Công thức tính bài tập chương điện tích điện trường
|
Điện tích \(q = {10^{ - 8}}C\) di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường E = 300 V/m, \(\overrightarrow E //BC\). Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác. Show Hướng dẫn giải Công của lực điện trường khi di chuyển trên các cạnh là: \({A_{AB}} = qE.AB.\cos {120^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1.\left( { - 0,5} \right)\\ = - 1,{5.10^{ - 7}}J\) \({A_{BC}} = qE.BC.\cos {0^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1\\ = {3.10^{ - 7}}J\) \({A_{CA}} = qE.AC.\cos {60^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1.0,5\\ = 1,{5.10^{ - 7}}J\) Dạng 2: Tìm điện thế - hiệu điện thế Sử dụng các công thức sau: - Điện thế: \({V_M} = \frac{{{A_{M\infty }}}}{q}\) Điện thế tại một điểm gây bởi điện tích q: \({V_M} = k\frac{q}{{\varepsilon r}}\) Điện thế do nhiều điện tích gây ra: \(V = {V_1} + {V_2} + ... + {V_M}\) Lưu ý: Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng (bằng 0) - Hiệu điện thế: \({U_{MN}} = \frac{{{A_{MN}}}}{q} = {V_M} - {V_N}\) - Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều: \(E = \frac{U}{d}\) Lưu ý: Trong điện trường, vecto cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. Bài tập ví dụ: Cho ba bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song như hình vẽ, cho d1 = 5 cm và d2 = 8 cm. Các bản được tích điện và điện tường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn: \({E_1} = {4.10^4}V/m,{E_2} = {5.10^4}V/m\). Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế \({V_B},{V_C}\) của hai bản B,C. Hướng dẫn giải Từ hình vẽ ta thấy \(\overrightarrow {{E_1}} \) hướng từ A đến B nên ta có: \({U_{AB}} = {V_A} - {V_B} = {E_1}.{d_1}\) Chọn gốc điện thế tại A => \({V_A} = 0\) \( \Rightarrow {V_B} = {V_A} - {E_1}{d_1} = 0 - {4.10^4}{.5.10^{ - 2}} = - 2000V\) \(\overrightarrow {{E_2}} \) hướng từ C đến B nên ta có: \({U_{CB}} = {V_C} - {V_B} = {E_2}{d_2} \\\Leftrightarrow {V_C} = {V_B} + {E_2}{d_2} \\= - 2000 + {5.10^4}{.8.10^{ - 2}} = 2000V\) Dạng 3: Chuyển động của điện tích trong điện trường đều Khi hạt mang điện bay vào trong điện trường với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) vuông góc với các đường sức điện. Hạt chịu tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với \(\overrightarrow {{v_0}} \). Qũy đạo của hạt là một phần của đường parabol. 1. Gia tốc của điện tích: Độ lớn gia tốc: \(a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{{\left| q \right|E}}{m} = \dfrac{{\left| q \right|U}}{{m.d}}\) Trong đó: m: khối lượng của điện tích (kg); q: điện tích (C); U: hiệu điện thế (V) d: khoảng cách giữa hai điểm dọc theo đường sức (m) E: cường độ điện trường (V/m) 2. Chuyển động của điện tích dọc theo đường sức điện trường. Chuyển động của điện tích dọc theo điện trường đều là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Áp dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều: \(v = {v_0} + at;s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2};{v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}s\) 3. Chuyển động của điện tích vuông góc với đường sức điện trường. Chuyển động của điện tích được coi như chuyển động ném ngang với vận tốc ban đầu v0 Phương trình chuyển động: \(\left\{ \begin{array}{l}x = {v_0}t\\y = \frac{1}{2}a{t^2}\end{array} \right.\)=> phương trình quỹ đạo \(y = \frac{{a{x^2}}}{{2v_0^2}}\) 4. Chuyển động của điện tích hợp với đường sức góc \(\alpha \) Chuyển động của điện tích được coi như chuyển động ném xiên với vận tốc v0 hợp với phương ngang góc \(\alpha \) Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_x} = {v_0}\cos \alpha ;{v_y} = {v_0}\sin \alpha \\x = ({v_0}\cos \alpha )t;y = ({v_0}\sin \alpha )t + \frac{1}{2}a{t^2}\end{array} \right.\) Bài viết Cách tính cường độ điện trường tại một điểm với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách tính cường độ điện trường tại một điểm. Cách tính cường độ điện trường tại một điểm (hay, chi tiết)A. Phương pháp & Ví dụ- E→M có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điểm Q với điểm M - E→M có chiều đi ra nếu Q dương, có chiều đi vào nếu Q âm - Độ lớn Quảng cáo Ví dụ 1: Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M trong không khí cách điện tích điểm q = 2.10-8 C một khoảng 3 cm. Hướng dẫn: + q > 0 nên véctơ E có gốc đặt tại M, chiều đi ra xa điện tích q + Độ lớn V/m. Ví dụ 2: Một điện tích q trong nước (ε = 81) gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 26 cm một điện trường E = 1,5.104 V/m. Hỏi tại điểm N cách điện tích q một khoảng r = 17 cm có cường độ điện trường bằng bao nhiêu? Hướng dẫn: Do → EM ≈ 3,5.104 V/m. Quảng cáo Ví dụ 3: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q > 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36 V/m, tại B là 9 V/m.
Hướng dẫn:
⇒ EM = 16 V/m
F = |q0|E = 0,16 N, ngược hướng với véctơ E. Ví dụ 4: Một electron có q = -1,6.10-19 C và khối lượng của nó bằng 9,1.10-31 kg. Xác định độ lớn gia tốc a mà e thu được khi đặt trong điện trường đều E = 100 V/m. Quảng cáo Hướng dẫn: Ta có: F = |q|E = ma → a = \= 1,785.10-3 m/s2. B. Bài tậpBài 1: Một điện tích điểm dương Q trong chân không gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 30 cm, một điện trường có cường độ E = 30000V/m. Độ lớn điện tích Q bằng bao nhiêu? Lời giải: Bài 2: Một điện tích q trong dầu gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 10 cm một điện trường E = 25.104 V/m. Hỏi tại N cường độ điện trường 9.104 V/m cách điện tích khoảng bằng bao nhiêu? Lời giải: Do → rN ≈ 16,7 cm Quảng cáo Bài 3: Điện tích điểm q = -3.10-6 được đặt tại điểm mà tại đó điện trường có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống và cường độ điện trường . Xác định phương, chiều và độ lớn của lực tác dụng lên điện tích q ? Lời giải: Ta có: F→ \= qE→ ⇒ F = |q|E = 0,036 N Do q < 0 nên lực F→ có phương thẳng đứng chiều ngược với chiều của E→ Do đó F = 0,036 N, có phương thẳng đứng, chiều hướng từ dưới lên trên. Bài 4: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q < 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 49 V/m, tại B là 16 V/m.
Lời giải:
Mà → EM ≈ 26 V/m. Do q < 0 → E hướng vào điện tích q.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Săn SALE shopee tháng 12:
ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 11Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85 Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS. Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube: Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
