Công của lực điện trường làm di chuyển điện tích thử q trong điện trường, từ điểm M đến N có đặc điểm:

Câu 20:

Hai qủa cầu kim loại nhỏ giống hệt nhau, tích điện Q1 và Q2 đặt tại A và B, lần lượt gây ra tại trung điểm M của AB các điện thế V1 = 100V; V2 = 300V (gốc điện thế ở vô cùng). Nếu cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau, rồi đưa về vị trí cũ thì điện thế tổng hợp tại M bây giờ là:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Gọi r là khoảng cách từ mỗi quả cầu đến điểm M (vì M là trung điểm AB). Điện thế tại M do quả cầu 1 và 2 gây ra lần lượt là:

\(V_1 = k\frac{Q_1}{r} = 100V\) (1)

\(V_2 = k\frac{Q_2}{r} = 300V\) (2)

Điện thế tổng hợp tại M là: \(V = V_1 + V_2 = 100 + 300 = 400V\)

Khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau, điện tích của mỗi quả cầu sau khi tiếp xúc là: \(Q = \frac{Q_1 + Q_2}{2}\)

Điện thế tại M do mỗi quả cầu gây ra lúc này là: \(V' = k\frac{Q}{r} = k\frac{Q_1 + Q_2}{2r} = \frac{V_1 + V_2}{2} = \frac{100 + 300}{2} = 200V\)

Điện thế tổng hợp tại M sau khi hai quả cầu tiếp xúc là: \(V_M = 2V' = 2 \cdot 200 = 400V\)

Vậy đáp án đúng là C. 400 V

Câu 21:

Khi đặt nhẹ nhàng một điện tích điểm q < 0 vào điểm A trong điện trường tĩnh, bỏ qua ma sát, lực cản của môi trường và trọng lực, nó sẽ chuyển động:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Điện tích âm q < 0 sẽ chịu tác dụng của lực điện ngược chiều điện trường. Do đó, khi đặt điện tích âm vào điện trường, nó sẽ chuyển động dọc theo và ngược chiều đường sức điện.

Câu 22:

Điện tích điểm +Q ở tâm đường tròn như hình 4.7. So sánh công A1 và A2 của lực điện trường khi điện tích điểm q < 0 đi theo đường gấp khúc BAC và theo cung BC.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Điện tích q < 0 nên lực điện trường hướng vào tâm. Vì công của lực điện trường chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối nên A1 = A2.

Câu 23:

Có hai điện tích điểm q1 = +2.10^–6 C; q2 = –10^–6 C cách nhau 10 cm. Giữ cố định q1. Khi q2 di chuyển ra xa thêm 90 cm dọc theo đường thẳng nối chúng thì công của lực điện trường là bao nhiêu?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Công của lực điện trường khi q2 di chuyển từ vị trí cách q1 10 cm đến vị trí cách q1 100 cm là:
A = q2.E.d = q2.k.q1.(1/r1 - 1/r2) = -10^-6 * 9*10^9 * 2*10^-6 * (1/0.1 - 1/1) = -0.162 J

Câu 24:

Bắn electron vào điện trường đều E = 20 V/m, với vận tốc v0 = 6.104 m/s theo hướng đường sức điện trường. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực. Quãng đường nó bay được đến lúc dừng lại là:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Electron mang điện tích âm nên khi bay vào điện trường đều theo hướng đường sức, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện ngược chiều với vận tốc ban đầu, làm chậm chuyển động của electron.

* Tính gia tốc:

* Lực điện tác dụng lên electron: F = qE = eE (với e là độ lớn điện tích electron, e = 1,6.10^-19 C)
* Gia tốc của electron: a = F/m = eE/m (với m là khối lượng electron, m = 9,1.10^-31 kg)
* a = (1,6.10^-19 * 20) / (9,1.10^-31) ≈ 3,52.10^12 m/s²

* Tính quãng đường:

* Sử dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường trong chuyển động chậm dần đều: v² - v₀² = 2as
* Khi electron dừng lại, v = 0.
* => s = -v₀² / (2a) = -(6.10^4)² / (2 * 3,52.10^12) ≈ -0,51.10^-3 m. Do quãng đường luôn dương nên s = 0,51.10^-3 m = 0,51 mm
* Đổi đơn vị: 0,51 mm = 5,1.10^-4 m
Vậy đáp án đúng là C. 5,1 mm.

Câu 25:

Ghép thế nào, mấy tụ điện loại 22V–10μF để thay thế một tụ điện loại 220V–5μF?

Lời giải: