Bài 3: Điện trường - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao

Phát biểu trên là sai, cường độ điện trường E không phụ thuộc vào giá trị tuyệt đối của điện tích q.

Tại một điểm xác định trong điện trường thì thương số E=F/q là không đổi

Câu c2 (trang 16 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có thể coi các “đường hạt bột“ của điện phổ là các đường sức được không? Giải thích?

Ta không thể coi các “đường hạt bột“ của điện phổ là các đường sức được. Vì các đường hạt bột cho ta hình ảnh về đường sức của điện trường, các đường sức này tồn tại khách quan, các hạt bột trong thí nghiệm chỉ là phương tiện giúp ta phát hiện sự tồn tại của các đường sức:

+ Các “đường hạt bột” của điện phổ là hình ảnh biểu hiện các đường sức của điện trường. Vì dựa vào các đường này ta có thể biết được phương, chiều và độ mạnh yếu của cường độ điện trường tại các điểm đang xét.

+ Ở những chỗ những đường này càng dày thì điện trường càng mạnh và ngược lại.

+ Nếu các đường này song song và cách đều thì điện trường đó là điện trường đều.

Câu c3 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có hai điện tích q₁, q₂ đặt tại hai điểm A, B. Hãy tìm những điểm mà tại đó hai vectơ cường độ điện trường của hai điện tích.

a) Cùng phương, cùng chiều

b) Cùng phương, ngược chiều.

Do chiều của vecto điện trường của điện tích điểm phụ thuộc vào dấu của điện tích nên ta có hai trường hợp:

* Trường hợp hai điện tích q₁ và q₂ cùng dấu (cùng dương hoặc cùng âm);

a) Những điểm mà tại đó hai vecto cường độ điện trường của hai điện tích cùng phương, cùng chiều là những điểm nằm trên đường thẳng nối liền hai điểm A và B nhưng nằm phía ngoài đoạn AB. Ví dụ như hình vẽ:

b) Những điểm mà tại đó hai vecto cường độ điện trường của hai điện tích cùng phương, ngược chiều là những điểm nằm trên đường thẳng nối liền hai điểm A và B nhưng nằm phía trong đoạn AB. Ví dụ như hình vẽ:

* Trường hợp hai điện tích q₁ và q₂ trái dấu.

a) Những điểm mà tại đó hai vecto cường độ điện trường của hai điện tích cùng phương, cùng chiều là những điểm nằm trên đường thẳng nối liền hai điểm A và B nhưng nằm phía trong đoạn AB. Ví dụ như hình vẽ:

b) Những điểm mà tại đó hai vecto cường độ điện trường của hai điện tích cùng phương, ngược chiều là những điểm nằm trên đường thẳng nối liền hai điểm A và B nhưng nằm phía ngoài đoạn AB. Ví dụ như hình vẽ:

Câu 1 (trang 17 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Vecto điện trường E→ cùng phương và cùng chiều với lực điện F→ tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đó. Điều đó đúng hay sai? Giải thích?

Vecto điện trường E→ cùng phương và cùng chiều với lực F→ tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đó. Phát biểu này là sai.

Giải thích: do F→ = qE→ nên chiều của hai vecto phụ thuộc vào dấu của điện tích q đặt trong điện trường đó.

Nếu q > 0 thì F→ cùng chiều với E→

Nếu q < 0 thì F→ ngược chiều với E→

Câu 2 (trang 17 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu tính chất cơ bản của điện trường

Tình chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó

Câu 3 (trang 17 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có thể coi đường sức điện là quỹ đạo của một điện tích điểm chuyển động dưới tác dụng của điện trường được không? Hãy giải thích.

Không thể coi đường sức điện là quỹ đạo của một điện tích điểm chuyển động dưới tác dụng của điện trường được. Vì:

+) Đối với điện trường đều: lực tác dụng lên điện tích có phương trùng với tiếp tuyến đường sức nên quỹ đạo điện tích là đường sức điện có dạng đường thẳng

+) Đối với điện trường có đường sức điện là đường cong: khi điện tích điểm chuyển động trên đường cong, lực tác dụng lên điện tích điểm chuyển động phải hướng vào bề lõm của quỹ đạo cong. Trong khi lực điện trường có phương tiếp tuyến với quỹ đạo. do vậy quỹ đạo không thể là đường sức được.

Câu 4 (trang 17 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu tính chất các đường sức điện và giải thích (nếu cần).

- Tại mỗi điểm trong điện trường chỉ vẽ được một đường sức đi qua.

- Các đường sức xuất phát từ các điện tích dương và tận cùng ở các điện tích âm

- Các đường sức không bao giờ cắt nhau

- Quy ước: Nơi nào có cường độ điện trường lớn hơn thì các đường sức ở đó được vẽ dày hơn, và ngược lại

Bài 1 (trang 17 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Chọn phát biểu sai?

A. Điện phổ cho phép ta nhận biết sự phân bố các đường sức điện trường

B. Đường sức điện có thể là đường cong kín

C. Cũng có khi đường sức không xuất phát từ điện tích dương mà xuất phát từ vô cùng

D. Các đường sức của điện trường đều là các đường thẳng song song và cách đều nhau

Đường sức điện trường là những đường cong không kín.

Câu sai là B

Bài 2 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng

Công thức xác định cường độ điện trường của điện tích điểm Q < 0 có dạng:

Công thức xác định cường độ điện trường của điện tích điểm Q < 0 có dạng:

Đáp án B

Bài 3 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một điện tích thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.10^-4N. Hỏi độ lớn của điện tích đó là bao nhiêu?

Độ lớn của lực điện trường: F = q. E

Vậy độ lớn của điện tích đó là:

Đáp số: q = 12,5.10^-4 C

Bài 4 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có một điện tích Q = 5.10^-9 C đặt tại điểm A trong chân không. Xác định cường độ điện trường tại điểm B cách A một khoảng 10 cm.

Cường độ điện trường tại điểm B cách A một khoảng 10 cm:

Đáp số: E = 4500 V/m

Bài 5 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Có hai điện tích q₁, q₂ đặt cách nhau 10 cm trong chân không. Điện tích q₁ = 5.10^-9 C, q₂ = -10^-9 C. Xác định vecto điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích đó và:

a) Cách đều hai điện tích

b) Cách q₁ 5cm và cách q₂ 15 cm.

a) M cách đều hai điện tích: điểm M nằm giữa hai điện tích.

Do q₁ > 0, q₂ < 0 nên E₁→, E₂→ là hai vecto cùng phương, cùng chiều. Khi đó vecto điện trường tại M:

+) Độ lớn:

+) Chiều: hướng từ q₁ đến q₂. Hình vẽ:

M cách q₁ 5cm và cách q₂ 15cm: điểm M nằm ngoài hai điện tích và gần q₁

Do q₁ > 0, q₂ < 0 nên E₁→, E₂→ là hai vectơ cùng phương, ngược chiều.

Khi đó:

+) Độ lớn: E_M = E₁ - E₂ = 16000 V/m

+) Chiều: cùng chiều với E₁→ nên hướng ra xa q₁

Đáp số: a) E = 36000 V/m

b) E = 16000 V/

Bài 6 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao):

Hai điện tích q₁ = q₂ = 5.10^-16 C được đặt cố định tại hai đỉnh B, C của một tam giác đều cạnh là 8cm. Các điện tích đặt trong không khí.

a) Xác định vectơ điện trường tại đỉnh A của tam giác nói trên.

b) Câu trả lời sẽ thay đổi thế nào nếu q₁ = 5.10^-16 C, q₂ = -5.10^-16 C?

a) Vecto điện trường tại đỉnh A của tam giác: E_A→ = E₁→ + E₂→

Trong đó:

Dựa trên hình vẽ ta có:

Độ lớn: E_A = 2. E₁.cos⁡α = 2. E₁.cos⁡30 = 1,22.10^-3 V/m

Chiều: có phương vuông góc với BC, và hướng ra phía xa BC.

b) Nếu q₁ = 5.10^-16 C, q₂ = -5.10^-16 C. Vecto điện trường tại A được biểu diễn như hình vẽ:

Ta có: E_A→ = E₁→ + E₂→

Trong đó:

Dựa vào hình vẽ ta thấy: Vì E₁ = E₂ và (E₁→, E₂→) = 120^o nên E_A→ có:

+) Độ lớn: E_A = E₁ = E₂ = 7,031.10^-3 V/m

+) Chiều: có phương song song với BC, và hướng từ B sang C

Bài 7 (trang 18 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Ba điện tích q giống nhau được đặt cố định tại 3 đỉnh của một tam giác đều cạnh a. Xác định vecto điện trường tại tâm của tam giác.

Gọi M là tâm của tam giác đều ABC, khi đó M cách đều ba đỉnh A, B, C của tam giác.

Ba điện tích q giống nhau đặt tại 3 đỉnh A, B, C của tam giác sẽ gây ra tại M ba vectơ điện trường E₁→, E₂→, E₃→ có hướng làm với nhau một góc 120^o và có độ lớn bằng nhau do đó hợp lực của chúng luôn luôn bằng không.

Quan sát hình vẽ ta có vecto điện trường tổng cộng tại M