Lý thuyết và bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Phạm Chí Nhân

Nội dung text: Lý thuyết và bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Phạm Chí Nhân

1. ÔN TẬP CHƯƠNG 1 GV: PHẠM CHÍ NHÂN CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG A. TÓM TẮT KIẾN THỨC 1. Định luật Cu-Lông: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm q 1 và q2 cách nhau một khoảng r đặt trong chân không ( = 1): q .q F k 1 2 r2 Trong đó: F: là lực tĩnh điện, có đơn vị là N (Niu-tơn) q1, q2: là độ lớn của các điện tích, có đơn vị là C (Cu-lông). r: là khoảng cách giữa hai điện tích, có đơn vị là m (mét). 2 9 Nm k 9.10 2 . C 2. Thuyết êlectron: - Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. - Một nguyên tử mất bớt êlectron sẽ trở thành hạt mang điện dương gọi là ion dương. - Một nguyên tử trung hòa về điện có thể nhận thêm êlectron để trở thành hạt mang điện âm gọi là ion âm. - Một vật nhiễm điện âm khi số êlectron mà nó chứa nhiều hơn số điện tích nguyên tố dương (prôtôn) và ngược lại. 3. Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi. 4. Điện trường: Điện trường là một dạng vật chất bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích (do điện tích đứng yên gây ra nên còn gọi là điện trường tĩnh). Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. 5. Cường độ điện trường: Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số giữa độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích thử q và độ lớn của q. F E Trong đó: E là cường độ điện trường. q 6. Vectơ cường độ điện trường:  F F E => Độ lớn: E q q * Công thức tính độ lớn cường độ điện trường do điên tích Q gây ra tại một điểm M cách nó một khoảng r có: + điểm đặt tại M + phuơng trùng với đường thẳng nối M đến Q. Q>0 r M E + chiều: - Nếu Q > 0: E hướng xa Q - Nếu Q < 0: E hướng vào Q Q<0 r E M | Q | + độ lớn: E k r 2 r(m): khoảng cách từ Q đến M    Nguyên lí chồng chất điện trường: E E1 E2 7. Đường sức điện: là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó. Các đặc điểm của đường sức điện: - Qua mỗi điểm trong điện trường ta chỉ vẽ được một và chỉ một đường sức điện mà thôi. - Đường sức điện là những đường có hướng. - Đường sức điện là những đường cong không kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. - Ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện sẽ mau và ngược lại. 1
2. ÔN TẬP CHƯƠNG 1 GV: PHẠM CHÍ NHÂN 8. Điện thế: WM AM V Trong đó:V M: là điện thế của điện tích q tại điểm M trong điện trường, đơn vị: V. M q q 9. Hiệu điện thế: A U V V U MN E.d MN M N MN q 10. Tụ điện: là một hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện (điện môi). Tụ điện dùng để chứa điện tích. 11. Điện dung của tụ điện: là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện. Q C hay Q CU Đơn vị điện dung là Fara, kí hiệu: F. U 1F 10 6 F ; 1nF 10 9 F ; 1pF 10 12 F * Chú ý: Trên tụ điện có ghi 20F-220V. Số liệu thứ nhất cho biết điện dung của tụ điện. Số liệu thứ hai cho biết giới hạn của hiệu điện thế đặt vào hai bản của tụ điện. B. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1: Cách nào sau đây có thể làm nhiễm điện cho một vật? A. Cọ chiếc vỏ bút lên tóc. B. Đặt một thanh nhựa gần một vật đã nhiễm điện. C. Đặt một vật gần nguồn điện. D. Cho một vật tiếp xúc với một cục pin. Câu 2: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí ? A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. Câu 3: Khi khoảng cách giữa hai điện tích điểm trong chân không giảm xuống hai lần thì độ lớn lực Cu-lông: A. tăng 4 lần.B. tăng 2 lần. C. giảm 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 4: Cho hai điện tích có độ lớn không đổi, đặt cách nhau một khoảng không đổi. Lực tương tác giữa chúng sẽ lớn nhất khi đặt trong môi trường ? A. chân không.B. nước nguyên chất. C. không khí ở điều kiện chuẩn. D. dầu hỏa. Câu 5: Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ: A. tăng 3 lần.B. giảm 3 lần. C. tăng 9 lần. D. giảm 9 lần. 6 6 Câu 6: Hai điện tích điểm q1 3.10 C và q2 3.10 C đặt trong chân không ( = 1) cách nhau một khoảng 3cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó là: A. lực hút với độ lớn F = 45N.B. lực đẩy với độ lớn F = 45N. C. lực hút với độ lớn F = 90N. D. lực đẩy với độ lớn F = 90N. Câu 7: Hai quả cầu nhỏ có điện tích là 10 7 C và 4.10 7 C , tương tác với nhau bằng một lực có độ lớn 0,1N trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là: A. r = 0,6 cm.B. r = 0,6 m. C. r = 6 m. D. r = 6 cm. Câu 8: Khoảng cách giữa một prôtôn và một êlectron là r 5.10 11 m , coi rằng prôtôn và êlectron là các điện tích điểm. Lực tương tác giữa chúng là: A. lực hút với độ lớn F 9,216.10 12 N .B. lực đẩy với độ lớn F 9,216.10 12 N . C. lực hút với độ lớn F 9,216.10 8 N .D. lực đẩy với độ lớn F 9,216.10 8 N . Câu 9: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r 1 = 2cm. Lực đẩy 4 4 giữa chúng là F1 1,6.10 N . Để lực tương tác giữa hai điện tích điểm đó là F2 2,5.10 N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu ? A. r2 = 1,6 m.B. r 2 = 1,6 cm. C. r2 = 1,28 m.D. 1,28 cm. Câu 10: Phát biểu nào sau đây là không đúng ? 2
3. ÔN TẬP CHƯƠNG 1 GV: PHẠM CHÍ NHÂN A. Hạt êlectron là hạt mang điện tích âm, có độ lớn 1,6.10 19 C . B. Hạt êlectron có khối lượng là 9,1.10 31 kg . C. Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion. D. Êlectron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác. Câu 11: Nguyên tử đang có điện tích là – 1,6.10 -19C, khi nhận thêm 2 êlectron thì nó A. là iôn dương. B. vẫn là một iôn âm C. trong hòa về điện D. có điện tích không xác định được. Câu 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron. B. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron. C. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương. D. Theo thuyết êlectron, một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm êlectron. Câu 13: Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Trong quá trình nhiễm điện do cọ xát, êlectron đã chuyển từ vật này sang vật kia. B. Trong quá trình nhiễm điện do hưởng ứng, vật bị nhiễm điện vẫn trung hòa điện. C. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện thì êlectron chuyển từ vật chưa nhiễm điện sang vật nhiệm điện dương. D. Khi cho một vật nhiễm điện dương tiếp xúc với một vật chưa nhiễm điện thì điện tích dương chuyển từ vật nhiễm điện dương sang vật chưa nhiễm điện. Câu 14: Ba quả cầu kim loại tích điện lần lượt là + 3 C, - 7 C, - 4 C. Khi cho chúng tiếp xúc với nhau thì điện tích của hệ là: A. – 8C. B. – 11C. C. + 14 C. D. + 3 C. Câu 15: Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Điện trường tĩnh là do các hạt mang điện đứng yên sinh ra. B. Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó. C. Vectơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với véctơ lực điện tác dụng lên một điện tích đặt tại điểm đó trong điện trường. D. Vectơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với véctơ lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đó trong điện trường. Câu 16: Vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm có chiều A. cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương tại điểm đó B. cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích âm tại điểm đó. C. phụ thuộc độ lớn điện tích thử D. phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Câu 17: Đặt một điện tích dương, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích sẽ chuyển động: A. dọc theo chiều của đường sức điện.B. ngược chiều đường sức điện. C. vuông góc với đường sức điện. D. theo một quỹ đạo bất kỳ. Câu 18: Đặt một điện tích dương, khối lượng nhỏ vào một điện trường đều rồi thả nhẹ. Điện tích sẽ chuyển động: A. dọc theo chiều của đường sức điện.B. ngược chiều đường sức điện. C. vuông góc với đường sức điện. D. theo một quỹ đạo bất kỳ. Câu 19: Phát biểu nào sau đây về các tính chất của đường sức điện là không đúng ? A. Tại một điểm trong điện trường ta có thể vẽ một đường sức đi qua. B. Các đường sức là các đường cong kín. C. Các đường sức không bao giờ cắt nhau. D. Các đường sức luôn xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Câu 20: Điện trường là: A. môi trường không khí bao quanh điện tích. B. môi trường chứa các điện tích. C. môi trường bao quanh các điện tích, gắn liền với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. D. môi trường dẫn điện. Câu 21: Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho A. thể tích vùng có điện trường là lớn hay nhỏ. B. điện trường tại điểm đó về phương diện dự trữ năng lượng. 3
4. ÔN TẬP CHƯƠNG 1 GV: PHẠM CHÍ NHÂN C. tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó D. tốc độ dịch chuyển của điện tích tại điểm đó. Câu 22: Trong các đơn vị sau, đơn vị của cường độ điện trường là: A. V/m2.B. V.m.C. V/m.D. V.m 2. Câu 23: Một điện tích điểm mang điện âm, điện trường tại một điểm mà nó gây ra có chiều: A. hướng về phía nó.B. hướng ra xa nó. C. phụ thuộc vào độ lớn của nó. D. phụ thuộc vào điện môi xung quanh. Câu 24: Nếu khoảng cách từ điện tích tới điểm ta đang xét tăng lên 2 lần thì cường độ điện trường: A. giảm 2 lần.B. giảm 4 lần. C. tăng 2 lần. D. tăng 4 lần. Câu 25: Đường sức điện cho biết: A. độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích đặt trên đường sức ấy. B. độ lớn của điện tích sinh ra điện trường được biểu diễn bằng đường ấy. C. độ lớn điện tích thử đặt trên đường sức ấy. D. hướng của lực điện tác dụng lên điện tích điểm đặt trên đường sức ấy. Câu 26: Đặt một điện tích q = - 1  C tại một điểm, nó chịu một lực điện 1mN có hướng từ trái sang phải. Cường độ điện trường có độ lớn và hướng là: A. 1000V/m, từ trái sang phải B. 1000V/m, từ phải sang trái C. 1V/m, từ trái sang phải D. 1V/m, từ phải sang trái. Câu 27: Một điện tích đặt tại điểm có cường độ điện trường là 0,16V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.10 4N. Độ lớn điện tích đó là bao nhiêu ? A. q 8.10 6 C .B. q 12,5.10 6 C .C. q 1,25.10 3 C . D. q 12,5C . Câu 28: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích Q 5.10 9 C , tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng 10cm có độ lớn của cường độ điện trường là bao nhiêu ? A. E = 0,450V/m.B. E = 0,225V/m. C. E = 4500V/m. D. E = 2250V/m. Câu 29: Một điện tích q = - 1  C đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1m có độ lớn và hướng là: A. 9000V/m, hướng về phía nó. B. 9000V/m, hướng ra xa nó. C. 9.109V/m, hướng về phía nó. D. 9.109V/m, hướng ra xa nó. 9 9 Câu 30: Hai điện tích điểm q1 5.10 C và q2 5.10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm trong chân không. Độ lớn của cường độ điện trường tại trung điểm của AB là bao nhiêu ? A. E = 18000V/m.B. E = 36000V/m. C. E = 1800V/m. D. E = 0V/m. Câu 31: Tại một điểm có 2 cường độ điện trường thành phần vuông góc với nhau và có độ lớn 3000V/m và 4000V/m. Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp là: A. 1000V/m B. 7000V/m C. 5000V/m D. 6000V/m. Câu 32: Công của lực điện trường không phụ thuộc vào A. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi. B. cường độ của điện trường. C. hình dạng của đường đi. D. độ lớn điện tích dịch chuyển. Câu 33: Công của lực điện trường di chuyển một điện tích 1 C dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000V/m trên quãng đường dài 1m là: A. 1000J B. 1J C. 1mJ D. 1 J Câu 34: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 2 C ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000V/m trên quãng đường dài 1m là: A. 2000J B. – 2000J. C. 2mJ D. - 2mJ. Câu 35: Công của lực điện trường di chuyển quãng đường 1m một điện tích 10 C vuông góc với các đường sức điện trong một điện trường đều cường độ 106V/m là: A. 1J B. 1000J C. 1mJ D. 0. Câu 36: Mối liên hệ giữa hiệu điện thế UMN và hiệu điện thế UNM là ? 1 1 A. UMN UNM .B. UMN UNM .C. UMN .D. UMN . UNM UNM Câu 37: Hai điểm M và N nằm trên cùng một đường sức điện của điện trường đều có cường độ điện trường là E, hiệu điện thế giữa M và N là U MN, khoảng cách MN = d. Công thức nào sau đây không đúng ? 4
5. ÔN TẬP CHƯƠNG 1 GV: PHẠM CHÍ NHÂN A A. U V V .B. U Ed . C. U MN .D. E U d . MN M N MN MN q MN Câu 38: Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 2m. Độ lớn cường độ điện trường là 1000V/m. Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là: A. 500V B. 1000V C. 1500V D. 2000V. Câu 39: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U MN = 1V. Công của lực 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 1J .D. A 1J . Câu 40: Công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế U = 2000V và A = 1J. 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 41: Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của điện trường. B. phương chiều của cường độ điện trường. C. khả năng sinh công của điện trường. D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường. Câu 42: Một điện tích q = 2C chạy từ điểm M có điện thế V M = 10V đến điểm N có điện thế VN = 4V, N cách M một khoảng 5cm. Công của lực điện là bao nhiêu ? A. 10J.B. 20J. C. 8J. D. 12J. Câu 43: Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 4cm có một hiệu điện thế không đổi 200V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là A. 5000V/m B. 50V/m C. 800V/m D. 80V/m. Câu 44: Tụ điện là: A. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và găn cách nhau bằng một lớp cách điện. B. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và găn cách nhau bằng một lớp dẫn điện. C. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt tiếp xúc và được bao bọc bằng điện môi. D. hệ thống gồm hai vật dẫn đặt cách nhau một khoảng rất xa. Câu 45: Để tích điện cho tụ điện ta phải: A. mắc vào hai bản tụ điện một hiệu điện thế.B. cọ xát các bản tụ điện với nhau. C. đặt tụ điện gần vật nhiễm điện.D. đặt tụ điện gần nguồn điện. Câu 46: Phát biểu nào dưới đây về tụ điện là không đúng ? A. Điện dung đặc trưng cho khả năng tích điện cho tụ điện. B. Điện dung của tụ điện càng lớn thì tích được điện lượng càng lớn. C. Điện dung của tụ điện có đơn vị là Fara. D. Hiệu điện thế càng lớn thì điện dung của tụ điện càng lớn. Câu 47: Công thức nào sau đây là công thức tính điện dung của tụ điện ? Q U A. C Q.U .B. C .C. C .D. C Q.U2 . U Q Câu 48: Giá trị điện dung 1nF có giá trị bằng: A. 10 9 F .B. 10 12 F . C. 10 6 F .D. 10 3 F . Câu 49: Một tụ điện có điện dung 500pF được mắc vào một hiệu điện thế 100V. Điện tích của tụ điện là: A. Q 5.104 C .B. Q 5.104 nC . C. Q 5.10 2 C .D. Q 5.10 4 C . Câu 50: Một tụ điện có điện dung 2F. Khi đặt một hiệu điện thế 4V vào hai bản của tụ điện thì điện tích của tụ điện là: A. 2.10 6 C .B. 16.10 6 C. C. 4.10 6 C .D. 8.10 6 C . Câu 51: Đặt vào hai đầu tụ điện một hiệu điện thế 10V thì điện tích của tụ điện là 20.10 9 C . Điện dung của tụ điện là: A. 2F.B. 2nF. C. 2pF. D. 2mF. Câu 52: Giữa hai bản tụ phẳng cách nhau 1cm có một hiệu điện thế 10V. Cường độ điện trường đều trong lòng tụ là A. 100 V/m B. 1kV/m C. 10V/m D. 0,01V/m. 5