CHUYÊN ĐỀ 3:CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN -ĐIỆN THẾ, HIỆU ĐIỆN THẾ.TỤ ĐIỆN

Dạng 1: Tính công của lực điện

_Bài 1_: Một eletron di chuyển được quãng đường 1cm, dọc theo đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trường trong một điện trường đều có cường độ điện trừơng 1000V/m. Công của lực điện trường có giá trị bằng bao nhiêu?

_Bài 2_: Khi một điện tích q di chuyển trong điện trường đều từ một điểm A đến một điểm B thì lực điện sinh công 2,5J. Nếu thế năng của q tại A là 2,5 J thì thếa năng của nó tại B là bao nhiêu?

_Bài 3_: Hai tấm kim loại phẳng rộng đặt song song, cách nhau 2cm, được nhiễm điện trái dấu và có độ lớn bằng nhau. Muốn điện tích q = 5.10-10c di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A = 2.10-9J. Hãy xác định cường độ điện trường bên trong hai tấm đó. Biết điện trường này là đều và có đường sức vuông góc với các tấm.

_Bài 4_: Một điện tích q=10-8C dịch chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 20cm đặt trong điện trường đều cùng hướng với và E = 3000V/m. Công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích q theo cạnh AB bằng bao nhiêu?

_Bài 5_: Một điện tích qdịch chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 20cm đặt trong điện trường đều cùng hướng với và E = 3000V/m. Công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích q theo cạnh AC bằng -6.10-6J. Tính q?

_Bài 6_: Một điện tích q = 1,5.10-8C dịch chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 10cm đặt trong điện trường đều cùng hướng với . Công của lực điện trường thực hiện khi dịch chuyển điện tích q theo cạnh CB bằng -6.10-6J. TÍnh E?

_Bài 7_: Khi một điện tích q = 6 C, di chuyển dọc theo hướng đường sức từ M đến N trong điện trường E = 5000V/m thì lực điện thực hiện một công A = 1,2mJ. Tính khoảng cách giữa hai điểm M và N?

Bài 8: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J

1) Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên?

2) Tính vận tốc của e khi nó tới P. Biết vận tốc của e tại M bằng không

Bài 9: Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 10cm trong điện trường đều, cường độ điện trường là E = 300V/m. // BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác.

Bài 10: Một diện tích q chuyển động ngược chiều dọc theo đường sức của điện trường đều, có cường độ điện trường 2,5.104(V/m). Công thực hiện 5.10-4(J). Khoảng cách giữa hai điểm trong điện trường bằng 2cm. Tính giá trị của điện tích q?

Dạng 2: Điện Thế – Hiệu Điện Thế

_Bài 11_: Thế năng của một điểm M trong điện trường của một điện tích điểm là -32.10—19J. Điện thế tại điểm M bằng bao nhiêu? Biết điện tích của vật đặt vào điểm đó bằng -1,6.10-19(C)

_Bài 12_: Một e bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điển thế UMN = 100V. Công mà lực điện sinh ra là bao nhiêu?

_Bài 13_: Khi một điện tích q = -2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6J. Hỏi hđt UMN có giá trị bao nhiêu?

_Bài 14_: Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D trong điện trường là UCD = 200V. Tính:

a. Công của điện trường di chuyển proton từ C đến D

b. Công của lực điện trường di chuyển electron từ C đến D.

_Bài 15_: Tính công mà lực điện tác dụng lên một electron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N. cho UMN =50V.

_Bài 16_: Có hai bản kim loại phẳng đặt song song cánh nhau 1cm. Hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là 120V. Hỏi điện thế tại điểm M trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6cm là bao nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm

Bài 17: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN = 1 (V). Công của điện trường làm dịch chuyển điện tích q = - 1 ( C) từ M đến N là bao nhiêu?

Bài 18: 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 bao nhiêu.

Bài 19: 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). Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A, B.

Dạng 3: Khảo sát chuyển động của các điện tích trong điện trường đều.

Bài 1:Trong đèn hình của máy thu hình, các e được tăng tốc bởi hiệu điện thế 2500V. Hỏi khi e đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu? Vận tốc ban đầu của e nhỏ không đáng kể. Cho

me= 9,1.10-31kg, qe = - 1,6.10-19C.

_Bài 2_: Một electron được thả không vận tốc ban 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 1000V/m. Khỏang cách giữa hai bản là 1cm. Tính động năng của electron khi nó đập vào bản dương. Cho e = -1,6.10-19C, me = 9,1.10-31kg.

_Bài 3_: Một electron chuyển động dọc theo một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100V/m. Vận tốc ban đầu của electroon bằng 300km/s. Hỏi nó chuyển động được quãng đường bằng bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không? Cho biết me = 9,1.10-31kg.

_Bài 4_: Một prôton bắt đầu chuyển động dọc theo điện trường của một tụ điện phẳng, cường độ điện trường E = 6000V/m. Prôton sẽ có vận tốc là bao nhiêu sau khi dịch chuyển được một quãng đường 1.5cm( cho mp = 1,67.10-27Kg và q = 1,6.10-19C)

_Bài 5_: Một electron bay vào trong một điện trường đều của một tụ điện phẳng theo hướng của đường sức và trên đoạn đường dài 1cm. Vận tốc của nó giảm từ 2,5m/s đến 0. Xác định cường độ điện trường E giữa hai bản kim loại của tụ điện?

Bài 6: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tụ điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ có cường độ E=6.104V/m. Khoảng cách giữa hai bản tụ d =5cm.

a. Tính gia tốc của electron.

b. tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0.

c. Tính vận tốc tức thời của electron khi chạm bản dương.

Bài 7: Một êlectron chuyển động dọc theo một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100 (V/m). Vận tốc ban đầu của êlectron bằng 300 (km/s). Khối lượng của êlectron là m = 9,1.10-31 (kg). Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của êlectron bằng không thì êlectron chuyển động được quãng đường là bao nhiêu.

Bài 8: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường sức với vận tốc 2000km/s. Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế ở cuối đoạn đường đó là 15V.

Bài 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). Tính Hiệu điện thế đặt vào hai tấm kim loại đó

Bài 10 : Hạt bụi có khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10-5C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện thế U = 500V. Tìm thời gian hạt bụi chuyển động giữa hai bản và vận tốc của nó khi đến bản tụ âm. Bỏ qua tác dụng của trọng lực?

Bài 11: Khi bay qua hai điểm M và N trong điện trường , electron tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính UMN ?

Bài 12 : Hai bản kim loại giống nhau đặt song song và cách nhau một khoảng d = 1cm. Hai bản được tích điện đến hiệu điện thế giữa hai bản U = 90V. Một electron bay vào trong điện trường đều giữa hai bản kim loại theo phương song song với các đường sức của điện trường đều với vận tốc đầu là v0 = 2.107 m/s và đi từ bản dương của điện trường. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

*

Tính gia tốc và thời gian e vừa chạm vào bản âm? *

Tính vận tốc của e khi vừa chạm vào bản âm? *

Nếu muốn e dừng lại ở bản âm thì cần cung cấp hiệu điện thế bằng bao nhiêu?
Dạng 4: Tụ điện và các cách ghép tụ điện

1. Moät tuï ñieän phaúng ñieän dung C = 0,12 mF coù lôùp ñieän moâi daøy 0,2 mm coù haèng soá ñieän moâi e = 5. Tuï ñöôïc ñaët döôùi moät hieäu ñieän theá U = 100 V.

a. Tính dieän tích caùc baûn cuûa tuï ñieän, ñieän tích vaø naêng löôïng cuûa tuï.

b. Sau khi ñöôïc tích ñieän, ngaét tuï khoûi nguoàn roài maéc vaøo hai baûn cuûa tuï ñieän C1 = 0,15 mF chöa ñöôïc tích ñieän. Tính ñieän tích cuûa boä tuï ñieän, hieäu ñieän theá vaø naêng löôïng cuûa boä tuï.

2. Moät tuï ñieän 6 mF ñöôïc tích ñieän döôùi moät hieäu ñieän theá 12V.

a. Tính ñieän tích cuûa moãi baûn tuï.

b. Hoûi tuï ñieän tích luõy moät naêng löôïng cöïc ñaïi laø bao nhieâu ?

c. Tính coâng trung bình maø nguoàn ñieän thöïc hieän ñeå ñöa 1 e töø baûn mang ñieän tích döông à baûn mang ñieän tích aâm ?

3. Moät tuï ñieän phaúng khoâng khí 3,5 pF, ñöôïc ñaët döôùi moät hieäu ñieän theá 6,3 V.

a. Tính cöôøng ñoä ñieän tröôøng giöõa hai baûn cuûa tuï ñieän.

b. Tính naêng löôïng cuûa tuï ñieän.

4 . Coù 3 tuï ñieän C1 = 10 mF, C2 = 5 mF, C3 = 4 mF ñöôïc maéc vaøo nguoàn ñieän coù C1 C3

hieäu ñieän theá U = 38 V.

a. Tính ñieän dung C cuûa boä tuï ñieän, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá treân caùc C2

tuï ñieän.

b. Tuï C3 bò “ñaùnh thuûng”. Tìm ñieän tích vaø hieäu ñieän theá treân tuï C1.
5. Tính ñieän dung töông ñöông, ñieän tích, hieäu ñieän theá trong moãi tuï ñieän ôû caùc tröôøng hôïp sau (hình veõ)
C2 C3 C2

C 1 C2 C3 C1 C2 C3 C1

C1 C3
(Hình 1) (Hình 2) (Hình 3) (Hình 4)

Hình 1: C1 = 2 mF, C2 = 4 mF, C3 = 6 mF. UAB = 100 V.

Hình 2: C1 = 1 mF, C2 = 1,5 mF, C3 = 3 mF. UAB = 120 V.

Hình 3: C1 = 0,25 mF, C2 = 1 mF, C3 = 3 mF. UAB = 12 V.

Hình 4: C1 = C2 = 2 mF, C3 = 1 mF, UAB = 10 V.

6. Cho boä tuï maéc nhö hình veõ:

C1 = 1 mF, C2 = 3 mF, C3 = 6 mF, C4 = 4 mF. UAB = 20 V. C1 C2

Tính ñieän dung boä tuï, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá moãi tuï khi.

a. K hôû. C3 C4

b. K ñoùng.

7 . Trong hình beân C1 = 3 mF, C2 = 6 mF, C3 = C4 = 4 mF, C5 = 8 mF. C1 C2

U = 900 V. Tính hieäu ñieän theá giöõa A vaø B ?

C3 C4

Ñ s: UAB = - 100V.

C5
8 . Cho maïch ñieän nhö hình veõ:

C1 = C2 = C3 = C4 =C5 = 1 mF, U = 15 V. C1 C2

Tính ñieän dung cuûa boä tuï, ñieän tích vaø hieäu ñieän theá cuûa moãi tuï khi: C5

a. K hôû.

b. K ñoùng. C3 C4
9*. Cho boä tuï ñieän nhö hình veõ. C2 C2

C2 = 2 C1, UAB = 16 V. Tính UMB. C1 C1 C1

Ñ s: 4 V.
1 0*. Cho boä 4 tuï ñieän gioáng nhau gheùp theo 2 caùch nhö hình veõ.

Caùch naøo coù ñieän dung lôùn hôn.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:

Câu 1: Một tụ điện điện dung 24nF tích điện đến hiệu điện thế 450V thì có bao nhiêu electron mới di chuyển đến bản âm của tụ điện?

A. 575.1011 electron. B. 675.1011 electron. C. 775.1011 electron. D. 875.1011 electron.

Câu 2: Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 µF – 200 V. Điện tích lớn nhất của tụ có thể có là

A. 4.10-4 C. B. 6.10-4 C. C. 10-3 C. D. 4.10-3 C.

Câu 3: Một tụ điện phẳng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 500V. Ngắt tụ khỏi nguồn rồi tăng khoảng cách lên hai lần. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó là

A. 500V. B. 1000V. C. 2000V. D. 125 V.

Câu 4: Một tụ điện không khí phẳng mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 500V. Ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa vào giữa hai bản một chất điện môi có hằng số điện môi

ε =2. Hiệu điện thế của tụ điện khi đó là

A. 500V. B. 250V. C. 1000V. D. 125 V.

Câu 5: Một tụ điện phẳng, hai bản tụ đặt cách nhau 2 (cm) trong không khí. Điện trường đánh thủng đối với không khí là 3.105(V/m). Hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai bản cực của tụ điện là

A. . B. . C. . D. .

Câu 6: Khi electron bay từ M đến N trong điện trường đều, electron chịu lực điện tác dụng là 6,4.10-16 N. Cường độ điện trường có giá trị là

A. 4000V/m. B. 6400V/m. C. 2000V/m. D. 3200V/m.

Câu 7: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C;

A C = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong một

điện trường đều. Vecto cường độ điện

trường song song AC, hướng từ A đến

C và có độ lớn E = 5000V/m.

UAC, UCB, UAB có giá trị là

A. UAC=200V; UCB=0; UAB=200V.

B. UAC = -200V; UCB = 0; UAB = 200V.

C. UAC = 200V; UCB = 0; UAB = -200V.

D. UAC =- 200V; UCB = 0; UAB = -200V