nhỏ, giống nhau, tích điện và cách nhau 10cm thì chúng hút nhau một lực bằng 5,4N. Cho chúng tiếp xúc với nhau rồi tách chúng ra đến khoảng cách như cũ thì chúng đẩy nhau một lực bằng 5,625N. Tính số electron đã trao đổi sau khi cho tiếp xúc với nhau. A. 2,1875.1013 B. 2,1875.1012 C. 2,25.1013 D. 2,25.1012 Hướng dẫn q q * Hai quả cầu hút nhau nên chúng tích điện trái dấu: F k 1 2 r 2 2 q q 1 2 q q 2 * Sau khi tiếp xúc, điện tích mỗi quả cầu là 1 2 nên F ' k 2 r 2 12 2 12 q1q2 6.10 xq1 6.10 q2 xq1 2 12 2 2 12 q1 q2 25.10 x 1 q1 25.10 6 6 q1 6.10 q1 10  6 6 q2 10 q2 6.10 6 6 0,5 Q 0,5 q q 0,5 6.10 10 N 1 2 2,1875.1013 Chọn A e e 1,6.10 19 Câu 8. Hai quả cầu nhỏ giống nhau không tích điện, cùng khối lượng m 0,2kg , được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi tơ mảnh dài 0,5m. Truyền cho mỗi quả cầu N electron thì chúng tách nhau ra một khoảng r 5cm . Lấy g 10m / s2 . Xác định N. A. 1,04.1012 B. 1,7.107 C.1,44.1012 D. 8,2.109 Hướng dẫn * Khi hệ cần bằng: l 0,5 0,5r r 0,05 sin  2,866 l 2 2 F k N.e mgr tan tan 2 N 2 mg mgr ke 0,2.10.0,052 tan 2,866 N 1,04.1012 Chọn A. 9.109.1,62.10 38
7. BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Nếu truyền cho quả cầu trung hòa về điện 5.105 electron thì quả cầu mang một điện tích là A. 8.10 14 C B. 8.10 14 C C. 1,6.10 24 C D. 1,6.1024 C Câu 2. Một thanh thủy tinh khi cọ xát với tấm lụa (cả hai không mang điện cô lập với các vật khác) thì thu được điện tích8.10 8 C . Tấm lụa sẽ có điện tích A. 3.10 8 C B. 1,5.10 8 C C. 3.10 8 C D. 8.10 8 C Câu 3. Một quả cầu tích điện 6,4.10 7 C . Trên quả cầu thừa hay thiếu bao nhiêu electron so với số proton để quả cầu trung hòa về điện? A. Thừa 4.1012 electronB. Thiếu 4.1012 electron C. Thừa 25.1012 electronD. Thiếu 25.1013 electron Câu 4. Hai hạt bụi trong không khí, mỗi hạt thiếu 5.109 electron cách nhau 2cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt bằng A. 1,44.10 5 N B. 1,44.10 6 N C. 1,44.10 7 N D. 1,44.10 9 N Câu 5. Cho hai quả cầu nhỏ trung hòa điện đặt trong không khí, cách nhau 40cm. Giả sử có 4,0.1012 êlectron từ quả cầu này di chuyển sang quả cầu kia. Cho biết điện tích của êlectron bằng 1,6.1019 C . Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích gần giá trị nào nhất sau đây? A. 1,4.10 2 N B. 1,4.10 6 N C. 2,3.10 4 N D. 2,3.10 2 N Câu 6. Một thanh kim loại mang điện tích 2,5.10 6 C . Sau đó nó lại được nhiễm điện để có điện tích 5,5C . Cho biết điện tích của êlectron là 1,6.10 19 C . Chọn câu đúng A. Đã có 5.1013 êlectron được di chuyển đến thanh kim loại. B. Đã có 5.1013 êlectron được di chuyển ra khỏi thanh kim loại. C. Đã có 8.1013 êlectron được di chuyển ra khỏi thanh kim loại. D. Đã có 8.1013 êlectron được di chuyển đến thanh kim loại. Câu 7. Có ba quả cầu kim loại, kích thước bằng nhau. Quả cầu A mang điện tích 27C , quả cầu B mang điện tích 3C , quả cầu C không mang điện. Cho hai quả cầu A và B chạm nhau rồi lại tách chúng ra. Sau đó cho hai quả cầu B và C chạm nhau. Lúc này, điện tích trên các quả cầu A, B và C lần lượt là x, y và z. Giá trị của biểu thức x 2y 3z gần giá trị nào nhất sau đây? A. 42C B. 24C C. 30C D. 6C ĐÁP ÁN BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1B 2D 3A 4A 5D 6B 7D