Điện tích Q phân bố đều trong thể tích khối cầu tâm O. Hằng số điện môi ở trong và ngoài quả cầu đều bằng nhau. Gọi r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến tâm O. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cường độ điện trường E do khối cầu này gây ra?

Càng xa tâm O, cường độ điện trường E càng giảm.

Bên trong khối cầu, E có biểu thức tính giống như của một điện tích điểm Q đặt tại O.

Bên trong quả cầu, E giảm dần khi lại gần tâm O; bên ngoài quả cầu, E giảm dần khi ra xa tâm O.

Càng xa tâm O, cường độ điện trường E càng tăng.

Trả lời:

Đáp án đúng: B

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần áp dụng kiến thức về định luật Gauss cho điện trường. - Bên trong khối cầu (r < R, với R là bán kính khối cầu): Điện trường tăng tuyến tính với khoảng cách r từ tâm O. Điều này là do điện tích bên trong mặt Gauss tỉ lệ với r^3, trong khi diện tích mặt Gauss tỉ lệ với r^2. Do đó, E tỉ lệ với r. - Bên ngoài khối cầu (r > R): Điện trường giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r từ tâm O. Điều này tương tự như điện trường của một điện tích điểm đặt tại tâm O. Như vậy, bên trong quả cầu, E tăng dần khi ra xa tâm O; bên ngoài quả cầu, E giảm dần khi ra xa tâm O. Phương án C mô tả chính xác sự thay đổi của điện trường E bên trong và bên ngoài khối cầu.

700+ câu hỏi trắc nghiệm Vật lí đại cương có đáp án chuẩn xác kèm lời giải - Phần 5

50 câu hỏi 60 phút

Bắt đầu thi

Câu hỏi liên quan

Câu 6:

Điện tích Q = -5μC đặt yên trong không khí. Điện tích q = +8μC di chuyển trên đường tròn tâm Q, từ M cách Q 40cm, đến điểm N, cách M 20cm. Tính công của lực điện trường trong dịch chuyển đó.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Công của lực điện trường trong dịch chuyển một điện tích từ điểm M đến điểm N trong điện trường gây bởi điện tích Q chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối của đường đi, không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Do đó:
A = qU = q(VM - VN) = q(kQ/rM - kQ/rN) = kQq(1/rM - 1/rN)
với k = 9*10^9 Nm^2/C^2
rM = 0,4 m
rN = 0,2 m (đề bài nói N cách M 20cm, nhưng N phải cách Q là 20cm thì mới hợp lý. Nếu không, bài toán sẽ phức tạp hơn nhiều)
Q = -5*10^-6 C
q = 8*10^-6 C
=> A = 9*10^9 * (-5*10^-6) * 8*10^-6 * (1/0.4 - 1/0.2) = -0.9 J
Vậy đáp án đúng là B

Câu 7:

Điện tích Q phân bố đều với mật độ điện khối ρ trong khối cầu tâm O, bán kính R, đặt trong không khí. Chọn gốc điện thế ở vô cùng. Biểu thức tính điện thế tại điểm M cách tâm O một khoảng r > R là:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Điện thế tại một điểm M nằm ngoài khối cầu (r > R) gây ra bởi điện tích Q phân bố đều trong khối cầu có thể được tính bằng công thức: VM = kQ/r, trong đó k là hằng số Coulomb (k = 1/(4πε0)).

Trong các đáp án:
- A. VM = kQ/2r (Sai vì thiếu hệ số 1/2)
- B. VM = kQ/r2 (Sai vì phải là kQ/r, không phải kQ/r^2)
- C. VM = σR3/3ε0r = (Q/(4πR^2))*R^3/(3ε0r)=Q/(12πε0r) = kQ/(3r) (Sai vì có thêm hệ số 1/3).
- D. VM = 4R3/3ε0r (Sai vì không có Q và hằng số k, và có thừa số 4/3R^3)

Tuy nhiên, không có đáp án nào hoàn toàn chính xác. Đáp án đúng phải là VM = kQ/r = Q/(4πε0r). Vì vậy, câu hỏi này có lẽ có một sai sót trong các phương án trả lời.

Câu 8:

Một tụ điện có điện dung C1 = 2μF được mắc vào nguồn U = 20V. Tính năng lượng của tụ.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Công thức tính năng lượng của tụ điện là: W = (1/2) * C * U^2
Trong đó:
- W là năng lượng của tụ điện (đơn vị: Joule - J)
- C là điện dung của tụ điện (đơn vị: Farad - F)
- U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện (đơn vị: Volt - V)

Áp dụng công thức:
W = (1/2) * (2 * 10^-6) * (20)^2 = 0.5 * 2 * 10^-6 * 400 = 4 * 10^-4 J = 0.4 mJ

Vậy đáp án đúng là D. 0,4 mJ

Câu 9:

Công của lực lạ khi dịch chuyển điện lượng +2 C từ cực âm đến cực dương trong lòng viên pin có suất điện động 1,5 V là:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Công của lực lạ khi di chuyển điện tích q từ cực âm sang cực dương trong nguồn điện có suất điện động E là A = qE.
Trong trường hợp này, q = +2 C và E = 1,5 V, vậy A = (+2 C)(1,5 V) = +3 J.
Vậy đáp án đúng là A.

Câu 10:

Cho mạch điện như hình 6.6. Chọn chiều thuận cho mỗi vòng kín là chiều kim đồng hồ. Phương trình nào sau đây thể hiện đúng định luật Kirchhoff?

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Định luật Kirchhoff 2 (Định luật về điện áp) phát biểu rằng: Trong một vòng kín của mạch điện, tổng đại số các điện áp (tích của dòng điện và điện trở) bằng tổng đại số các suất điện động trong vòng đó. Ta xét các vòng kín theo chiều kim đồng hồ:

* Vòng ME2NE3RM: Theo chiều kim đồng hồ, ta có: I2r2 + I3(r3 + R) = E2 + E3. Vì vậy, phương án A sai do dấu của E2 và E3.
* Vòng ME1NE2M: Theo chiều kim đồng hồ, ta có: I1r1 - I2r2 = E1 - E2 hay I1r1 + (-I2)r2 = E1 + (-E2). Chú ý rằng, chiều dòng I2 ngược với chiều của vòng ME1NE2M đã chọn. Vì vậy, I2 được đổi dấu âm. Phương án B sai do vế phải không chính xác.
* Vòng ME1NE3RM: Theo chiều kim đồng hồ, ta có: I1r1 + I3(r3 + R) = E1 + E3. Vì vậy, phương án C đúng.
* Nút M: Theo định luật Kirchhoff 1 (Định luật về dòng điện), ta có: I1 = I2 + I3 hay I1 – I2 – I3 = 0. Vì vậy, phương án D sai.

Vậy, đáp án đúng là C.

Câu 11:

Một lò xo chịu tác dụng bởi một lực kéo 5N thì giãn ra 4cm. Hệ số đàn hồi của lò xo có giá trị nào sau đây?

Lời giải: