Mặt phẳng tam giác vuông ABC ( ˆAA^= 900 , BC = 5 cm, AC = 3 cm) song song với đường sức của điện trường đều. Biết E = 5.103 V/m và các đường sức song song với AB, hướng từ A đến B. Hiệu điện thế:
Đáp án đúng: A
Bài toán này kiểm tra kiến thức về hiệu điện thế trong điện trường đều.
Ta có tam giác ABC vuông tại A, BC = 5 cm, AC = 3 cm. Áp dụng định lý Pytago, ta tính được AB = 4 cm = 0,04 m.
Vì điện trường đều song song với AB và hướng từ A đến B, nên:
UAB = -E.d = -5.103.0,04 = -200 V
Vậy đáp án đúng là D.
Câu hỏi liên quan
Khi một lưỡng cực điện với mômen lưỡng cực →p đặt trong một điện trường không đều →E mà →E lại quay trong không gian, lưỡng cực sẽ chịu tác dụng của hai yếu tố chính:
- Mômen lực: Mômen lực tác dụng lên lưỡng cực có xu hướng làm cho →p song song với →E. Vì →E quay, lưỡng cực sẽ có xu hướng quay theo để giữ →p song song với →E.
- Lực tịnh tiến: Do điện trường không đều, sẽ có một lực tịnh tiến tác dụng lên lưỡng cực. Lực này có xu hướng kéo lưỡng cực về phía vùng có cường độ điện trường lớn hơn (E lớn hơn).
Kết hợp cả hai yếu tố trên, lưỡng cực sẽ vừa quay theo chiều quay của →E, vừa tịnh tiến về phía vùng có E lớn hơn. Vì vậy, đáp án chính xác là D.
The electric field strength due to an infinite plane with uniform charge distribution is given by:\(E = \frac{\left| \sigma \right|}{2\varepsilon_0}\)
Since the electric field is directed vertically downwards, the charge is negative.
Therefore, \(\sigma = -E.2\varepsilon_0 = -130.2.8,86.10^{-12} = -2,3.10^{-9} C/m^2 = -2,3 nC/m^2\)
Vậy đáp án đúng là C
1. Điện dung của tụ điện:
- Diện tích mỗi bản: A = 100 cm² = 100 x 10⁻⁴ m² = 0.01 m²
- Khoảng cách giữa hai bản: d = 8.86 mm = 8.86 x 10⁻³ m
- Điện dung: C = ε₀ * A / d = (8.86 x 10⁻¹²) * 0.01 / (8.86 x 10⁻³) = 10⁻¹¹ F = 0.01 x 10⁻⁶ F = 0.01 μF = 10⁻⁸ F.
- Vậy đáp án A sai vì điện dung tính được là 0.01μF, không phải 10⁻⁵ μF
2. Cường độ điện trường trong lòng tụ điện:
- U = 17.72 V
- E = U / d = 17.72 / (8.86 x 10⁻³) = 2000 V/m. Vậy đáp án B đúng.
3. Điện tích của tụ điện:
- Q = C * U = (10⁻¹¹ F) * 17.72 V = 17.72 x 10⁻¹¹ C = 177.2 x 10⁻¹² C. Vậy đáp án C đúng.
4. Năng lượng của tụ điện:
- W = 1/2 * C * U² = 1/2 * (10⁻¹¹ F) * (17.72 V)² = 1/2 * 10⁻¹¹ * 314.0 = 157 x 10⁻¹¹ J = 157.0 x 10⁻¹¹ J = 1.57 x 10⁻⁹ J = 157x10⁻² x 10⁻⁷ J = 1.57x10⁻⁷ J.
Năng lượng của tụ là W = 1/2 Q*U = 1/2 * 177.2x10^-12*17.72= 1570x10^-12= 1.57x10^-9 J. Vậy đáp án D sai. năng lượng tụ là 1,57.10^-9 J, không phải 177,2.10 –6 J
Vì đề bài yêu cầu chọn phát biểu SAI, ta thấy đáp án A và D là sai. Tuy nhiên, đáp án A sai rõ ràng hơn (sai về bậc của 10), trong khi đáp án D sai số khá lớn. Trong trường hợp này, ta chọn đáp án A vì nó sai trực tiếp ở giá trị điện dung.
Tuy nhiên, đề bài yêu cầu chọn MỘT đáp án SAI. Nên ta xem lại các đáp án.
Điện dung của tụ điện là C= 10^-11 F = 0,01.10^-6 = 0,01 micro F. Vậy A sai.
Điện tích của tụ Q = C*U = 0,01.10^-6 * 17,72 = 0,1772 . 10^-6 = 177,2 . 10^-9 C. Vậy C sai.
Năng lượng của tụ: W = 1/2 *C*U^2 = 1/2 * 0,01.10^-6 * 17,72^2 = 1,57 .10^-6 J. Vậy D sai.
=> Bài này đáp án A,C,D sai. Nếu chọn 1 đáp án sai nhất thì nên chọn A vì điện dung tính ra khác hẳn các đáp án còn lại.
Nhưng để đúng với thể lệ thi trắc nghiệm thì câu này không có đáp án đúng.
Hướng dẫn giải:
Tính tổng điện tích di chuyển qua tiết diện trong một giây:
q = (2,1.1018 * 2*1,6.10-19) + (1,7.1018 * 1,6.10-19) = 0,928 C
Tính diện tích tiết diện:
S = πr2 = π(d/2)2 = π(0,02/2)2 = 3,14.10-4 m2
Tính mật độ dòng điện:
j = I/S = q/t/S = 0,928/1/(3,14.10-4) ≈ 2955,4 ≈ 3,0.103 A/m2
Chọn đáp án C
