Giáo án giảng dạy bộ môn Vật lý 11 - Chủ đề 1: Điện tích – định luật culông

Chủ đề 1: ĐIỆN TÍCH – ĐỊNH LUẬT CULÔNG
I./ Kiến thức cần nhớ:
Hai loại điện tích. Sự nhiễm điện của các vật.
Hai loại điện tích:	+ Điện tích dương.
	+ Điện tích âm.
- Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu thì hút nhau.	
Sự nhiễm điện của các vật.
Nhiễm điện do cọ xát.
Nhiễm điện do tiếp xúc.
Nhiễm điện do hưởng ứng.
Định luật Cu-lơng:
Nội dung: (Sgk)
Biểu thức: Trong đĩ: + k = 9.109Nm2 /C2 : hệ số tỉ lệ.
 + r : khoảng cách giữa hai điện tích điểm.
	 + q1, q2 : độ lớn của hai điện tích điểm.
r
r
Biểu diễn: 
q2<0
q1>0
q2>0
q1>0
Lực tương tác của các điện tích trong điện mơi (chất cách điện).
II./ BÀI TẬP.
 Bài 1:Cho 2 điện tích , đặt cách nhau 2cm trong khơng khí .Tính lực tương tác giữa hai điện tích đĩ.
Bài 2: Hai điện tích điểm bằng nhau, đặt trong chân khơng, cách nhau 1 khoảng . Lực đẩy giữa chúng là .
Tìm độ lớn của các điện tích đĩ.
Khoảng cách giữa chúng phải bằng bao nhiêu để lực tác dụng giữa chung là.
Bài 3: Cho 2 điện tích đặt cách nhau một khoảng 30cm trong khơng khí, lực tác dụng lên chúng là F. Nếu đặt chúng trong dầu thì lực này yếu đi 2,25 lần. Vậy cần dịch chuyển chung một khoảng bao nhiêu để lực tác dụng vẫn là F.
Bài 4: Cho 2 điện tích diểm đặt tại hai điểm A và B trong chân khơng cách nhau 5cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm đạt tại điểm C sao cho CA=3cm; CB=4cm.
Bài 5: Cĩ 3 điện tích đặt trong chân khơng ở 3đỉnh của tam giác đều cạnh a=16cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên mỗi điện tích điểm.
Bài 6: Cho hai quả cầu nhỏ giống hệt nhau đặt cách nhau một đoạn r = 10cm. Đầu tiên hai quả cầu này tích điện trái dấu, chúng hút nhau với một lực Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa lại vị trí cũ thì chúng đẩy nhau bằng một lực . Tìm điện tích mỗi quả cầu trước khi chúng tiếp xúc nhau.
Bài 7: Hai vật nhỏ tích điện đặt cách nhau 3m trong chân khơng thì hút nhau bằng một lực Điện tích tổng cộng hai vật là . Tìm điện tích mỗi vật.
Bài 8: Hai quả cầu nhỏ giống nhau , cùng khối lượng m , điện tích q được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây mảnh. Do lực đẩy tĩnh điện hai quả cầu tách xa nhau 3cm. Xác định gĩc lệch của các sợi dây. Biết 
 m = 100g, 
Bài 9: cho hai điện tích điểm q1=-q2=4.10-8Cđược đặt cố định trong chân không tại hai điểm A và B cách nhau 20cm. Hãy xác định lực tác dụngk lênđiện tích q3=2.10-8C đặt tại:
M là trung điểm của AB.
N nằm trên đường trung trực của AB và cách AB một đoạn 10cm.
ĐS: a. F = 2,88.10-3N; b. F = 1,02.10-3N
Bài 10: Ở mỗi đỉnh của một hình vuôngcó một điện tích điểm dương tự do q = 2.10-9C. Hỏi phải đặt thyêm điện tích điểm q0 bằng bao nhiêu vào tâm hình vuông để hệ điện tích đứng yên?
ĐS: 1,91.10-9C.
Bài 11: Cho ba điện tích q1 = q2 = q3=10-9C đặt tại ba đỉnh A, B, C của tam gáic đều cạnh a =10cm.
tính lực tác dung lên mỗi điện tích.
Hỏi phải đặt điện tích q0 ở đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ thống đứng cân bằng.
ĐS: a. F = 1,56.10-6N; b. q0 = - 0,58.10-9C; đặt tại trọng tâm tam giác.
Bài 12**: Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1, q2, được treo vào chung một điểm 0 bằng hai sợi chỉ mảnh, không dãn dài bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa hai dây treo là 600. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi thả ra thì đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa dây treo bây giờ là 900. Tính tỉ số q1/q2
ĐS: 11,77; 0,085.
Bài 13: Hai điện tích điểm giống nhau cách nhau một khoảng 5cm đặt trong chân không. Lực tương tác giữa chúng là F1=1,8.10-4N.
Tìm độ lớn điện tích q1,q2.
Tính khoảng cách giữa hai điện tíchnếu lực tương tác giữa chúng là F2 =12,5.10-5N
Nhúng hai điện tích vào dầu hoả có 2,1. Tìm khoảng cách giữa chúng đẻ lực tương tác vẫn là F2.
 ĐS: a. q = ± 5 2 .10-9C; b. r = 0,06 m; c. rc =0,04m.
**Hết**
Chủ đề 2: ĐIỆN TRƯỜNG
I. Kiến thức cần nhớ:
Điện trường:
a) Khái niệm điện trường: là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh các điện tích.
Tính chất cơ bản của điện trường: Tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nĩ.
Cường độ điện trường:
a) Định nghĩa: (sgk).
b) Biểu thức: Đơn vị: E(V/m) 
Nếu q > 0:cùng phương, cùng chiều với;
Nếu q < 0:cùng phương, ngược chiều với
Đường sức điện:
a) Định nghĩa: (sgk).
b) Các tính chất của đường sức điện: (sgk)
Điện phổ: (sgk)
Điện trường đều : (sgk)
Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song và cách đều nhau.
Điện trường của một điện tích điểm: 
Nếu Q > 0 : hướng ra xa điện tích, nếu Q < 0 : hướng lại gần điện tích.
Nguyên lí chồng chất điện trường: (sgk) 
II./ BÀI TẬP
Câu 1: Cã tam gi¸c vu«ng c©n ABC ( t¹i A), ®Ỉt t¹i B vµ C c¸c ®iƯn tÝch q1= 2q vµ q2= - q. Cho AB = a,m«i tr­êng ch©n kh«ng.
 a. C­êng ®é ®iƯn tr­êng t¹i A 
 b. C­êng ®é ®iƯn tr­êng t¹i trung ®iĨm M cđa CB 
Câu 2: T¹i c¸c ®Ønh cđa h×nh vu«ng ABCD cã c¹nh b»ng a, ®Ỉt c¸c ®iƯn tÝch q1, q2, q3, q4. Hãy tính:
C­êng ®é ®iƯn tr­êng t¹i t©m h×nh vu«ng khi q1 = q2 = q3= q4 = q 
C­êng ®é ®iƯn tr­êng t¹i t©m h×nh vu«ng khi q1 = q2 = q ; q3= q4 = - q 
Câu 3. TÝnh gia tèc mµ electron thu ®­ỵc khi nã n»m trong ®iƯn tr­êng ®Ịu cã E = 103V/m. 
 Cho qe= - 1,6.10 – 19C vµ me= 9.10 – 31kg
Câu 4: Mét qu¶ cÇu cã khèi l­ỵng m = 12g, tÝch ®iƯn q ®­ỵc treo ë trong 1 ®iƯn tr­êng ®Ịu cã ph­¬ng ngang, cã E = 10003 V/m. Khi qu¶ cÇu ë tr¹ng th¸i c©n b»ng th× d©y treo nã hỵp víi ph­¬ng th¼ng ®øng 1 gãc α = 30 0, lÊy g = 10m/s2. Tính:
 a. §iƯn tÝch cđa qu¶ cÇu 
 b. Lùc c¨ng cđa d©y treo 
Câu 5. §Ỉt t¹i A vµ B c¸c ®iƯn tÝch q1 vµ q2 cho q1 + q2 = 11.10 – 8 (C), cho AB = 4cm. §iĨm M ë trªn AB vµ c¸ch A 20cm vµ c¸ch B lµ 24cm. C­êng ®é ®iƯn tr­êng t¹i M triƯt tiªu. TÝnh q1 vµ q2
Câu 6: tại hai đỉnh M, P (đối diện nhau) của một hình vuông MNPQ cạnh a, đặt hai điện tích điểm qM=qp=-3.10-6C. Phải đặt tại Q một điện tích q bằg bao nhiêu để điện trường gây bởi hệ ba điện tích này tại N triệt tiêu?
ĐS: q = 6căn2.10-6C
Câu 7: Cho điện tích dương q1=24.10-8C và q2 đặt trong không khí tại hai điểm A và B cách nhau 50cm. Xét điểm C lần lượt cách A,B là 30cm và 40cm.
Để tìm cường độ dòng điện tổng hợp tai C song song với AB thì q2 phải có dấu và độ lớn như thế nào?
Để cường độ dòng điện tổng hợp tại C vuông góc với AB thì q2 phải có dấu và độ lớn như thế nào?
Muốn cường độ điện trường tại C bằng 0 thì phải đặt thêm điện tích q3 trên AB và có giá trị như thế nào?
ĐS: a. q2= -32.10-8C; b. q2= 18.10-8C; c. q3= -16,64.10-8C
Câu 8: Ba điện tích điểm q1=9.10-7C nằm tại điểm A; q2=9.10-7C nằm tại điểm B và q3nằm tại C. Hệ thống nằm cân bằng trong một chất lỏng có hằng số điện môi bằng 2. Khoảng cách AB = 30cm.
Xác định q3 và khoảng cách AC.
Xác định độ lớn của cường độ điện trường tại các điểm A, B và C.
ĐS: a. q3= -2.10-7C; AC = 10cm; b. EA=EB=EC=0
Câu 9: Một hạt bụi có điện tích âm và có khối lượng m = 10-11kg nằm cân băng trong điện trường đều có phương thẳng đứng hướng xuống và có cường độ E = 2000V/m.
Tính điện tích hạt bụi.
Hạt bụi tích thêm một lượng điện tích bằng với điện tích của 6.106 êlectron. Muốn hạt bụi vẫn nằm can bằng thì cường độ điện trường phải bằng bao niêu? Cho me =9.1.10-31kg, g=10m/s2.
ĐS: a. q=-5.10-14C; b. E=99V/m
Câu 10: Có hai điện tích q1=5.10-9C, q2 = -5.10-9C đặt cách nhau 10cm trong chân không. Xác định véctơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích đó và:
Cách đều hai điện tích.
Cách q1 5cm và q2 15cm.
ĐS: a. E =36000V/m; b. E = 16000V/m.
Câu 11: Cho hai điện tích điểm q1=8.10-8C và q2=2.10-8C đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn r = 18cm. Xác định vị trí của điểm M mà tại đó cường độ điện trường bằng 0.
ĐS: M nằm trong khoảng AB và cách A một khoảng 12cm
Câu 12: Hai điện tích q1 = q2 = q đặt tại A, B(AB = 2a) trong không khí.
Xác định cường độ điện trường tại C tren trung trực của AB cách AB doạn h
Xác định khoảng cách h để cường độ điện trường đạt cực đại. Tính giá trị cực đại này
 ĐS: a. E= 2kqh/(a2+b2)3/2
 b. HD: AD bất đảng thức Côsi suy ra EMmax=4kq/3căn3.a2 khi h =a/căn 2.
Bài 13: Cho hai điểm A và B cùng ở trên một đường sức của điện trường do điện tích điểm q tại O gây ra. Biết độ lớn của cđđt tại A và B lần lượt là E1 và E2 và A ở gần O hơn B. Tính độ lớn cđđt tại M là trung điểm của đoạn AB?
ĐS: 
Bài 14: Quả cầu nhỏ khối lượng m = 0,25 g mang điện tích q = 2,5.10-9 C được treo bằng sợi dây nhẹ, không dãn, cách điện và đặt trong điện trường đều nằm ngang và có độ lớn E = 106 V/m. Lấy g = 10 m/s2. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng?
 ĐS : 
**Hết**
Chủ đề 3: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN – HIỆU ĐIỆN THẾ.
I./ Kiến thức cần nhớ:
Cơng của lực điện:
Điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, cơng của lực điện trường:
 : hình chiếu của MN lên phương của điện truờng.
Cơng của lực điện tác dụng lên điện tích q khơng phụ thuộc dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
=> Vậy điện trường tĩnh là một trường thế.
Khái niệm hiệu điện thế.
Cơng của lực điện và hiệu thế năng của điện tích: AMN = WM – WN 
Hiệu điện thế, điện thế: 
Khái niệm hiệu điện thế: (sgk).
Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế. Điện thế ở mặt đất và ở một điểm xa vơ cùng bằng khơng.
Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: 
 d là khoảng cách giữa hai điểm M’, N’.
II./ Bài tập: 
Bài 1: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C, đặt song song như hình vẽ, d1= 5 cm, d2 = 8 cm. Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là điện trường đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn E1=4.104 V/m, E2 = 5.104 V/m. Chọn mốc điện thế tại bản A, tính điện thế VB và VC của bản B và bản C?
 ĐS: VC = 2.103 (V/m)
Bài 2: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C và ở trong điện trường đều (AC = 4 cm, BC = 3 cm). Véc tơ cường độ điện trường song song với AC , hướng từ A đến C và có độ lớn E=5000 V/m. Hãy tính:
 	 a) UAC , UCB , UAB ?
 	b) Công của lực điện trường khi một electrôn di chuyển từ A đến B ?
Bài 3: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là UMN = 80 V.
a. Tính cơng của lực điện trường khi một electron di chuyển từ M đến N.
b. Tính cơng cần thiết để di chuyển electron từ M đến N.
A
Bài 4: Để di chuyển q = 10-4C từ rất xa vào điểm M của điện trường cần thực hiện cơng A’ = 5.10-5J. Tìm điện thế ở M ( mốc điện thế ở ¥). 
C
H
B
Bài 5: Một điện tích dương q=6.10-3C di chuyển dọc theo cạnh của một tam giác đều, cạnh a=16cm đặt trong điện trường đều E=2.104V/m (hinh vẽ). Tính công của lực điện trường thực hiện để di chuyển điện tích q theo các cạnh AB, BC, CA. Biết véc tơ cường độ điện trường song song với cạnh đường cao AH hướng tứ A đến H. 
ĐS: 
Bài6: Hai bản kim loại phẳng sog song mang điện tích trái dấu đạt cách nhau 2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản là 3000V/m. Sát bản mang điện dương, người ta đặt một hạt mang điện dương có khối lượng m=4,5.10-6g và có điện tích q =1,5.10-2C. Tính:
Công của điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương đến bản âm.
Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm.
Đs: A= 0,9J; v=2.104m/s.