Bài tập ôn – Vật lí 11 – Học kì 2 – Đề 15 phút

Phạm vi: Bài 16–18 (Lực tương tác giữa hai điện tích, Khái niệm điện trường, Điện trường đều)

---

Phần 1: Cơ bản

Bài 1. Hai điện tích điểm $q_1 = q_2 = 2\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $10\ \text{cm}$ trong chân không. Tính độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích.

Bài 2. Hai điện tích điểm $q_1 = 5\ \mu\text{C}$ và $q_2 = -5\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $20\ \text{cm}$ trong chân không. Tính độ lớn lực tương tác và cho biết đó là lực hút hay lực đẩy.

Bài 3. Hai điện tích điểm bằng nhau $q$ đặt cách nhau $30\ \text{cm}$ trong chân không thì hút nhau với lực $0{,}9\ \text{N}$. Tìm độ lớn của mỗi điện tích.

Bài 4. Giữ nguyên độ lớn hai điện tích điểm, nếu khoảng cách giữa chúng tăng gấp đôi thì lực tương tác Coulomb thay đổi như thế nào?

Bài 5. Giữ nguyên khoảng cách, nếu một điện tích tăng gấp 3 lần và điện tích còn lại giảm 2 lần thì lực tương tác Coulomb thay đổi như thế nào?

Bài 6. Tính cường độ điện trường do điện tích điểm $Q = 8\ \mu\text{C}$ gây ra tại điểm cách nó $40\ \text{cm}$ trong chân không.

Bài 7. Một điện tích thử $q = 4\ \mu\text{C}$ đặt trong điện trường có cường độ $E = 3000\ \text{V/m}$. Tính độ lớn lực điện tác dụng lên điện tích thử.

Bài 8. Một điện tích $q = -3\ \mu\text{C}$ đặt trong điện trường có cường độ $E = 6000\ \text{V/m}$. Tính độ lớn lực điện và nêu hướng của lực điện so với véc tơ cường độ điện trường.

Bài 9. Một điện tích điểm $Q = -6\ \mu\text{C}$ gây ra điện trường tại điểm cách nó $30\ \text{cm}$. Tính cường độ điện trường tại điểm đó và nêu hướng của véc tơ cường độ điện trường.

Bài 10. Hai điện tích điểm $q_1 = 3\ \mu\text{C}$ và $q_2 = 6\ \mu\text{C}$ đặt tại A và B, cách nhau $12\ \text{cm}$ trong chân không. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại trung điểm của AB và nêu hướng của nó.

Bài 11. Trong điện trường đều $E = 2500\ \text{V/m}$, hiệu điện thế giữa hai điểm cách nhau $8\ \text{cm}$ dọc theo đường sức là bao nhiêu?

Bài 12. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường đều là $120\ \text{V}$, hai điểm cách nhau $3\ \text{cm}$ dọc theo đường sức. Tính cường độ điện trường.

Bài 13. Một điện tích $q = 5\ \mu\text{C}$ di chuyển được $6\ \text{cm}$ dọc theo đường sức, theo chiều đường sức, trong điện trường đều $E = 2000\ \text{V/m}$. Tính công của lực điện.

Bài 14. Một electron ($q = -1{,}6 \times 10^{-19}\ \text{C}$, $m = 9{,}1 \times 10^{-31}\ \text{kg}$) đặt trong điện trường đều $E = 1000\ \text{V/m}$. Tính gia tốc của electron.

Bài 15. Hai điện tích điểm trái dấu có độ lớn bằng nhau $q$, đặt cách nhau $10\ \text{cm}$ trong chân không thì hút nhau với lực $0{,}9\ \text{N}$. Tìm $q$.

Bài 16. Hai điện tích điểm bằng nhau $q = 4\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $20\ \text{cm}$ trong chân không. Tính cường độ điện trường tổng hợp tại trung điểm của đoạn nối hai điện tích.

Phần 2: Nâng cao

Bài 17. Ba điện tích điểm đặt trên một đường thẳng: $q_1 = 2\ \mu\text{C}$ tại $x = 0$, $q_2 = -4\ \mu\text{C}$ tại $x = 10\ \text{cm}$, $q_3 = 3\ \mu\text{C}$ tại $x = 20\ \text{cm}$. Tính lực điện tổng hợp tác dụng lên $q_2$ và nêu hướng của nó.

Bài 18. Hai điện tích điểm $q_1 = 8\ \mu\text{C}$ và $q_2 = 2\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $30\ \text{cm}$ trong chân không. Tìm điểm M trên đường thẳng nối hai điện tích mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng 0.

Bài 19. Một hạt mang điện tích $q = 2\ \mu\text{C}$, khối lượng $m = 2 \times 10^{-9}\ \text{kg}$, xuất phát từ trạng thái nghỉ, chuyển động trong điện trường đều $E = 5000\ \text{V/m}$ và đi được $10\ \text{cm}$ dọc theo đường sức. Tính công của lực điện và vận tốc của hạt sau quãng đường đó.

Bài 20. Hai bản kim loại phẳng song song cách nhau $5\ \text{cm}$, hiệu điện thế giữa hai bản là $250\ \text{V}$. Một electron xuất phát từ bản âm (vận tốc đầu bằng 0) chuyển động về bản dương. Tính vận tốc của electron khi tới bản dương. Cho $q_e = -1{,}6 \times 10^{-19}\ \text{C}$, $m_e = 9{,}1 \times 10^{-31}\ \text{kg}$.

Bài 21. Bốn điện tích điểm bằng nhau $q = 2\ \mu\text{C}$ đặt tại bốn đỉnh của một hình vuông cạnh $a = 10\ \text{cm}$ trong chân không. Tính độ lớn lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích và nêu hướng của nó.

Bài 22. Một điện tích điểm $Q = 5\ \mu\text{C}$ đặt tại tâm của một hình vuông cạnh $20\ \text{cm}$ trong chân không. Tính cường độ điện trường do $Q$ gây ra tại một đỉnh của hình vuông.

Bài 23. Hai điện tích điểm $q_1 = 1\ \mu\text{C}$ và $q_2 = -2\ \mu\text{C}$ đặt cách nhau $6\ \text{cm}$ trong dầu có hằng số điện môi $\varepsilon = 2$. Tính độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích.

Bài 24. Một quả cầu nhỏ khối lượng $0{,}1\ \text{g}$ mang điện tích $q = 2 \times 10^{-8}\ \text{C}$ được treo bằng một sợi dây mảnh trong điện trường đều nằm ngang có cường độ $E = 10^{4}\ \text{V/m}$. Tính góc lệch của sợi dây so với phương thẳng đứng. Lấy $g = 10\ \text{m/s}^2$.

---

Đáp án

Bài 1. $F = 3{,}6\ \text{N}$. Bài 2. $F = 5{,}625\ \text{N} \approx 5{,}63\ \text{N}$, lực hút. Bài 3. $q = 3\ \mu\text{C}$. Bài 4. Lực giảm 4 lần. Bài 5. Lực tăng $1{,}5$ lần. Bài 6. $E = 4{,}5 \times 10^{5}\ \text{V/m}$. Bài 7. $F = 0{,}012\ \text{N}$. Bài 8. $F = 0{,}018\ \text{N}$, ngược hướng với véc tơ cường độ điện trường. Bài 9. $E = 6 \times 10^{5}\ \text{V/m}$, hướng về phía điện tích $Q$. Bài 10. $E = 7{,}5 \times 10^{6}\ \text{V/m}$, hướng về phía $q_1$ (điểm A). Bài 11. $U = 200\ \text{V}$. Bài 12. $E = 4000\ \text{V/m}$. Bài 13. $A = 6 \times 10^{-4}\ \text{J}$. Bài 14. $a \approx 1{,}76 \times 10^{14}\ \text{m/s}^2$. Bài 15. $q = 1\ \mu\text{C}$. Bài 16. $E = 0$ (hai véc tơ thành phần ngược chiều, cùng độ lớn). Bài 17. $F = 3{,}6\ \text{N}$, hướng về phía $q_3$ (chiều $+x$). Bài 18. M cách $q_1$ $20\ \text{cm}$ (nằm giữa hai điện tích). Bài 19. $A = 10^{-3}\ \text{J}$; $v = 1000\ \text{m/s}$. Bài 20. $E = 5000\ \text{V/m}$; $v \approx 9{,}4 \times 10^{6}\ \text{m/s}$. Bài 21. $F \approx 6{,}9\ \text{N}$, hướng ra ngoài dọc theo đường chéo của hình vuông. Bài 22. $E = 2{,}25 \times 10^{6}\ \text{V/m}$. Bài 23. $F = 2{,}5\ \text{N}$. Bài 24. $\tan\alpha = \dfrac{qE}{mg} = 0{,}2 \Rightarrow \alpha \approx 11{,}3^\circ$.