Bài tập ôn tập Vật Lí 11 Kết nối tri thức Chương 3 (có đúng sai, trả lời ngắn)

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 3 nghiên cứu điện trường, từ lực Coulomb đến tụ điện.

Định luật Coulomb: lực tương tác giữa hai điện tích điểm $F = k|q_1 q_2|/(\varepsilon r^2)$, với $k = 9 \cdot 10^9, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2$ và $\varepsilon$ là hằng số điện môi. Lực có phương trùng với đường nối hai điện tích, đẩy nhau nếu cùng dấu, hút nhau nếu trái dấu.

Cường độ điện trường: $\vec{E} = \vec{F}/q$, đơn vị $\text{V/m}$. Điện trường do điện tích điểm: $E = k|Q|/(\varepsilon r^2)$. Đường sức điện đi ra từ điện tích dương, đi vào điện tích âm, không cắt nhau. Điện trường đều có $\vec{E}$ giống nhau tại mọi điểm; lực điện $\vec{F} = q\vec{E}$; hiệu điện thế $U = Ed$.

Thế năng điện: $W = qV$. Công của lực điện $A_{MN} = W_M - W_N = qU_{MN}$, không phụ thuộc hình dạng đường đi.

Điện thế: $V = W/q$, đơn vị vôn. Hiệu điện thế $U_{MN} = V_M - V_N = A_{MN}/q$. Điện thế do điện tích điểm: $V = kQ/(\varepsilon r)$; nhiều điện tích thì cộng đại số.

Tụ điện: điện dung $C = Q/U$, đơn vị fara. Tụ điện phẳng: $C = \varepsilon S/(4\pi kd)$. Năng lượng tụ điện: $W = QU/2 = CU^2/2 = Q^2/(2C)$. Ghép nối tiếp: $1/C = 1/C_1 + 1/C_2 + \dots$; ghép song song: $C = C_1 + C_2 + \dots$.

2. Ví dụ minh họa

Một tụ điện có điện dung $C = 10, \mu\text{F}$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 50, \text{V}$. Tính điện tích của tụ điện và năng lượng điện trường dự trữ trong tụ.

Lời giải: Điện tích của tụ điện: $Q = CU = 10 \cdot 10^{-6} \cdot 50 = 5 \cdot 10^{-4}, \text{C}$. Năng lượng điện trường dự trữ: $W = CU^2/2 = 10 \cdot 10^{-6} \cdot 50^2/2 = 1,25 \cdot 10^{-2}, \text{J}$.

3. Ghi nhớ

• Định luật Coulomb: $F = k|q_1 q_2|/(\varepsilon r^2)$; lực tổng hợp tính bằng tổng vectơ.
• Cường độ điện trường $E = k|Q|/(\varepsilon r^2)$; điện trường đều có $U = Ed$.
• Công của lực điện $A_{MN} = qU_{MN}$; điện thế $V = W/q$.
• Tụ điện: $C = Q/U$; $W = CU^2/2$; ghép nối tiếp cộng nghịch đảo, song song cộng trực tiếp.