Bài ôn tập môn vật lý lớp 11 - Chủ đề 2: Bài tập về điện trường

CHỦ ĐỀ 2:BÀI TẬP VỀ ĐIỆN TRƯỜNG
DẠNG I:ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA
Véctơ cường độ điện trường do một điện tích điểm q gây ra tại một điểm cách điện tích khoảng r:
 	: 	+ điểm đặt: tại điểm ta xét
	+ phương: là đường thẳng nối điểm ta xét với điện tích
	+ Chiều: ra xa điện tích nếu q > 0, hướng vào nếu q < 0
	+ Độ lớn: 
	- Lực điện trường: , độ lớn 
	Nếu q > 0 thì ; Nếu q < 0 thì 
Chú ý: Kết quả trên vẫn đúng với điện trường ở một điểm bên ngoài hình cầu tích điện q, khi đó ta coi q là một điện tích điểm đặt tại tâm cầu.
Bài 1. Một điện tích điểm q = 10-6C đặt trong không khí
Xác định cường độ điện trường tại điểm cách điện tích 30cm, vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm này
Đặt điện tích trong chất lỏng có hằng số điện môi ε = 16. Điểm có cường độ điện trường như câu a cách điện tích bao nhiêu.
Bài 2: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện tích điểm q > 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.
	a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.
	b. Nếu đặt tại M một điện tích điểm q0 = -10-2C thì độ lớn lực điện tác dụng lên q0 là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực.
Bài 3:Quả cầu kim loại bán kính R=5cm được tích điện q,phân bố đều.Đặt σ=q/S là mật độ điện mặt ,S là diện tích hình cầu. Cho σ=8,84. 10-5C/m2. Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm cách mặt cầu 5cm?
DẠNG 2. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA
- Điện trường tổng hợp: 	
- Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện trường tổng hợp ( phương, chiều và độ lớn) hoặc dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông góc Oxy
- Nếu đề bài đòi hỏi xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích thì áp dụng công thức: 
Bài 1: Cho hai điện tích q1 = 4. 10-10C, q2 = -4. 10-10C đặt ở A,B trong không khí, AB = a = 2cm. Xác định véc tơ cường độ điện trường tại:
a) H là trung điểm của AB. b) M cách A 1cm, cách B 3cm. c) N hợp với A,B thành tam giác đều.
Bài 2: Hai điện tích q1=8. 10-8C, q2= -8. 10-8 C đặt tại A, B trong không khí., AB=4cm. Tìm véctơ cường độ điện trường tại C với:
a) CA = CB = 2cm. b) CA = 8cm; CB = 4cm.
c) C trên trung trực AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên q=2. 10-9C đặt tại C.
Bài 3: Hai điện tích +q và – q (q >0) đặt tại hai điểm A và B với AB = 2a. M là một điểm nằm trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn x.
	a. Xác định vectơ cường độ điện trường tại M
	b. Xác định x để cường độ điện trường tại M cực đại, tính giá trị đó
Bài 4 Hai điện tích q1 = q2 = q >0 đặt tại A và B trong không khí. cho biết AB = 2a
a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn h.
b) Định h để EM cực đại. Tính giá trị cực đại này.
Bài 5 Tại 3 đỉnh ABC của tứ diện đều SABC cạnh a trong chân có ba điện tích điểm q giống nhau (q<0). Xác định điện trường tại đỉnh S của tứ diện. 
Bài 6 Hình lập phương ABCDA’B’C’D’ cạnh a trong chân không. Hai điện tích q1=q2=q>0 đặt ở A, C, hai điện tích q3=q4= -q đặt ở B’ và D’. Tính độ lớn cường độ điện trường tại tâm O của hình lập phương. 
 DẠNG 3: CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU
Tổng quát: E=E1+E2+.......................+En= 
Trường hợp chỉ có haiđiện tích gây điện trường:
1/ Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:
2/ Tìm vị trí để 2 vectơ cường độ điện trường do q,q gây ra tại đó bằng nhau, vuông góc nhau:
Bài 1/ Cho hai điện tích điểm cùng dấu có độ lớn q=4q đặt tại a,b cách nhau 12cm. Điểm có vectơ cường độ điện trường do q và q gây ra bằng nhau ở vị trí 
Bài 2/ Cho hai điện tích trái dấu ,có độ lớn điện tích bằng nhau, đặt tại A,B cách nhau 12cm .Điểm có vectơ cường độ điện trường do q và q gây ra bằng nhau ở vị trí 
Bài 3/ Cho hai điện tích q= 9.10C, q= 16.10C đặt tại A,B cách nhau 5cm . Điểm có vec tơ cương độ điện trường vuông góc với nhau và E = E
Bài 4: Tại ba đỉnh A,B,C của hình vuông ABCD cạnh a = 6cm trong chân không, đặt ba điện tích điểm q1=q3= 2. 10-7C và q2 = -4. 10-9C. Xác định điện tích q4 đặt tại D để cường độ điện trường tổng hợp gây bởi hệ điện tích tại tâm O của hìnhvuông bằng 0. 
Bài 5: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1=q3=q. Hỏi phải đặt ở B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không. 
Bài 6: Tại hai đỉnh A,B của tam giác đều ABC cạnh a đặt hai điện tích điểm q1=q2=4. 10-9C trong không khí. Hỏi phải đặt điện tích q3 có giá trị bao nhiêu tại C để cường độ điện trường gây bởi hệ 3 điện tích tại trọng tâm G của tam giác bằng0.
Bài 7: 
 Aq1 q2 B
 q3 D C
: Bốn điểm A, B, C, D trong không khí tạo thành hình chữ nhật ABCD cạnh AD = a = 3cm, AB = b = 4cm. Các điện tích q1, q2, q3 được đặt lần lượt tại A, B, C. Biết q2=-12,5.10-8C và cường độ điện trường tổng hợp tại D bằng 0. Tính q1, q2.
DẠNG 4:CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
Bài 1: Một quả cầu nhỏ khối lượng m=0,1g mang điện tích q = 10-8C được treo bằng sợi dây không dãn và đặt vào điện trường đều có đường sức nằm ngang. Khi quả cầu cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc . Lấy g = 10m/s2. Tính:
	a. Độ lớn của cường độ điện trường. b. Tính lực căng dây .
Bài 2: Điện trường giữa hai bản của một tụ điện phẳng đặt nằm ngang có cường độ E = 4900V/m. Xác định khối lượng của hạt bụi đặt trong điện trường này nếu nó mang điện tích q = 4. 10-10C và ở trạng thái cân bằng. 
Bài 3: Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích V=10mm3, khối lượng m=9.10-5 kg. Dầu có khối lượng riêng D=800kg/m3. Tất cả được đặt trong một điện trường đều, E hướng thẳng đứng từ trên xuống, E=4,1.105V/m. Tìm điện tích của bi để nó cân bằng lơ lửng trong dầu . Cho g=10m/s2. 
Bài 26: Hai quả cầu nhỏ A và B mang những điện tích lần lượt là -2.10-9 C và 2. 10-9 C được treo ở đầu hai sợi dây tơ cách điện dài bằng nhau. Hai điểm treo M và N cách nhau 2cm; khi cân bằng, vị trí các dây treo có dạng như hình vẽ. Hỏi để đưa các dây treo trở về vị trí thẳng đứng người ta phải dùng một điện trường đều có hướng nào và độ lớn bao nhiêu?