Bài tập ôn tập Vật Lí 11 Cánh diều Chủ đề 3 có đáp án

Chọn đáp án B

Q<0 nên những đường thẳng có chiều đi vào điện tích Q.

Chọn đáp án C

$\left| q \right| = \frac{F}{E} = \frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{{0{,}16}} = 1,{25.10^{ - 3}}(C)$

Chọn đáp án C

$E = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}.\left| {{{5.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.0,{1^2}}} = 4500(V/m)$

Chọn đáp án D

${E_1} = k\frac{{\left| {{q_1}} \right|}}{{\varepsilon r_1^2}} = \frac{{{{9.10}^9}.\left| {{{5.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.0,{{05}^2}}} = {18.10^3}(V/m)$

${E_2} = k\frac{{\left| {{q_2}} \right|}}{{\varepsilon r_2^2}} = \frac{{{{9.10}^9}.\left| { - {{5.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.0,{{15}^2}}} = {2.10^3}(V/m)$

Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

${\overrightarrow E _1} \uparrow \downarrow {\overrightarrow E _2} \Leftrightarrow E = \left| {{E_1} - {E_2}} \right| = \left| {{{18.10}^3} - {{2.10}^3}} \right| = {16.10^3}(V/m)$

Chọn đáp án A

Trong điện trường đều công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế là :

U = Ed

Chọn đáp án B

Cường độ điện trường trong màng tế bào:

Chọn đáp án A

Khi hệ cân bằng:

Chọn đáp án D

$A = q.E.d$ $\Leftrightarrow$$E = \frac{A}{{q.d}} = \frac{1}{{{{10.10}^{ - 3}}.0{,}01}} = 10000\,\,{\rm{V/m}}.$

Chọn đáp án A

Thế năng điện của điện tích q tại A:

${A_{AB}} = {W_A} - {W_B}$ $\Leftrightarrow$${W_A} = {A_{AB}} + {W_B} = 2{,}5 + 3{,}75 = 6{,}25$ J.

Chọn đáp án C

Công của lực điện trường tác dụng lên điện tích q = 10 nC khi di chuyển từ điểm A đến điểm B:

${A_{AB}} = q.E.{d_{AB}} = q.E.\overline {HB} = {10.10^{ - 9}}.300.\frac{{ - 0{,}1}}{2} = - 1,{5.10^{ - 7}}$ J.

Với $HB = \frac{{BC}}{2}$. Do $\overrightarrow {HB}$ ngược hướng với $\vec E$ nên $\overline {HB} < 0$.

Chọn đáp án B

(I) Đúng

(II) Sai. $\rightarrow$ độ lớn tỉ lệ thuận với tích giá trị của hai điện tích điểm.

(III) Sai. $\rightarrow$ độ lớn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Chọn đáp án B

Hình 1 và hình 4 không chính xác. Tương tác giữa hai điện tích trái dấu là hút nhau.

Chọn đáp án C

Thanh nhựa sau khi bị cọ xát, nhiễm điện dương (hoặc âm)

A bị hút nghĩa là

(1) A mang điện âm (hoặc dương)

(2) A trung hòa và bị hút do hưởng ứng

B bị hút nghĩa là

(3) B mang điện âm (hoặc dương)

(4) B trung hòa và bị hút do hưởng ứng

(2) và (4) tương đương đáp án A. (1)&(3) tương đương đáp án B. (1)&(4) hoặc (2)&(3) tương đương đáp án D. Đáp án C không thể đúng.

Chọn đáp án D

Mặc dù hai quả cầu được tích điện có độ lớn khác nhau nhưng lực tương tác giữa chúng là như nhau. Do đó làm cho hai quả cầu lệch với những góc bằng nhau.

Chọn đáp án C

Trước khi tiếp xúc, hai quả cầu hút nhau nên ${q_1} = {q_2}$

Sau khi tiếp xúc: ${q'_1} = {q'_2} = \frac{{{q_1} + {q_2}}}{2} = {q_1}$

Chọn đáp án B

Hai điện tích điểm trái dấu nên lực tương tác giữa chúng là lực hút.

$F=k\frac{{q}^{2}}{ε{r}^{2}}={9.10}^{9}.\frac{{({10}^{-4}/4)}^{2}}{{2.1}^{2}}=2{,}8125\text{N}$

Chọn đáp án A

Thay đổi điện môi không làm thay đổi điện tích của hai điện tích điểm

Độ lớn lực hút $F' = \frac{F}{\varepsilon } = \frac{{21}}{{2{,}1}} = 10{\rm{ N}}$

Chọn đáp án A

$$\frac{{F'}}{F} = \frac{{{r^2}}}{{{{r'}^2}}} = {\left( {\frac{r}{{4{\rm{r}}}}} \right)^2} \Rightarrow F' = {\left( {\frac{1}{4}} \right)^2}F = {\left( {\frac{1}{4}} \right)^2}.8 = 0{,}5{\rm{ N}}$$

Chọn đáp án A

Nếu đặt chúng trong dầu thì lực tương tác bị giảm đi 2,25 lần nên $\varepsilon = 2{,}25$.

Để lực tương tác vẫn bằng ${F_0}$ thì ${F_0} = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {{\left( {r - x} \right)}^2}}} \Rightarrow \frac{1}{{{{30}^2}}} = \frac{1}{{2{,}25{{\left( {30 - x} \right)}^2}}} \Rightarrow x = 10{\rm{ cm}}$

Chọn đáp án A

$\tan α=\frac{{F}_{d}}{P}=\frac{k\frac{{q}^{2}}{{r}^{2}}}{mg}=\frac{{9.10}^{9}.{(\frac{{5.10}^{-7}}{0{,}6})}^{2}}{0{,}0025.10}=0{,}25\Rightarrow α\approx {14}^{^{\circ}}$

Chọn đáp án C

Hai quả cầu kim loại, không nhiễm điện, đặt gần nhau trong không khí là một tụ điện.

Chọn đáp án D

Điện dung của một tụ xác định có giá trị không đổi không phụ thuộc vào hiệu điện thế và điện tích của tụ.

Chọn đáp án C

Ta có ${\rm{C = }}\frac{{{\rm{\varepsilon S}}}}{{{\rm{k4\pi d}}}}$

Khi tăng khoảng cách giữa hai bản thì điện dung sẽ giảm đi.

Chọn đáp án B

$E = \frac{U}{d} = \frac{{0{,}07}}{{{{8.10}^{ - 9}}}} = 8,{75.10^6}{\rm{ V/m}}{\rm{.}}$

Chọn đáp án D

Điện dung của tụ phẳng là:${\rm{C = }}\frac{{{\rm{\varepsilon S}}}}{{{\rm{4\pi kd}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{\varepsilon \pi }}{{\rm{R}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{4\pi kd}}}} \Rightarrow {\rm{C}} = \frac{{1.0,{1^2}}}{{{{4.9.10}^9}.0{,}01}} = \frac{1}{{36}}{.10^{ - 9}}\;{\rm{F}}.$

Điện tích của tụ là ${\rm{Q = CU}} = \frac{1}{{36}}{.10^{ - 9}}.108 = {3.10^{ - 9}}\;{\rm{C}}{\rm{.}}$

Chọn đáp án B

C = 2 µF = 2.10$^{-6}$ F, U = 12 V

Năng lượng điện trường dự trữ trong tụ điện là${\rm{W}} = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{1}{2}{.2.10^{ - 6}}{.12^2}$ = 1,44.10$^{-4}$J.

Chọn đáp án C

$\left[ {{C_3}{\rm{ }}nt{\rm{ }}\left( {{C_1}{\rm{//}}{{\rm{C}}_2}} \right)} \right]$

${C_b} = \frac{{{C_3}{C_{12}}}}{{{C_3} + {C_{12}}}} = \frac{{20.5}}{{20 + 5}} = 4\mu C$

$Q = {C_b}U = 4.30 = 120nC$

Hướng dẫn giải

b. Để ${q_3}$nằm cân bằng thì $\overrightarrow {{F_3}} = \overrightarrow {{F_{13}}} + \overrightarrow {{F_{23}}} = \vec 0 \Rightarrow \overrightarrow {{F_{13}}} = - \overrightarrow {{F_{23}}} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{F_{13}}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{F_{23}}} \\{F_{13}} = {F_{23}}\end{array} \right.$

$\overrightarrow {{F_{13}}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{F_{23}}} \Rightarrow$ ${q_3}$nằm trong đoạn AB (C nằm trong đoạn thẳng AB).

c. ${F_{13}} = {F_{23}} \Rightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_3}} \right|}}{{{\rm{A}}{{\rm{C}}^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}{q_3}} \right|}}{{{\rm{B}}{{\rm{C}}^2}}} \Rightarrow \frac{{{\rm{AC}}}}{{{\rm{BC}}}} = \sqrt {\frac{{\left| {{q_1}} \right|}}{{\left| {{q_2}} \right|}}} = \sqrt {\frac{6}{{54}}} = \frac{1}{3}$ mà ${\rm{AC}} + {\rm{BC}} = 6{\rm{ cm}}$

$\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\rm{AC}} = 1{,}5{\rm{ cm}}\\{\rm{BC}} = 4{,}5{\rm{ cm}}\end{array} \right.$

d. Do ${q_1}{q_2} > 0$ nên ${q_1}$ sẽ tác dụng lực đẩy lên ${q_2}$. Để ${q_2}$ cân bằng thì ${q_3}$cần tác dụng lực hút lên ${q_2}$. Tương tự với ${q_1}$. Suy ra ${q_3} < 0$.

Điện tích điểm ${q_2}$ cân bằng thì

${F_{12}} = {F_{32}} \Rightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{\rm{A}}{{\rm{B}}^2}}} = k\frac{{\left| {{q_3}{q_2}} \right|}}{{{\rm{C}}{{\rm{B}}^2}}} \Rightarrow \left| {{q_3}} \right| = \left| {{q_1}} \right|\frac{{{\rm{C}}{{\rm{B}}^2}}}{{{\rm{A}}{{\rm{B}}^2}}} = 6.\frac{{4,{5^2}}}{{{6^2}}} = 3{,}375{\rm{ \mu C}}$

$\Rightarrow {q_3} = - 3{,}375{\rm{ \mu C}}$

Hướng dẫn giải

a. Cường độ điện trường tại điểm M cách Q 2 cm là 7,5.10$^{-6}$ V/m

$E = \frac{{k\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| {{{10}^{ - 6}}} \right|}}{{3.{{(0{,}02)}^2}}} = {75.10^5}(V/m)$

b. Lực điện tác dụng lên điện tích Q là 7,5 (N)

$F = \left| q \right|E = {10^{ - 6}}.7,{5.10^{ - 6}} = 7{,}5(N)$

c. Cường độ điện trường tại M cách Q 2 cm nếu đặt Q trong không khí là 225.10$^{5}$ (V/m).$E = \frac{{k\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| {{{10}^{ - 6}}} \right|}}{{1.{{(0{,}02)}^2}}} = {225.10^5}(V/m)$

d. Cường độ điện trường tại N cách Q 4 cm là 5.10$^{5}$ V/m.

${E_N} = \frac{{k\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| {{{10}^{ - 6}}} \right|}}{{3.{{(0{,}04)}^2}}} = {1875.10^3}(V/m)$

	Phát biểu	Đúng	Sai
a	Các lực tác dụng lên hòn bi gồm có trọng lực , lực điện và lực đẩy Ac-si-met .	Đ
b	Độ lớn của trọng lực nhỏ hơn độ lớn lực đẩy Ac si met.		S
c	Lực điện tác dụng vào bi (điện tích) hướng lên trên .	Đ
d	Điện tích của bi là .		S

Hướng dẫn giải:

a. Các lực tác dụng lên hòn bi gồm có trọng lực , lực điện và lực đẩy Ac-si-met

+Trọng lực (hướng xuống)

+Lực đẩy Ac-si-met (hướng lên)

+Lực điện trường:

b . p = m.g =

c . Để bi đứng cân bằng trong dầu: , Lực điện hướng lên

d. Ta có:

Vì q < 0 nên q = -2.10$^{-9}$C.

Hướng dẫn giải

a. Lúc chưa nhúng vào chất điện môi: 10$^{-7}$ C

b. Tụ phẳng không khí: $C = \frac{S}{{{{9.10}^9}.4\pi d}} = {400.10^{ - 12}}\,\left( F \right)$

Nhúng tụ điện vào chất điện môi: ${C_1} = \frac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}} = 2.C = 800\,\,pF$

***c.* **${U_1} = \frac{{{{\rm{Q}}_1}}}{{{{\rm{C}}_1}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{Q}}}{{{{\rm{C}}_1}}}{\rm{ = 125}}\,\left( {\rm{V}} \right)$

***d.* **$Q = {Q_1} =$ 10$^{-7}$ C

a. Khi K đóng mạch gồm $[{C_1}nt\left( {{C_3}{\rm{//}}{{\rm{C}}_4}} \right)]{\rm{//}}{{\rm{C}}_2}$

${C_{134}} = \frac{{{C_1}\left( {{C_3} + {C_4}} \right)}}{{{C_1} + {C_3} + {C_4}}} = 2\,\,\mu F\,\, = > \,\,{C_b} = {C_{134}} + {C_2} = 5\,\,\mu F\,$

b. Khi K đóng mạch gồm $[{C_1}nt\left( {{C_3}{\rm{//}}{{\rm{C}}_4}} \right)]{\rm{//}}{{\rm{C}}_2}$

c. Khi K mở, mạch gồm $[{C_1}{\rm{//}}\left( {{C_2}{\rm{nt}}{{\rm{C}}_3}} \right)]{\rm{nt}}{{\rm{C}}_4}$

d. Điện dung của bộ tụ khi K mở:${C_b} = \frac{{\left[ {{C_1} + \left( {\frac{{{C_2}{C_3}}}{{{C_2} + {C_3}}}} \right)} \right]{C_4}}}{{{C_1} + \left( {\frac{{{C_2}{C_3}}}{{{C_2} + {C_3}}}} \right) + {C_4}}} = 1{,}8\,\,\mu F\,\,$

Đáp án:

-

3

,

1

Hướng dẫn giải

$q = \frac{{2{,}1 + 26{,}4 - 5{,}9 - 35}}{4} = - 3{,}1{\rm{ \mu C}}$

Đáp án:

2

,

2

5

Hướng dẫn giải

$$\frac{{F'}}{F} = \frac{{\left| {{{q'}_1}{{q'}_2}} \right|}}{{{{r'}^2}}}\frac{{{r^2}}}{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}} = \frac{{\left| {3{q_1}3{q_2}} \right|}}{{{{(2r)}^2}}}\frac{{{r^2}}}{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}} = \frac{9}{4} = 2{,}25$$

Đáp án:

1

2

0

0

Hướng dẫn giải

${E_1} = \frac{{k\left| q \right|}}{{\varepsilon {{(r)}^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| { - {{6.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.{{(0{,}2)}^2}}} = 1350(V/m)$

${E_2} = \frac{{k\left| {{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {{(r)}^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| {{{6.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.{{(0{,}6)}^2}}} = 150(V/m)$

Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

${\overrightarrow E _1} \uparrow \downarrow {\overrightarrow E _2} \Leftrightarrow {E_M} = \left| {{E_1} - {E_2}} \right| = \left| {1350 - 150} \right| = 1200(V/m)$

Đáp án:

2

7

0

0

Hướng dẫn giải

${E_1} = {E_2} = \frac{{k\left| q \right|}}{{\varepsilon {{(r)}^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}\left| { - {{6.10}^{ - 9}}} \right|}}{{1.{{(0{,}2)}^2}}} = 1350(V/m)$

Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

${\overrightarrow E _1} \uparrow \uparrow {\overrightarrow E _2} \Leftrightarrow {E_N} = {E_1} + {E_2} = 1350 + 1350 = 2700(V/m)$

Đáp án:

2

Hướng dẫn giải:

Điện tích chịu tác dụng của ba lực : Trọng lực ; lực điện ; lực đẩy archimedes

Điều kiện cân bằng :

Vì

Nên lực điện cùng phương cùng chiều với lực đẩy archimedes

Chiếu lên chiều dương ta có

Đáp án:

1

5

Hướng dẫn giải

Điện dung của tụ là: $W = \frac{1}{2}C{U^2}\,\, \Rightarrow C = \frac{{2W}}{{{U^2}}} = {2.10^{ - 4}}(F)$

Nếu muốn W = 22,5.10$^{-3}$ J thì: $U = \sqrt {\frac{{2W}}{C}} = \sqrt {\frac{{2.22,{{5.10}^{ - 3}}}}{{{{2.10}^{ - 4}}}}} = 15(V)$

Đáp án:

1

3

,

5

Hướng dẫn giải

Năng lượng tích trữ trong tụ điện là: W = Q$^{2}$/2C = (9.10$^{−6}$)$^{2}$/(2.3.10$^{−12}$) = 13,5 J