Bài ôn tập môn vật lý lớp 11 - Công - Thế năng - điện thế - hiệu điện thế

CễNG- THẾ NĂNG - ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
1Cụng của lực điện:
Điện tớch q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, cụng của lực điện trường:
 : hỡnh chiếu của MN lờn phương của điện truờng.
Cụng của lực điện tỏc dụng lờn điện tớch q khụng phụ thuộc dạng đường đi của điện tớch mà chỉ phụ thuộc vào vị trớ điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
=> Vậy điện trường tĩnh là một trường thế.
2Khỏi niệm hiệu điện thế.
Cụng của lực điện và hiệu thế năng của điện tớch: AMN = WM – WN 
Hiệu điện thế, điện thế: 
- Điện thế V đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo thế năng tại một điểm.
- Thế năng W và hiệu điện thế U đặc trưng cho khả năng sinh cụng của điện trường.
Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cỏch chọn mốc điện thế. Điện thế ở mặt đất và ở một điểm xa vụ cựng bằng khụng.
3Liờn hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: 
 d là khoảng cỏch giữa hai điểm M’, N’.
Cụng của lực điện:
Điện tớch q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều, cụng của lực điện trường:
 : hỡnh chiếu của MN lờn phương của điện truờng.
Cụng của lực điện tỏc dụng lờn điện tớch q khụng phụ thuộc dạng đường đi của điện tớch mà chỉ phụ thuộc vào vị trớ điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
=> Vậy điện trường tĩnh là một trường thế.
Khỏi niệm hiệu điện thế.
Cụng của lực điện và hiệu thế năng của điện tớch: AMN = WM – WN 
Hiệu điện thế, điện thế: 
Khỏi niệm hiệu điện thế: (sgk).
Điện thế của điện trường phụ thuộc vào cỏch chọn mốc điện thế. Điện thế ở mặt đất và ở một điểm xa vụ cựng bằng khụng.
Liờn hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: 
 d là khoảng cỏch giữa hai điểm M’, N’.
. Chuỗi cụng thức: - Trong đú d= s.cos là hỡnh chiếu của đoạn MN lờn một phương đường sức, hiệu điện thế UMN = Ed = VM - VN
TỤ ĐIỆN
1. Cụng thức định nghĩa điện dung của tụ điện:
*Đổi đơn vị: 1= 10–6F; 1nF = 10–9F ;1 pF =10–12F
2. Cụng thức điện dung: của tụ điện phẳng theo cấu tạo:
Với S là diện tớch đối diện giữa hai bản tụ, là hằng số điện mụi.
3. Bộ tụ ghộp :
GHẫP NỐI TIẾP
GHẫP SONG SONG
Cỏch mắc :
Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, cứ thế tiếp tục 
Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4  
Điện tớch
QB = Q1 = Q2 =  = Qn
QB = Q1 + Q2 +  + Qn
Hiệu điện thế 
UB = U1 + U2 +  + Un
UB = U1 = U2 =  = Un
Điện dung
CB = C1 + C2 +  + Cn
Đặc biệt
* Nếu cú n tụ giống nhau mắc nối tiếp : 
U = nU1 ; 
* Nếu cú n tụ giống nhau mắc song : 
QAB = nQ1 ; Cb = nC1
Lưu ý
* Mạch mắc nối tiếp là mạch phõn chia hiệu điện thế 
U2 = U – U1
* Mạch mắc song song là mạch phõn điện tớch :
Q1 = 
Q2 = Q - Q1
Ghi chỳ
CB < C1, C2  Cn
CB > C1, C2, C3
4. Năng lượng tụ điện: Tụ điện tớch điện thỡ nú sẽ tớch luỹ một năng lượng dạng năng lượng điện trường bờn trong lớp điện mụi.
5. Mật độ năng lượng điện trường: Trong một điện trường bất kỡ (đều, khụng đều, phụ thuộc vào thời gian)
6. Cỏc trường hợp đặc biệt: 
- Khi ngắt ngay lập tức nguồn điện ra khỏi tụ, điện tớch Q tớch trữ trong tụ giữ khụng đổi.
- Vẫn duy trỡ hiệu điện thế hai đầu tụ và thay đổi điện dung thỡ U vẫn khụng đổi.
CễNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG- ĐIỆN THẾ-HIỆU ĐIỆN THẾ
Bài 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D trong điện trường là UCD = 200V
a.Tớnh cụng của lực điện trường trong sự di chuyển p từ C đến D. (3,2.10-17J)
b.Tớnh cụng của lực điện trường trong sự di chuyển e từ C đến D.	 (-3,2.10-17J)
Bài 2: Cụng của lực điện trường làm dịch chuyển một điện tớch giữa hai điểm cú hdt 2000V là 1J. Tớnh độ lớn q của điện tớch đú. (5.10-4C)
Bài 3: Giữa hai điểm A và B cú một hdt bằng bao nhiờu nếu một điện tớch q = 10-6C thu được năng lượng W = 2.10-4J khi đi từ A đến B. (200V)
Bài 4: Khi chuyển động trong điện trường một điện tử tăng vận tốc từ 2000 đến 3000km/s. Hdt giữa điểm đầu và điểm cuối của đường đi là bao nhiờu? Biết điện tử cú m = 9,1.10-31kg, q = 1,6.10-19C. (14,2V)
Bài 5: Khi một điện tớch q di chuyển trong điện trường từ A đến B thỡ lực điện sinh cụng 2,5J. Nếu thế năng của q tại A là 2,5J thỡ thế năng tại B là bao nhiờu? (0)
Bài 6:Thế năng tại một điểm M trong điện trường là -32.10-19J. tỡm điện thế tại M
Bài 7: Một e bay với vận tốc v = 1,5.107m/ từ một điểm cú điện thế V1 = 800V theo hướng của đường sức điện trường đều. Hóy xỏc định điện thế V2 mà tại đú e dừng lại. Biết m = 9,1.10-31kg.
Bài 8: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tớch trỏi dấu đặt cỏch nhau 2cm. Cddt giữa hai bản E = 3000V/m. Sỏt bản mang điện dương, đặt một hạt mang điện tớch dương cú m = 4,5.10-6g và cú điện tớch q = 1,5.10-2C. Tớnh:
a.Cụng của lực dt khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản õm. (0,9J)
b.Vận tốc của hạt mang điện khi nú đập vào bản õm. (2.104 m/s)
Bài 9: Một điện tớch cú khối lượng m = 6,4.10-15g nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trỏi dấu. Diện tớch của quả cầu là 1,6.10-17C. Hai tấm kl cỏch nhau 3cm. tớnh hdt đặt vào hai tấm kl đú. Lấy g = 10m/s2 (120V)
Bài 10: Một hạt bụi cú khối lượng m = 2.10-6g , khi nú nằm cõn bằng trong điện trường của một tụ điện mà hdt giựa hai bản là 600V Hai tấm kl cỏch nhau 2cm. Xd điện tớch của hạt bụi. (6,5.10-13C)
Bài 11: Một e bay từ bản dương sang bản õm trong điện trường của một tụ điện phẳng theo một đường thẳng AB dài 4cm, cú phương làm với đường sức điện một gúc 600, biết E = 500V/m. Tỡm cụng của lực điện trường trong sự dịch c
huyển này?
Bài 12: Một dt q = 4.10-8J di chuyển trong một dt đều E = 100V/m theo một đường gấp khỳc ABC. Đoạn AB dài 20cm và vecto độ dời AB làm với cỏc dd sức điện gúc 300, BC = 40cm, gúc 1200. Tớnh cụng của lực điện. (-0,108.10-6J) 
Bài 13: Một e di chuyển một đoạn 0,6cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của một điện trường đều thỡ lực điện sinh cụng 9,6.10-18J.
a.Tớnh cddt E. (104V)
b.Tớnh cụng mà lực điện sinh ra khi e chuyển tiếp từ 0,4cm từ N đến P theo phương và chiều núi trờn.(6,4.10-18J)
c.Tớnh hdt UMN, UNP. (-60V, -40V)
d.Tỡm vận tốc của e khi nú tới P. Biết tại M vận tốc = 0 (5,9.106m/s)
Bài 14: Một dtd q = 10μC chuyển động từ đỡnh B đến đỉnh C của tam giỏc đều ABC. ΔABC nằm trong điện trường đều cú cường độ 5000V/m. Dường sức của điện trường này song song với cạnh BC và cú chiều từ C tới B. Cạnh của tam giỏc bằng 10cm. tớnh cụng của lực điện khi điện tớch di chuyển trong 2 t/h:
q ch động theo đoạn thẳng BC. (-5.10-3J)
q cd theo đoạn gấp khỳc BAC. (-5.10-3J)
Bài 15: Ba điểm A, B, C tạo thành tam giỏc vuụng tại C cú AC =4cm, Bc = 3cm và nằm trong một điện trường đều. và hướng từ A đến C, cú độ lớn E = 5000V/m. Tớnh:
UAC, UCB, UAB (200V, 0, 200V)
Cụng của ldt khi e di chuyển từ A đến B theo đoạn thẳng AB và trờn đường góy khỳc ACB.(-3,2.10-17J)
Bài 16: ΔABC vuụng tại A đặt trong dtd E cú = 600, AB//E và chiều từ B đến A, Bc = 6cm, UBC = 120V.
UAC, UBA và độ lớn E. (0, 120V, 4000V/m)
Đặt thờm ở C một td q = 9.10-10C. Tớnh cddt tổng hợp tại A (5000V/m)
Bài 17: Cho điện trường đều cú cường độ 4.103V/m, E//cạnh huyền BC của ΔABC, chiều B đến C.
hdt giữa hai điểm BC, AB, AC. Biết AB = 6cm, AC = 8cm. 
Gọi H là chõn đường cao hạ từ đỉnh A xuống cạnh huyền . Tớnh hiệu điện thế giữa hai điểm A và H.
A
B
C
a 
Bài 18. Ba điểm A,B,C tạo thành một tam giỏc vuụng tại C; AC =4cm, BC =3cm và nằm trong một điện trường đều. Vộc tơ cường độ điện trường song song với AC, hướng từ A đ C và cú độ lớn E=5000. Tớnh:
B
a 
C
A
UAC, UBC, UAB.
Cụng của lực điện trường khi một e di chuyển từ A đến B.
Bài 19. Tam giỏc ABC vuụng tại A được đặt trong điện trường đều , a =ABC =, AB //. Biết BC =6cm, UBC=120 V.
Tỡm UAC, UBA và cường độ điện trường E0.
C
A
B
Đặt thờm ở C điện tớch điểm . Tỡm cường độ điện trường tổng hợp tại A. 
 ĐS: UAC =0, UBA =120 V, E0 =4000, E =5000.
A
D 
C
B
Bài 20. Điện tớch di chuyển dọc theo cỏc cạnh của ABC đều cạnh a =10cm trong điện trường đều cường độ điện trường là: E=300, //BC. Tớnh cụng của lực điện trường khi q di chuyển trờn mỗi cạnh tam giỏc. ĐS: .
Bài 21. Trong một điện trường đều cường độ cú 3 điểm A,B,C tạo thành một vuụng tại A, cú cạnh AB=6cm, cạnh AC// và cú độ dài AC=8cm. Biết UCD= 40V(D là trung điểm của AC).
	1)Tớnh cường độ điện trường E, UAB và UBC.
	2) Tớnh cụng của điện trường khi một e di chuyển từ A đến D.
TỤ ĐIỆN
Bài 1: Tụ điện khụng khớ cú điện dung C = 500pF được tớch điện đến hiệu điện thế U=300V. 
a/ Tớnh điện tớch Q của tụ điện.
b/ Ngắt tụ điện khỏi nguồn. Nhỳng tụ điện vào chất điện mụi lỏng cú . Tớnh điện dung C1, điện tớch Q1 và hiệu điện thế U1 của tụ lỳc đú.
c/ Vẫn nối tụ điện với nguồn. Nhỳng tụ điện vào chất điện mụi lỏng . Tớnh C2, Q2,U2 của tụ.
Bài 2: Cho bộ tụ mắc như hỡnh vẽ . Tớnh điện dung 
của bộ tụ, điện tớch và hiệu điện thế mỗi tụ ở hai trường hợp: 
a/ K mở
b/ K đúng (Hỡnh vẽ trang 68)
Bài 3: Tụ điện khụng khớ, bản tụ hỡnh trũng bỏn kớnh R = 48cm 
cỏch nhau đoạn d=4cm. Nối tụ với hiệu điện thế U=100V.
a/ Tớnh điện dung và điện tớch của tụ, cường độ điện trường giữa
 hai bản tụ. 
b/ Ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại bề dày l=2cm. Tớnh điện dung và hiệu điện thế giữa hai bản tụ. Kết quả thế nào nếu tấm kim loại rất mỏng (l=0)?
c/Thay tấm kim loại bằng tấm điện mụi bề dày l=2cm, hằng số điện mụi . Tớnh diện dung lvaf hiệu điện thế của tụ?
Bài 4: Cho mạch điện như hỡnh vẽ bờn:. 
Ban đầu khúa K ở vị trớ (1) và trước khi mắc vào mạch, cỏc tụ 
điện chưa tớch điện .
Tớnh hiệu điện thế mỗi tụ khi khúa K ở vị trớ (1) và khi khúa 
K nối 
với vị trớ (2) (Hỡnh vẽ trang 73)
Bài 5: Hai tụ điện cú điện dung và hiệu điện thế giới hạn: Ghộp hai tụ 
điện thành bộ. Tớnh hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ điện, 
nếu hai bản tụ:
a/Ghộp song song
b/Ghộp nối tiếp
Bài 6: Tụ dược tớch điện đến hiệu điện thế U1=90V rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đú tụ C1 được mắc song song với tụ C= chưa tớch điện. Tớnh năng lượng của tia lửa điện phỏt ra khi nối hai tụ với nhau?
Bài 7: Tụ phẳng khụng khớ, hai bản cú khoảng cỏch d=1cm; chiều dài bản là l=5cm; hiệu điện thế giữa hai bản U=91V. Một electron bay vào tụ điện theo phương song song với cỏc bản với vận tốc đầu v0=2.107m/s và bay ra khỏi tụ điện. Bỏ qua tỏc dụng của trọng lực.
a/ Viết phương trỡnh quỹ đạo của lectron.
b/ Tớnh độ di chuyển của electron theo phương vuụng gúc với cỏc bản khi nú vừa ra khỏi tụ điện.
Bài 8: Cho mạch điện như hỡnh vẽ. . Tỡm điện dung của bộ tụ điện, hiệu điện thế và điện tớch của từng tụ điện. (hỡnh vẽ trang 39 sỏch bài tập cũ)