Bài tập Vật lý Lớp 11: Điện tích, định luật Culong

Nội dung text: Bài tập Vật lý Lớp 11: Điện tích, định luật Culong

1. BÀI TẬP ĐIỆN TÍCH, ĐỊNH LUẬT CULONG 8 8 Bài 1. Hai điện tích q1 2.10 C , q 2 10 C đặt cách nhau 20cm trong không khí. Xác định độ lớn và vẽ hình lực tương tác giữa chúng? ĐS: 4,5.10 5 N 6 6 Bài 2. Hai điện tích q1 2.10 C , q 2 2.10 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Lực tương tác giữa chúng là 0,4N. Xác định khoảng cách AB, vẽ hình lực tương tác đó.ĐS: 30cm Bài 3. Hai điện tích đặt cách nhau một khoảng r trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là 2.10 3 N. Nếu với khoảng cách đó mà đặt trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng là 10 3 N. a/ Xác định hằng số điện môi của điện môi. b/ Để lực tương tác giữa hai điện tích khi đặt trong điện môi bằng lực tương tác khi đặt trong không khí thì phải đặt hai điện tích cách nhau bao nhiêu? Biết trong không khí hai điện tích cách nhau 20cm.ĐS:  2 ; 14,14cm. Bài 4. Trong nguyên tử hiđrô (e) chuyển động tròn đều quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn có bán kính 5.10 -9 cm. a. Xác định lực hút tĩnh điện giữa (e) và hạt nhân. b. Xác định tần số của (e) Bài 6. Trong chân không đặt 2 electron (e) (coi như 2 điện tích điểm) cách nhau 5.10 -9 cm. Cho biết điện tích của -19 mỗi e là qe = -1,6.10 C. a. 2 điện tích này tương tác với nhau như thế nào? b.Tìm lực tương tác giữa chúng ? Hãy so sánh lực tĩnh điện này với lực hấp dẫn giữa 2 e ? c.Nếu cho 2 e này vào dầu lửa thì lực tương tác giữa chúng sẽ thay đổi như thế nào? ( =2,1) d.Nếu khoảng cách giữa 2 e tăng lên 2.10-6 cm, thì lực tương tác giữa chúng tăng hay giảm ? -7 Bài 7. Hai điện tích điểm dương q 1 và q2 có cùng độ lớn điện tích là 8.10 C được đặt trong không khí cách nhau 10 cm. a. Hãy xác định lực tương tác giữa hai điện tích đó. b. Đặt hai điện tích đó vào trong môi trường có hằng số điện môi là  = 2 thì lực tương tác giữa chúng sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa chúng là không đổi (bằng lực tương tác khi đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa chúng khi đặt trong môi trường có hằng số điện môi  =2 là bao nhiêu ? -10 Bài 8. Hai điện tích điểm q1 = q2 = 5.10 C đặt trong không khí cách nhau một đoạn 10 cm. a. Xác định lực tương tác giữa hai điện tích? b. Đem hệ hai điện tích này đặt vào môi trường nước ( = 81), hỏi lực tương tác giữa hai điện tích sẽ thay đổi thế nào ? Để lực tương tác giữa hai điện tích không thay đổi (như đặt trong không khí) thì khoảng cách giữa hai điện tích là bao nhiêu? Bài 9. Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50 µC; quả cầu B mang điện tích – 2,40 µC. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa chúng ra cách nhau 1,56 cm. Tính lực tương tác điện giữa chúng. Bài 10. Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau, mang điện tích như nhau q đặt cách nhau một khoảng R, chúng đẩy nhau một lực có độ lớn 6,4 N. Sau khi cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra một khoảng 2R thì chúng đẩy nhau một lực bao nhiêu ? Bài 11. Hai quả cầu kim loại giống nhau, được tích điện 3.10 -5 C và 2.10-5 C. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đặt cách nhau một khoảng 1m. Lực điện tác dụng lên mỗi quả cầu có độ lớn là bao nhiêu? Bài 12. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau d= 30cm trong không khí thì lực tương tác giữa chúng là F .Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác này yếu đi 2,25 lần.Vậy cần dịch chúng lại một khoảng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng vẫn là F . 7 7 Bài 13. Cho hai điện tích điểm q1 2.10 C;q2 3.10 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau 7 5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo 2.10 C trong hai trường hợp: a/ qo đặt tại C, với CA = 2cm; CB = 3cm. b/ qo đặt tại D với DA = 2cm; DB = 7cm. ĐS: a/ Fo 1,5N ; b/ F 0,79N .
2. 8 8 Bài 14. Hai điện tích điểm q1 3.10 C;q2 2.10 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 5cm. Điện 8 tích qo 2.10 C đặt tại M, MA = 4cm, MB = 3cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo .ĐS: 3 Fo 5,23.10 N . 7 Bài 15. Trong chân không, cho hai điện tích q1 q2 10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm. Tại điểm C 7 nằm trên đường trung trực của AB và cách AB 5cm người ta đặt điện tích q o 10 C . Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên qo. ĐS: Fo 0,051N . -6 Bài 16. Có 3 diện tích điểm q1 =q2 = q3 =q = 1,6.10 c đặt trong chân không tại 3 đỉnh của một tam giác đều ABC cạnh a= 16 cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích. -7 -7 -6 Bài 17. Ba quả cầu nhỏ mang điện tích q 1 = 6.10 C,q2 = 2.10 C,q3 = 10 C theo thứ tự trên một đường thẳng nhúng trong nước nguyên chất có  = 81 Khoảng cách giữa chúng là r 12 = 40cm,r23 = 60cm.Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi quả cầu. -7 -7 Bài 18. Cho 2 điện tích điểm q 1 = -10 C ,q2 =5.10 đặt tại hai điểm A và B trong chân không cách nhau AB= -7 5cm.a , Xác định lực điện tác dụng lên điện tích q 0 = 10 C đặt tại điểm C cách A là 3cm,cách B là 2 cm.b, Xác định lực điện tác dụng lên điện tích q = 10 -7 C đặt tai D sao cho DA= 3 cm,DB = 4 cm -8 -8 Bài 19. Hai điện tích q1 = 8.10 C, q2 = -8.10 C đặt tại A và B trong không khí (AB = 10 cm). Xác định lực tác -8 dụng lên q3 = 8.10 C , nếu: a. CA = 4 cm, CB = 6 cm. b. CA = 14 cm, CB = 4 cm. c. CA = CB = 10 cm.d. CA=8cm, CB=6cm. -9 -9 Bài 20. Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10 C, q2 = q3 = -8.10 C tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 6 cm trong -9 không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q0 = 6.10 C đặt ở tâm O của tam giác. -7 -7 -7 Bài 21. Ba điện tích điểm q1 = -10 C, q2 = 5.10 C, q3 = 4.10 C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí, AB = 5 cm. AC = 4 cm. BC = 1 cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích. -8 -8 -8 Bài 22. Ba điện tích điểm q1 = 4. 10 C, q2 = -4. 10 C, q3 = 5. 10 C. đặt trong không khí tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 2 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ? -19 Bài 23. Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 1,6. 10 C. đặt trong chân không tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh 16 cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3 ? -8 -8 -7 Bài 24. Ba điện tích điểm q1 = 27.10 C, q2 = 64.10 C, q3 = -10 C đặt trong không khí lần lượt tại ba đỉnh của một tam giác vuông (vuông góc tại C). Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm.Xác định vectơ lực tác dụng lên q3. -8 -8 Bài 25. Hai điện tích q1 = -4.10 C, q2 = 4. 10 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một khoảng 4 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên điện tích q = 2.10-9 C khi: a. q đặt tại trung điểm O của AB. b. q đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm. -7 -8 -8 Câu 26: Ba điện tích điểm q1 = -10 C, q2 = 5.10 C, q3 = 4.10 C lần lượt đặt tại A, B, C trong không khí. Biết AB = 5cm, AC = 4cm, BC = 1cm. Tìm lực tác dụng lên điện tích q3. ĐS: F hướng từ C A, độ lớn F = 20,25.10-2N -8 -8 -8 Câu 27: Ba điện tích điểm q 1 = 4.10 C, q2 = -4.10 C, q3 = 5.10 C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều cạnh a = 2cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3. ĐS: F Z Z AB , độ lớn F = 4,5.10-2N -19 Câu 28: Ba điện tích điểm q 1 = q2 = q3 = q = 1,6.10 C đặt trong chân không tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều cạnh a = 16cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q . 3 ĐS: F có phương  AB, độ lớn F = 93 .10-27N -8 -8 -7 Câu 29: Ba điện tích điểm q1 = 27.10 C, q2 = 64.10 C, q3 = -10 C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác vuông tại C. Biết AC = 30cm, BC = 40cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3. ĐS: F hướng từ C O trung điểm của AB , độ lớn F = 45.10-4N -9 -9 Câu 30: Ba điện tích điểm q1 = 6.10 C, q2 = q3 = -8.10 C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác -9 đều cạnh a = 6cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q0 = 8.10 C tại tâm của tam giác. ĐS: F có phương  BC hướng từ A BC , độ lớn F = 8,4.10- 4N
3. Câu 31*: Bốn điện tích giống nhau đặt ở 4 đỉnh của một tứ diện đều cạnh a. Tìm độ lớn lực điện tác dụng lên mỗi điện tích q2 ĐS: F = 6.k. a 2 * -6 -6 Câu 20 : Có hai điện tích q1 = + 2.10 (C), q2 = - 2.10 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách nhau -6 một khoảng 6 (cm). Một điện tích q 3 = + 2.10 (C), đặt trên đương trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm). Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 ĐS: F = 17,28 (N). II. BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ Bài 1: Khoảng cách giữa một prôton và một êlectron là r = 5.10-9 (cm), coi rằng prôton và êlectron là các điện tích điểm. Tính lực tương tác giữa chúng ĐS: F = 9,216.10-8 (N). Bài 2: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r = 2 (cm). Lực đẩy giữa chúng là F = 1,6.10-4 (N). Tính độ lớn của hai điện tích. -9 ĐS: q1 = q2 = 2,67.10 (C). Bài 3: Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng r 1 = 2 (cm). Lực đẩy giữa chúng -4 -4 là F1 = 1,6.10 (N). Để lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng F 2= 2,5.10 (N) Tính khoảng cách giữa hai điện tích khi đó. ĐS: r2 = 1,6 (cm). Bài 4: Hai điện tích điểm q1 = +3 ( C) và q2 = -3 (  C),đặt trong dầu ( = 2) cách nhau một khoảng r = 3 (cm). Lực tương tác giữa hai điện tích đó là: ĐS: lực hút với độ lớn F = 45 (N). Bài 5: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước ( = 81) cách nhau 3 (cm). Lực đẩy giữa chúng bằng 0,2.10-5 (N). Hai điện tích đó ĐS: cùng dấu, độ lớn là 4,025.10-3 ( C). Bài 6: Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10 -7 (C) và 4.10-7 (C), tương tác với nhau một lực 0,1 (N) trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là: ĐS: r = 6 (cm). -6 -6 Bài 7: Có hai điện tích q 1 = + 2.10 (C), q2 = - 2.10 (C), đặt tại hai điểm A, B trong chân không và cách nhau -6 một khoảng 6 (cm). Một điện tích q 3 = + 2.10 (C), đặt trên đương trung trực của AB, cách AB một khoảng 4 (cm). Độ lớn của lực điện do hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 bao nhiêu. ĐS: F = 17,28 (N). Bài 8: Cho hai điện tích dương q 1 = 2 (nC) và q2 = 0,018 ( C) đặt cố định và cách nhau 10 (cm). Đặt thêm điện tích thứ ba q0 tại một điểm trên đường nối hai điện tích q1, q2 sao cho q0 nằm cân bằng. Xác định vị trí của q0. ĐS: cách q1 2,5 (cm) và cách q2 7,5 (cm). -2 -2 Bài 9: Hai điện tích điểm q1 = 2.10 ( C) và q2 = - 2.10 (ỡC) đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn a = 30 -9 (cm) trong không khí. Lực điện tác dụng lên điện tích q 0 = 2.10 (C) đặt tại điểm M cách đều A và B một khoảng bằng a có độ lớn là: ĐS: F = 4.10-6 (N).