Chuyên đề Vật Lý lớp 11 đầy đủ - Nguyễn Xuân Trị - Có lời giải chi tiết by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

TÀI LIỆU, CHUYÊN ĐỀ MÔN VẬT LÝ 10-11-12

vectorstock.com/21292754

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

DẠY KÈM QUY NHƠN PHYSICS PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

Chuyên đề Vật Lý lớp 11 đầy đủ - Nguyễn Xuân Trị - Có lời giải chi tiết PDF VERSION | 2020 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

Các chuyên đề Vật Lí 11

MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ DÙNG TRONG TẬP SÁCH Tên đại lượng

Kí hiệu

Đơn vị trong hệ SI

Kí hiệu

Đơn vị dẫn suất

Điện tích Lực Hằng số lực Culông

Q, q F k

C N N .m 2 C2

C = A.s N = kg.m/s2 N .m 2 C2

Hằng số điện môi Cường độ điện trường Công Điện thế Hiệu điện thế Điện dung

 E A V U C

Culông Niutơn N .m 2 9.109 C2 Không đơn vị Vôn/mét Jun Vôn Vôn Farra

V/m J V V F

V/m J = kg.m2/s2 V = A. V = A.

Năng lượng Cường độ dòng điện Thời gian Suất điện động

W I t E

Jun Ampe Giây Vôn

J A s V

J = kg.m2/s2 Đơn vị cơ bản Đơn vị cơ bản V = A.

Công suất

Oát

Nhiệt lượng Điện trở

Q R, r

Jun Ôm

J 

Điện trở suất Hệ số nhiệt điện trở

 

.m K-1

Hệ số nhiệt điện động Hiệu suất Khối lượng Số Fa-ra-đây Khối lương mol ng.tử Hoá trị Cảm ứng từ

T H m F A n B

Ôm.mét 1 Kenvin Vôn/Kenvin Phần trăm Kilôgam 96500 C/mol Gam/mol Không đơn vị Tesla

Độ từ thẩm Từ thông Độ tự cảm

  L

Không đơn vị Vêbe Henri

Chiết suất Tiêu cự Độ tụ

n f D

Không có đơn vị Mét Điôp

F= C V

V/K % kg C/mol g/mol T

Wb H

J s J = kg.m2/s2 W=

=

V A

1 K V/K Đơn vị cơ bản C/mol g/mol T=

N A.m

W = T.m2 H = Wb A

m dp

Đơn vị cơ bản dp = m-1 3

Các chuyên đề Vật Lí 11

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY Fx 570ES ĐỂ GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VẬT LÝ 11 I. TÌM NHANH ĐẠI LƯỢNG CHƯA BIẾT TRONG BIỂU THỨC. 1. Sử dụng SOLVE ( Chỉ dùng trong COMP: MODE 1 ) Chọn chế độ làm việc Nút lệnh Ý nghĩa - Kết quả màn hình Dùng COMP COMP là tính toán chung MODE 1 Chỉ định dạng nhập/ xuất toán SHIFT MODE 1 Nhập biến X ALPHA )

Màn hình xuất hiện Math Màn hình xuất hiện X.

Nhập dấu =

ALPHA CALC

Màn hình xuất hiện =

Chức năng SOLVE:

SHIFT CALC = hiển thị kết quả X= .....

Lưu ý: Chức năng CALC và SOLVE ngược nhau. 2. Các Ví dụ: Ví dụ 1: Cho dòng điện I = 15 A qua 2 điện trở R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω mắc song song. Tính I1, I2. 5X = 10 (15-X) Giải: I1R1 = I2R2 Hay R1X = R2 (15-X) Nhập máy : 5X = 10(15-X) Bấm: SHIFT CALC = (DÙNG SOLVE) kết quả:

X= L-R =

10 0

Vậy I1 = 10 A ; I2 = 15 - 10 = 5 A. Ví dụ 2: Cho dòng điện 18 A qua ba điện trở R1 = 3 Ω , R2 = 6 Ω , R3 = 2 Ω mắc song song. Tính hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song. Giải: I1R1= I2R2 = I3R3. Ta có U là X X X X X X X X X X    18.    18    18 Nhập máy : 3 6 2 3 6 2 R1 R2 R3 X= 18 L-R = 0 Bấm: SHIFT CALC = (DÙNG SOLVE) kết quả: Vậy U = 18 V . Ví dụ 3: Cho dòng điện 11 A qua ba điện trở R1 = 4 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 10 Ω mắc song song. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở: I1, I2, I3. Giải: I1R1 = I2R2 = I3R3 Ta có U là X X X X    11 R1 R2 R3 Bấm: SHIFT CALC = (DÙNG SOLVE) kết quả:

X X X    11 4 5 10 X= 20 L-R = 0 4

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta được U = 20V. Ấn M+ sau đó chia 4 ta được I1 = 5 A, Ấn phím AC Bấm RCL M  chia 5 được I2 = 4 A; Ấn phím AC Bấm RCL M  chia 10 được I3 = 2 A. Ví dụ 4: Hai điện trở R1, R2 mắc song song cho điện trở tương đương

18 Ω. Biết 5

R2 - R1 = 3 Ω. Tính R1, R2. Giải: Ta có R1 là X

1 1 5 1 1 5     Nhập máy : R R  3 18 X X  3 18

Bấm: SHIFT CALC = (DÙNG SOLVE) kết quả:

1 1 5   X X  3 18 X= 6 L-R = 0

Vậy R = 6 Ω Ví dụ 5: Ba điện trở R1 , R2, R3 mắc song song trên một mạch điện cho điện trở tương đương

18 Ω. Biết R3 - R2 = R2 - R1 =3 Ω. Tính R1, R2, R3 . 11

Giải: Gọi R1 là điện trở nhỏ nhất. Đặt R1 là X. 1 1 1 11 1 1 1 11 Ta có:        R1 R2 R3 18 X X  3 X  6 18

1 1 1 11    X X  3 X  6 18 X= 3 L-R = 0

Nhập máy: như hình bên Ấn SHIFT CALC ( SOLVE) = Ta được kết quả: R1 = X = 3 Ω => R2 = X + 3 = 6 Ω; R3 = X + 6 = 9 Ω

Ví dụ 6: Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau 5 cm trong chân không thì đẩy nhau bằng một lực 0,9N. Xác định điện tích của hai quả cầu đó. Phương pháp truyền Phương pháp dùng SOLVE thống Giải: Theo định luật Coulomb: q .q F  k. 1 2 2 r F .r 2  q1.q2  k



q1.q2 

Nhấn: MODE 1 (COMP ) Ta có: F  k .

q1 .q2 r2

với biến X là q1 hoặc q2

Nhấn 0.9 ALPHA CALC 9 x10x 9 x ALPHA ) x2 

0.05 x2

0,9.0,05  25.1014 9.109 5

Các chuyên đề Vật Lí 11

Mà q 1  q 2

nên

 q1  25.1014. q2  q1  5.107 C.

Do hai điện tích đẩy nhau nên:

Máy hiển thị : Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0

q1  q2  5.107 C hay q1  q2  5.107 C. Máy hiển thị: X là q1 hoặc q2 cần tìm. Vậy

q1  q2  5.107 C hay q1  q2  5.107 C. (do hai điện tích đẩy nhau)

Ví dụ 7: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết: R1 = 5  , R2 =2  , R3 = 1  và hiệu điện thế hai đầu mạch là 7 V. Tính điện trở tương đương của mạch và cường độ dòng điện chạy qua mạch.

R2 R3

Phương pháp truyền

Phương pháp dùng SOLVE

thống

Nhấn: MODE 1 (COMP )

Giải: Điện trở tương đương: R1 nối tiếp R2 nên: R12 = R1 + R2 = 5+2 = 7  R12 song song R3 nên:

(R1 nối tiếp R2) song song R3

Rtd 

Nhấn 1

ALPHA )

CALC 1

5 + 2  + 1

R12 .R3 7.1 7    R12  R3 7  1 8

Theo định luật Ôm cho đoạn mạch:

U 7 I   8A Rtd 7 8

1 1 1 1 1     Rtd R12 R3 R1  R2 R3 với biến X là Rtđ  ALPHA 1

Các chuyên đề Vật Lí 11

Máy hiển thị : Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0

Máy hiển thị: X là Rtđ cần tìm. Vậy Rtđ = 0,875  Cường độ dòng điện chạy qua mạch: I = U/Rtđ Nhấn 7 : Ans =

Máy hiển thị: Vậy I = 8 A. Ví dụ 8: Một ống dây hình trụ dài 50 cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 A. cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 T. Tính số vòng dây của ống dây. Phương pháp truyền thống Phương pháp dùng SOLVE Nhấn: MODE 1 (COMP ) Giải: Số vòng dây của ống dây

NI . 2 l Bl 25.104.0,5 N  4 .107 I 4 .107.2

Ta có: B  4 .107

NI l với biến X là N

Ta có: B  4 .107

 N = 497 vòng

Nhấn 25 x10x (-) 4 ALPHA CALC 4 SHIFT x10x x x10x (-) ALPHA )

x 2

7 x

 0.5 7

Các chuyên đề Vật Lí 11

Máy hiển thị : Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0

Máy hiển thị: X là N cần tìm. Vậy N = 497 vòng Từ ví dụ này chúng ta có thể suy luận cách dùng các công thức khác! II: DÙNG CÁC HẰNG SỐ CÀI ĐẶT SẴN TRONG MÁY TÍNH: 1. Các hằng số vật lí và đổi đơn vị vật lí: a. Các lệnh: Các hằng số được cài sẵn trong máy tính Fx570MS; Fx570ES; 570ES Plus; VINACAL 570ES Plus bằng các lệnh: [CONST] Number [0 40] (xem các mã lệnh trên nắp của máy tính cầm tay). Lưu ý: Khi tính toán dùng máy tính cầm tay, tùy theo yêu cầu đề bài có thể nhập trực tiếp các hằng số từ đề bài đã cho, hoặc nếu muốn kết quả chính xác hơn thì nhập các hằng số thông qua các mã lệnh CONST [0 40] đã được cài đặt sẵn trong máy tính! (Xem thêm bảng HẰNG SỐ VẬT LÍ dưới đây) b. Các hằng số vật lí: Các hằng số thường dùng là: Hằng số vật lí

Mã số

Máy 570ES bấm:

Khối lượng prôton (mp)

Const [01] =

1,67262158.10-27 (kg)

Khối lượng nơtron (mn)

Const [02] =

1,67492716.10-27 (kg)

Khối lượng êlectron (me) 03

Const [03] =

9,10938188.10-31 (kg)

Điện tích êlectron (e)

Const [23] =

1,602176462.10-19 (C)

Số Avôgađrô (NA)

Const [24] =

6,02214199.1023 (mol-1)

Const [35] =

9,80665 (m/s2)

Gia tốc trọng trường tại mặt đất (g)

Giá trị hiển thị

SHIFT 7 0 40 =

Các chuyên đề Vật Lí 11

c.Ví dụ 1: Máy 570ES: Các hằng số Tốc độ ánh sáng trong chân không (C0) hay c Điện tích êlectron (e) Khối lượng êlectron (me)

Thao tác bấm máy Fx 570ES

Kết quả màn hình

SHIFT 7 CONST 28 =

299792458 m/s

SHIFT 7 CONST 23 =

1.602176462 10-19 C

SHIFT 7 CONST 03 =

9.10938188 .10-31 Kg

2. Đổi đơn vị (không cần thiết lắm): Với các mã lệnh ta có thể tra bảng in ở nắp sau của máy tính. - Máy 570ES bấm Shift 8 Conv [mã số] = - Ví dụ: Từ 36 km/h sang m/s, bấm: 36 Shift 8 [Conv] 19 = Màn hình hiển thị: 10 m/s - Máy 570MS bấm Shift Const Conv [mã số] = 3. Ví dụ về cách nhập các hằng số: Ví dụ 2: Tính lực tương tác điện giữa một electron và một prôtôn khi chúng đặt cách nhau 2.10-9 cm trong nước nguyên chất có hằng số điện môi  = 81.

k q1q2 9.109. 1, 6.1019  Giải 1: Ta có: F  . Thế số trực tiếp: F  7,1.109 ( N ) . 2 11 2 r 81.(2.10 ) 2

Giải 2: Bấm máy: 9.109 X

SHIFT 7 23 e X2  81 X ( 2 x10x -11

) –x2

= kết quả hiển thị: 7,1.... 10-9(N) Nhận xét: Cách 2 nhập hằng số e từ máy tính sẽ cho kết quả chính xác hơn. III. CÁCH NHẬP SỐ NGHỊCH ĐẢO ĐỂ TÌM NHANH KẾT QUẢ : Ví dụ 1: Cho 2 điện trở R1 = 6 Ω, R2 = 12 Ω mắc song song.Tính điện trở tương đương. Giải: Ta có:

1 1 1 1 1 1      R R1 R2 R 6 12

Nhập máy: 6 X 1  12 X 1 

1 1 X  4 .Vậy R = 4 Ω. 4

Lưu ý: Nhấn nhanh nghịch đảo bằng cách nhấn phím x 1 bên dưới phím MODE. 9

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ví dụ 2: Vật sáng AB cách thấu kính phân kỳ một đoạn 20 cm cho ảnh A’B’ cao bằng

1 vật. 2

Hãy xác định tiêu cự của thấu kính. Hướng dẫn giải 1 1 1 Áp dụng công thức   . f d d' áp dụng công thức độ phóng đại k = -d’/d. Với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh

Hướng dẫn sử dụng máy tính Nhập máy tính: ấn 20 x-1 + - 10 x-1 = Ans x-1 = Kết quả: - 20

ảo cùng chiều nhỏ hơn với vật nên k > 0; suy ra A’B’/AB = k. Hay d’ = - 0,5d = -10 cm. Tiêu cự của thấu kính là f = - 20 cm. IV. SỬ DỤNG BỘ NHỚ TRONG MÁY TÍNH CẦM TAY: Bộ nhớ phép tính ghi mỗi biểu thức tính mà bạn đã nhập vào thực hiện và cả kết quả của nó. Bạn chỉ có thể sử dụng bộ nhớ phép tính trong Mode COMP (MODE 1) Tên bộ nhớ Miêu tả Bộ nhớ Ans Lưu lại kết quả phép tính cuối cùng. Kết quả phép tính có thể cộng hoặc trừ với bộ nhớ độc lập. Bộ nhớ độc lập M Hiện thị “ M” chỉ ra dữ liệu trong bộ nhớ độc lập. Sáu biến số A , B , C , D , X và Y Các biến số có thể dùng để lưu các giá trị riêng a. Mô tả về bộ nhớ (Ans)  Nội dung bộ nhớ Ans được cập nhập bất cứ khi nào làm một phép tính sử dụng một trong các phím sau: = , SHIFT = , M+ , SHIFT M+ ( M-) . RCL . SHIFT RCL (STO). Bộ nhớ có thể giữ tới 15 chữ số.  Nội dung bộ nhớ Ans không thay đổi nếu có lỗi trong việc vừa thực hiện phép tính.  Nội dung bộ nhớ Ans vẫn còn ngay cả khi ấn phím AC , thay đổi mode phép tính, hoặc tắt máy. Dùng bộ nhớ Ans để thao tác một số phép tính: Ví dụ 1: Lấy kết quả của 3  4 chia cho 30

Các chuyên đề Vật Lí 11

( Tiếp tục)  30 =  Ấn  tự động nhập vào lệnh Ans  Với thao tác trên , bạn cần thực hiện phép tính thứ 2 ngay sau phép tính thứ nhất . Nếu cần gọi nội dung bộ nhớ Ans sau khi ấn AC , ấn tiếp Ans . Nhập nội dung bộ nhớ Ans vào một biểu thức: Ví dụ 2: Để thao tác phép tính sau đây: 123 + 456 = 579; 789 - 579 = 210 Giải LINE D 1 2

3 + 4 5 6



123+456 579

9  Ans



789Ans 210 b. Miêu tả chung về bộ nhớ độc lập (M) Có thể làm phép tính cộng thêm hoặc trừ đi kết quả trong bộ nhớ độc lập. Chữ “M” hiển thị khi bộ nhớ độc lập có lưu một giá trị .  Sau đây là tóm tắt một số thao tác có thể sử dụng bộ nhớ độc lập . Ý nghĩa Ấn phím Thêm giá trị hoặc kết quả hiển thị của biểu thức M+ vào bộ nhớ độc lập Bớt đi giá trị hoặc kết quả hiển thị của biểu thức SHIFT M+ (M) từ bộ nhớ độc lập Gọi nội dung bộ nhớ độc lập gần nhất RCL M+ (M )  Cũng có thể chuyển biến số M vào một phép tính , yêu cầu máy tính sử dụng nội dung bộ nhớ độc lập tại vị trí đó. Dưới đây là cách ấn phím để chuyển biến số M. ALPHA M+ (M)  Chữ “M” hiện phía trên bên trái khi có một giá trị nào đó khác 0 được lưu trong bộ nhớ độc lập . 11

Các chuyên đề Vật Lí 11

 Nội dung bộ nhớ độc lập vẫn còn ngay cả khi ấn phím AC thay đổi mode tính toán, kể cả khi tắt máy . Các ví dụ sử dụng bộ nhớ độc lập :  Nếu chữ “M” hiển thị thì thao tác “ Xóa bộ nhớ độc lập” trước khi thực hiện các ví dụ này. Ví dụ 3: 23 + 9 = 32 : 2 3 + 9 M+ (thêm 32 vào) 53 – 6 = 47 : 5 3  6 M+ (thêm 47 vào nữa là :32+47=79) 45 2 = 90 : 4 5  2 SHIFT M+ (M) ( 79 trừ cho 90 là -11)

99  3=33 : 9 9  3 M+ (Thêm 33 vào nữa là: 33 -11=22) (Cộng ) 22 RCL M+ (M) ( Gọi M: kết quả là 22 ) Xóa bộ nhớ độc lập: Ấn 0 SHIFT RCL (STO) M+ : Xóa bộ nhớ độc lập và làm chữ “M” lặn đi. (Phép gán bộ nhớ bằng 0). c. Các biến ( A, B, C, D) Miêu tả chung về biến và phép gán biến: (Đang thực hiện phép tính) Phép gán biến và gọi biến Nút lệnh Ý nghĩa - Kết quả Màn hình hiện SHIFT RCL STO (-) Gán một số đang tính vào biến A Ans →A Màn hình hiện SHIFT RCL STO .,,, Gán một số đang tính vào biến B Ans →B Màn hình hiện SHIFT RCL STO hyp Gán một số đang tính vào biến C Ans →C Màn hình hiện Gán một số đang tính vào biến D SHIFT RCL STO sin Ans →D Gọi biến A vào thực hiện phép tính RCL (-) Màn hình hiện A Gọi biến B vào thực hiện phép tính RCL . ,,, Màn hình hiện B Gọi biến C vào thực hiện phép tính RCL hyp Gọi biến D vào thực hiện phép tính RCL sin

Màn hình hiện C Màn hình hiện D

 Bạn có thể cho một giá trị hoặc một kết quả vào biến Ví dụ 4: + Cho kết quả của 3 + 5 vào biến A (Phép gán biến A) 3 + 5 SHIFT RCL (STO) () (A): Màn hình hiện 3 + 5  A là 8. 12

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Cho kết quả của 3 x 5 vào biến B (Phép gán biến B) 3 x 5 SHIFT RCL (STO)  '" (B): Màn hình hiện 3 x 5  B là 15.  Sử dụng thao tác sau khi bạn muốn kiểm tra nội dung của biến Ví dụ 5: Để gọi nội dung của biến A ; B (Phép gọi biến A; Phép gọi biến B) RCL () A ; RCL  '" B  Dưới đây cho biết đưa biến vào trong biểu thức như sau: Ví dụ 6: Nhân nội dung của biến A với nội dung của biến B: ALPHA () A  ALPHA  '" (B) = kết quả hiển thị: 120  Nội dung của biến vẫn còn ngay cả khi ấn phím AC thay đổi mode phép tính, kể cả khi tắt máy. Ví dụ 7: (Về sử dụng các biến nhớ A,B,C…): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết: E = 12 V, r = 0,2 Ω, R1 = 4 , R2 = 4 , R3 = R4 = 12 , R5 = 8 . Điện trở ampe kế và các dây nối không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua điện trở R1.

Giải: a) Sơ đồ mạch ngoài: R1nt ( R2 //R4 ) nt ( R3 //R5 ) -Tính: R24 

R2 R4 4.12   3() . Nhập máy tính: R2  R4 4  12

Nhấn SHIFT RCL STO (-) Hiển Thị: Ans  A: Nghĩa là R24  3() đã lưu vào biến A. Nhấn AC để thực hiện phép tính tiếp theo. -Tính: R  R3 R5  12.8  4,8() . Nhập máy tính: 35 R3  R5 12  8 13

Các chuyên đề Vật Lí 11

Nhấn SHIFT RCL STO . ,,, Hiển Thị: Ans B: Nghĩa là R35 

24 () đã lưu vào biến B. 5

Nhấn AC để thực hiện phép tính tiếp theo. -Tính: RN  R1  R24  R35  4  3 

24 59   11,8(). Ta nhập máy tính như sau: 5 5

Lưu ý: Gọi biến A: RCL (-) màn hình xuất hiện A. Gọi biến B: RCL .,,, màn hình xuất hiện B. 59  11,8 Nhập máy tính: Có thể nhấn phím S S  D 5 Nhấn SHIFT RCL STO hyp Hiển Thị: AnsC: Nghĩa là RN 

59  11,8(). đã lưu vào biến C. 5

Nhấn AC để thực hiện phép tính tiếp. -Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:

I  I1 

E 12   1( A). Nhập máy tính: RN  r 11,8  0,2

Lưu ý: Gọi biến C: RCL hyp màn hình xuất hiện C. Nhập:

12  RCL Hyp C  0, 2

1 : Màn hình hiển Thị: 1 => I = 1 A

d. Xóa nội dung của toàn bộ nhớ: Các thao tác sau để xóa nội dung của bộ nhớ Ans, bộ nhớ độc lập và tất cả các biến. Ấn phím SHIFT 9 (CLR) 2 (Memory) = (Yes)  Để hủy hoạt động xóa mà không cần làm gì khác, ấn AC (Cancel) thay cho =

V. SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY TÍNH TOÁN THÔNG THƯỜNG: Lưu ý: x x x Phím x10 dùng để nhập 10 do vậy khi nhập 10 không nên dùng phím x

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ví dụ 1: Hai điện tích q1 = q2 = 5.10-16 C được đặt cố định tại hai đỉnh B, C của một tam giác đều ABC cạnh a = 8 cm. Các điện tích đặt trong không khí có hằng số điện môi  = 1,000594. Xác định cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác nói trên. Cách giải Kết quả - Hình vẽ Cường độ điện trường tại A được xác định bởi: E = 2E1.cos300 = E1 3 =

3.q . 4 0 .a 2

Thay số nhập máy ta được: E = 0,00122 V/m. Ví dụ 2: Cường độ điện trường của một điện tích điểm tại A bằng 36 V/m, tại B bằng 9 V/m. Biết A,B nằm cùng một phía so với điện tích. Hỏi cường độ điện trường tại trung điểm I của AB? Giải:

EA  k

rB2

. . EB  k 2

Cường độ điện trường tại trung điểm I của AB: EI  k E1 = k

q  rA  rB     2 

4  1 1     E E A B  



q 2 I

4 1   1    9  36

. với rI 

rA  rB . 2

Bấm máy ra kết quả: E1 = 16 (V/m).

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG I. LÝ THUYẾT 1. Điện tích. Điện tích điểm. Tương tác điện. Nêu các khái niệm điện tích, điện tích điểm, tương tác điện. 15

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Vật bị nhiễm điện gọi là vật mang điện, vật tích điện hay là một điện tích. Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tới điểm mà ta xét. + Tương tác điện: Có hai loại điện tích là điện tích dương (+) và điện tích âm (-). Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. Sự đẩy hay hút giữa các điện tích đó là sự tương tác điện. 2. Định luật Cu-lông. Phát biểu, viết biểu thức định luật Cu-lông. + Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. |qq | Nm 2 + Biểu thức: F = k 1 2 2 ; F là lực tương tác, đơn vị niu tơn (N); k = 9.109 là r C2 hệ số tỉ lệ; q1, q2 là điện tích của các điện tích điểm, đơn vị cu-lông (C); r là khoảng cách giữa hai điện tích, đơn vị mét (m). 3. Tương giữa các điện tích đặt trong điện môi. Hằng số điện môi. Nêu lực tương tác giữa các điện tích điểm đặt trong điện môi đồng tính. Hằng số điện môi. + Trong môi trường điện môi (môi trường cách điện) đồng tính, lực tương tác giữa |qq | các điện tích sẽ yếu đi  lần so với trong chân không: F = k 1 22 . r + Hằng số  được gọi là hằng số điện môi của môi trường cách điện (  1). Hằng số điện môi là một đặc trưng quan trọng của một môi trường cách điện. Nó cho biết, khi đặt điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. 4. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm. Vẽ hình và nêu đặc điểm của các véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm. Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm có:

Các chuyên đề Vật Lí 11

5. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. Nêu cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. + Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương. Electron có điện tích qe = –1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg. Prôtôn có điện tích qp = +1,6.10-19 C, có khối lượng mp = 1,67.10-27 kg. Khối lượng của nơtron xấp xĩ bằng khối lượng của prôtôn. Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn của tổng điện tích âm của các electron và nguyên tử ở trạng thái trung hoà về điện. + Trong các hiện tượng điện mà ta xét ở chương trình Vật lí THPT thì điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích có độ lớn nhỏ nhất có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố. 6. Thuyết electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật. Định luật bảo toàn điện tích. Nêu thuyết electron và nội dung của thuyết electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật. Nêu định luật bảo toàn điện tích. + Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật được gọi là thuyết electron. + Nội dung của thuyết electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật: Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm. Một vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số prôtôn. Nếu số electron ít hơn số prôtôn thì vật nhiễm điện dương. + Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi. 7. Điện trường. Cường độ điện trường. Nêu định nghĩa điện trường và cường độ điện trường. + Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. + Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. E = F . q

Các chuyên đề Vật Lí 11

8. Cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm. Nguyên lí chồng chất điện trường. Vẽ hình và nêu đặc điểm của véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm. Nêu nguyên lí chồng chất điện trường. + Véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm có:

+ Nguyên lí chồng chất điện trường: Véc tơ cường độ điện trường E của điện trường tổng hợp do n điện tích điểm gây ra tại một điểm trong không gian chứa các điện 





tích: E = E1 + E2 + … + En . Với Ei là vector cường độ điện trường do điện tích điểm ni gây ra tại điểm đang xét. 9. Đường sức điện. Điện trường đều. Nêu định nghĩa và các đặc điểm của đường sức điện. Điện trường đều. + Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó. + Các đặc điểm của đường sức điện: Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi. Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc từ vô cực đến điện tích âm. Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. + Điện trường đều là điện trường mà véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương chiều và độ lớn; đường sức điện của điện trường đều là những đường thẳng song song, cách đều.

Các chuyên đề Vật Lí 11

10. Công của lực điện trong sự di chuyển điện tích trong điện trường. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. Nêu đặc điểm công của lực điện trong sự di chuyển điện tích trong điện trường và mối liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. + Công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. AMN = q.E.dMN; dMN là khoảng cách giữa M và N dọc theo đường sức điện trường. + Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường đó. AMN = WM – WN. 11. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường. Nêu định nghĩa và viết công thức tính hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường. + Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q. + Công thức: UMN = VM – VN =

AMN q

; trong đó UMN là hiệu điện thế giữa hai điểm

M và N, đơn vị V (vôn); VM và VN là điện thế tại M và N, đơn vị V (vôn); AMN là công của lực điện trường thực hiện khi điện tích q di chuyển từ M đến N, đơn vị J (jun); q là độ lớn điện tích, đơn vị C (culong). 12. Tụ điện. Nêu định nghĩa tụ điện, điện dung của tụ điện. Nêu đơn vị của điện dung và các ước số thường dùng của nó. + Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. + Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Q + Công thức: C = ; trong đó: C là điện dung, đơn vị F (fara); Q là điện tích của tụ, U đơn vị C (culong); U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ, đơn vị V (vôn). 1C + Đơn vị điện dung trong hệ SI là fara (kí hiệu F): 1 F = . 1V + Các ước số thường dùng của fara (F): 1 mF (milifara) = 10-3 F. 1 µF (micrôfara) = 10-6 F. 1 nF (nanôfara) = 10-9 F. 1 pF (picôfara) = 10-12 F. 19

Các chuyên đề Vật Lí 11

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Điện tích của vật tích điện - Tương tác giữa hai điện tích điểm. * Kiến thức liên quan + Điện tích của electron qe = -1,6.10-19 C. Điện tích của prôtôn qp = 1,6.10-19 C. Điện tích e = 1,6.10-19 C gọi là điện tích nguyên tố. + Khi cho hai vật giống nhau, có tích điện q1 và q2 tiếp xúc với nhau rồi tách chúng q  q2 ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhau và bằng 1 . 2 + Lực tương tác giữa hai điện tích điểm:

Điểm đặt lên mỗi điện tích. Phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích. Chiều: đẩy nhau nếu cùng dấu, hút nhau nếu trái dấu. |qq | Độ lớn: F = 9.109 1 22 ;  là hằng số điện môi của môi trường (trong chân không r hoặc gần đúng là không khí thì  = 1). * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến sự tích điện của các vật và lực tương tác giữa hai điện tích điểm ta viết biểu thức liên quan đến những đại lượng đã biết và những đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập Bài 1. Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không, cách nhau một đoạn r = 4 cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa chúng là F = 10-5 N. a) Tìm độ lớn mỗi điện tích. b) Tìm khoảng cách r’ giữa chúng để lực đẩy tĩnh điện là F’ = 2,5.10-6 N. Bài 2. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại A và B đặt trong không khí, có điện tích lần lượt là q1 = - 3,2.10-7 C và q2 = 2,4.10-7 C, cách nhau một khoảng 12 cm. a) Xác định số electron thừa, thiếu ở mỗi quả cầu và lực tương tác điện giữa chúng. b) Cho hai quả cầu tiếp xúc điện với nhau rồi đặt về chỗ cũ. Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu sau đó. Bài 3. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với một lực F = 1,8 N. Biết q1 + q2 = - 6.10-6 C và |q1| > |q2|. Xác định loại điện tích của q1 và q2. Vẽ các véc tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q1 và q2. 20

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 4. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 30 cm trong không khí, chúng hút nhau với một lực F = 1,2 N. Biết q1 + q2 = - 4.10-6 C và |q1| < |q2|. Xác định loại điện tích của q1 và q2. Tính q1 và q2. Bài 5. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 15 cm trong không khí, chúng hút nhau với một lực F = 4,8 N. Biết q1 + q2 = 3.10-6 C; |q1| < |q2|. Xác định loại điện tích của q1 và q2 . Vẽ các véc tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q1 và q2. Bài 6. Hai điện tích điểm có độ lớn bằng nhau được đặt cách nhau 12 cm trong không khí. Lực tương tác giữa hai điện tích đó bằng 10 N. Đặt hai điện tích đó trong dầu và đưa chúng cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N. Tính độ lớn các điện tích và hằng số điện môi của dầu. Bài 7. Hai vật nhỏ giống nhau (có thể coi là chất điểm), mỗi vật thừa một electron. Tìm khối lượng của mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn. Cho hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 N.m2/kg2. Bài 8. Hai viên bi kim loại rất nhỏ (coi là chất điểm) nhiễm điện âm đặt cách nhau 6 cm thì chúng đẩy nhau với một lực F1 = 4 N. Cho hai viên bi đó chạm vào nhau sau đó lại đưa chúng ra xa với cùng khoảng cách như trước thì chúng đẩy nhau với lực F2 = 4,9 N. Tính điện tích của các viên bi trước khi chúng tiếp xúc với nhau. Bài 9. Hai quả cầu nhỏ hoàn toàn giống nhau, mang điện tích q1,q2 đặt trong chân không cách nhau 20cm thì hút nhau bằng một bằng lực F1=5.10-5N. Đặt vào giữa hai quả cầu một tấm thủy tinh dày d=5cm, có hằng số điện môi  =4 .Tính lực tác dụng giữa hai quả cầu lúc này. Bài 10. Bài tập phát triển năng lực: Cho hai điện tích điểm q1 = 10-8 C và q2 = - 2.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí. a) Tìm lực tương tác tĩnh diện giữa hai điện tích. b) Muốn lực hút giữa chúng là 7,2.10-4 N. Thì khoảng cách giữa chúng bây giờ là bao nhiêu? c) Thay q2 bởi điện tích điểm q3 cũng đặt tại B như câu b) thì lực lực đẩy giữa chúng bây giờ là 3,6.10-4 N. Tìm q3? d) Tính lực tương tác tĩnh điện giữa q1 và q3 như trong câu c (chúng đặt cách nhau 10 cm) trong chất parafin có hằng số điện môi  = 2. * Hướng dẫn giải Bài 1. a) Độ lớn mỗi điện tích: Ta có: F = k

105 | q1 q2 | q2 F -2 = k  |q| = r = 4.10  1,3.10-9 (C). 9.109 r2 r2 k

b) Khoảng cách r ' 

q k F'

 1,3.109

9.109 2,5.106

Bài 2. a) Số electron thừa ở quả cầu A: N1 =

= 7,8.10–2 m = 7,8 cm.

3, 2.107 = 2.1012 electron. 1,6.1019

Các chuyên đề Vật Lí 11

Số electron thiếu ở quả cầu B: N2 =

2, 4.107 = 1,5.1012 electron. 1,6.109

Lực tương tác điện giữa chúng là lực hút và có độ lớn: |q q | | 3, 2.107.2.4.107 | F = k 1 2 2 = 9.109 = 48.10-3 (N). r (12.102 ) 2 b) Khi cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi tách ra, điện tích của mỗi quả cầu là: q  q2 3, 2.107  2, 4.107 = = - 0,4.10-7 C; lực tương tác giữa q1' = q2' = q’ = 1 2 2 chúng lúc này là lực đẩy và có độ lớn: | q' q' | | (4.107 ).(4.107 ) | F’ = k 1 2 2 = 9.109 = 10-3 N. r (12.102 ) 2 Bài 3. Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu; vì q1 + q2 < 0 nên chúng đều là điện tích âm. Véc tơ lực tương tác điện giữa hai điện tích:

| q1 q2 | Fr 2 1,8.0, 22  |q q | = = = 8.10-12; 1 2 r2 k 9.109 q1 và q2 cùng dấu nên |q1q2| = q1q2 = 8.10-12 (1) và q1 + q2 = - 6.10-6 (2). Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của phương trình: x2 + 6.10-6x + 8.10-12 = 0 Ta có: F = k

 x1  2.10 6

 

 x2  4.10 6

6 q  4.10 6 C  . Kết quả q1  2.10 C hoặc  1 . 6 6

q2  4.10 C

q2  2.10 C

Vì |q1| > |q2|  q1 = C; q2 = C. Bài 4. Hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu nhau; vì q1 + q2 < 0 và |q1| < |q2| nên q1 > 0; q2 < 0. 4.10-6

2.10-6

| q1 q2 | Fr 2 1, 2.0,32  |q1q2| = = = 12.10-12; 2 r k 9.109 q1 và q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1); theo bài ra thì q1 + q2 = - 4.10-6 (2). Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = 0  x  2.10 6 q  6.10 6 C q  2.10 6 C   1 . Kết quả  1 hoặc  1 .  x2  6.10 6 q2  2.10 6 C q2  6.10 6 C Vì |q1| < |q2|  q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C. Bài 5. Hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu nhau; vì q1 + q2 > 0 và |q1| < |q2| nên q1 < 0; q2 > 0. Ta có: F = k

Các chuyên đề Vật Lí 11

| q1 q2 | Fr 2 4,8.(15.102 ) 2  |q1q2| = = = 12.10-12; vì q1 và q2 trái dấu nên: 2 r k 9.109 |q1q2| = - q1q2 = 12.10-12 (1) và q1 + q2 = - 4.10-6 (2). Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của phương trình: x2 + 4.10-6x - 12.10-12 = 0 q1  6.10 6 C  x1  2.10 6 q1  2.10 6 C   . Kết quả  hoặc  . q2  2.10 6 C  x2  6.10 6 q2  6.10 6 C Vì |q1| < |q2|  q1 = 2.10-6 C; q2 = - 6.10-6 C. F=k

Bài 6. Khi đặt trong không khí: |q1| = |q2| =

F.r 2 10.(12.10 2 )2 = 4.10-6 C.  9 k 9.10 6

6

| 4.10 .4.10 | | q1 q2 | = 9.109 = 2,25. 2 10.(8.102 ) 2 Fr |q q | q q q2 m2 Bài 7. Lực tĩnh điện: F = k 1 2 2 = k 2 ; lực hấp dẫn: F’ = G 1 2 2 = G 2 . r r r r Khi đặt trong dầu:  = k

Để F = F’ thì: k

9.10 q2 m2 k = G  m = |q| = 1,6.10-19 = 1,86.10-9 (kg). 2 2 6,67.1011 r r G

| q1 q2 | f1r 2 4.(6.102 ) 2  |q q | = = 16.10-13;  1 2 r2 k 9.109 vì q1 < 0 và q2 < 0 nên: |q1q2| = q1q2 = 16.10-13 (1). q  q2 (q  q )2 Sau khi tiếp xúc: q1’ = q2’ = 1  f2 = k 1 2 2 2 4.r Bài 8. Trước khi tiếp xúc: f1 = k

4 f 2 r 2 4.4,9.(6.102 ) 2 = 78,4.10-13  | q1 + q2| = 28.10-7; vì q1 < 0  k 9.109 và q2 < 0 nên: q1 + q2 = - 28.10-7  q2 = - (q1 + 28.10-7) (2); Thay (2) vào (1) ta có: - q 12 - 28.10-7q1 = 16.10-13  q 12 + 28.10-7q1 + 160.10-14 = 0. Giải ra ta có: q1 = -8.10-7 C; q2 = -20.10-7 C hoặc q1 = -20.10-7 C; q2 = -8.10-7 C. Bài 9. Lực tĩnh điện F = kq1q2 / r2 => F.r2. = kq1q2 = không đổi.

 (q1 + q2)2 =

Khi điện môi không đồng nhất: khoảng cách mới giữa hai điện tích: rm = di  i (Khi đặt hệ điện tích vào môi trường điện môi không đồng chất, mỗi điện môi có chiều dày là di và hằng số điện môi ɛi thì coi như đặt trong chân không với khoảng cách tăng lên là ( d i   d i ) Ta có : Khi đặt vào khoảng cách hai điện tích tấm điện môi chiều dày d thì khoảng cách mới tương đương là rm = r1 + r2 = d1 + d2 ε = 0,15 + 0,05 4 = 0, 25 m 23

Các chuyên đề Vật Lí 11

Vậy : F0.r0 = 2

F.r2

16  0, 2  r   5.105.  3, 2.105 N => F  F0  0   5.105   25 r  0, 25 

Hoặc dùng công thức: 2

   r1 0, 2 5  F  F0 .    5.10 .    0, 2  0, 05( 4  1)   r1  d (   1) 

r2 , 

 0, 2   5.105.   3, 2.105 N   0, 25  Vậy lực tác dụng giữa hai quả cầu lúc này là. F  3, 2.105 N Bài 10. a) Tìm lực tương tác tĩnh diện giữa hai điện tích. - Lực tương tác giữa hai điện tích là: 108.  2.108 q .q F  k 1 2 2  9.109.  1,8.104 N . r 0,12 b) Muốn lực hút giữa chúng là 7,2.10-4 N. Tính khoảng cách giữa chúng: Vì lực F tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên khi F’ =7,2.10-4 N = 4F( tăng r 0,1 lên 4 lần) thì khoảng cách r giảm 2 lần: r’ = = = 0,05 (m) =5 (cm). 2 2 Hoặc dùng công thức: q .q q .q 108.2.108 F '  k 1 2 2  r  k 1 2  9.109 = 0,05 (m) = 5 (cm). r F' 7, 2.104 c) Thay q2 bởi điện tích điểm q3 cũng đặt tại B như câu b thì lực lực đẩy giữa chúng bây giờ là 3,6.10-4N. Tìm q3?

F k

q1.q3 F .r 2 3, 6.104.0,12  q    4.108 C. 3 2 9 8 r k q1 9.10 .10

Vì lực đẩy nên q3 cùng dấu q1. d) Tính lực tương tác tĩnh điện giữa q1 và q3 như trong câu c (chúng đặt cách nhau 10 cm) trong chất parafin có hằng số điện môi  = 2. F 3,6.104 Ta có: lực F tỉ lệ nghịch với nên F’ = = = 1,8.10-4 N).  2 8 8 q1.q3 9 10 .4.10  9.10 Hoặc dùng công thức: F '  k = 1,8.10-4 N.  r2 2.0,12

Các chuyên đề Vật Lí 11

2. Tương tác giữa các điện tích trong hệ các điện tích điểm. * Các công thức + Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm: - Điểm đặt: đặt trên mỗi điện tích. - Phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích. - Chiều: hút nhau nếu cùng dấu, đẩy nhau nếu trái dấu. |qq | Nm 2 - Độ lớn: F = k 1 22 ; với k = 9.109 . r C2 



+ Lực tương tác của nhiều điện tích lên một điện tích: F = F1 + F2 +...+ Fn . * Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực thành phần tác dụng lên điện tích. + Tính độ lớn của các lực thành phần. + Viết biểu thức (véc tơ) lực tổng hợp. + Dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các đại lượng cần tìm. * Bài tập Bài 1. Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8 C, q2 = - 4.10-8 C, q3 = 5.10-8 C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều, cạnh a = 2 cm. Xác định lực điện trường tổng hợp do các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3. Bài 2. Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = 1,6.10-19 C đặt trong chân không tại ba đỉnh tam giác đều cạnh a = 16 cm. Xác lực điện trường tổng hợp của hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3. Bài 3. Ba điện tích q1 = 27.10-8 C, q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt trong không khí tại ba đỉnh tam giác vuông ABC vuông góc tại C. Cho AC = 30 cm, BC = 40 cm. Xác lực điện trường tổng hợp của hai điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3. Bài 4. Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí, có đặt hai điện tích q1 = q2 = - 6.10-6 C. Xác định lực điện trường do hai điện tích này tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt tại C. Biết AC = BC = 15 cm. Bài 5. Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí, có đặt hai điện tích q1 = -3.10-6C, q2 = 8.10-6C. Xác định lực điện trường do hai điện tích này tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt tại C. Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm. Bài 6. Có hai điện tích điểm q1 = 5.10-9 C và q2 = - 2.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí. Hỏi phải đặt một điện tích thứ ba q0 tại vị trí nào để điện tích này nằm cân bằng? Bài 7. Hai điện tích q1 = - 2.10-6 C, q2 = 18.10-6 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí, cách nhau 8 cm. Một điện tích q3 đặt tại C. a) Xác định vị trí đặt C để q3 nằm cân bằng. b) Xác định dấu và độ lớn của q3 để q1 và q2 cũng cân bằng. Bài 8. Một hệ gồm bốn điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân bằng. Bốn điện tích q nằm tại bốn đỉnh của một hình vuông. Xác định dấu, độ lớn (theo q) và vị trí của điện tích Q. * Hướng dẫn giải 25

Các chuyên đề Vật Lí 11 



Bài 1. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

| q1q3 | | 4.108.5.108 | 9. = 9.10 = 45.10-3 (N). AC 2 (2.102 )2 Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là: Có độ lớn: F1 = F2 = k 



F = F1 + F2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: F = F1cos600 + F2cos600 = 2F1cos600 = F1 = 45.10-3 N. 



Bài 2. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: F1 = F2 = k

| q1q3 | |1,6.1019.1,6.1019 | 9. = 9.10 = 9.10-27 (N). AC 2 (16.102 )2 



Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là: F = F1 + F2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: F = F1cos300 + F2cos300 = 2F1cos300 = 2.9.10-27.

3 = 15,6.10-27 (N). 2 



Bài 3. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

Các chuyên đề Vật Lí 11

8 7 | q1q3 | 9 | 27.10 .( 10 ) | = 27.10-4 (N). = 9.10 AC 2 0,32 |q q | | 64.108.( 107 ) | F2 = k 2 32 = 9.109 = 36.10-4 (N). BC 0, 42 Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là:

Có độ lớn: F1 = k



F = F1 + F2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: F =

F12  F22 = 45.10-4 N. 



Bài 4. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

| q1q3 | = 72.10-3 N. AC 2 Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là: Có độ lớn: F1 = F2 = 9.109 



F = F1 + F2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: F = F1cos + F2 cos = 2F1 cos = 2.F1.

AC 2  AH 2  136.10-3 N. AC 



Bài 5. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

Các chuyên đề Vật Lí 11

| q1q3 | |q q | = 3,75 N; F2 = 9.109 2 32 = 5,625 N. 2 AC BC Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 là: Có độ lớn: F1 = 9.109 



F = F1 + F2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: F =

F12  F22  6,76 N.



Bài 6. Điện tích q1 tác dụng lên q0 lực F1 , điện tích q2 tác dụng lên q0 lực F2 .



Để q0 nằm cân bằng thì F1 + F2 = 0  F1 = - F2  F1 và F2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện này thì q0 phải đặt trên đường thẳng nối A, B (để hai lực cùng phương), đặt ngoài đoạn thẳng AB (để hai lực ngược chiều) và gần q1 hơn (để hai lực bằng nhau về độ lớn vì |q1| < |q2|). |qq | AB  AC Khi đó: k 1 02 = k | q2 q0 | 2  = | q2 | = 2 AC AC ( AB  AC ) | q1 |  AC = 20 cm; BC = BA + AC = 40 cm. 



Bài 7. a) Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 các lực điện F13 và F23 .



Để q3 nằm cân bằng thì F13 + F23 = 0  F13 = - F23  F13 và F23 phải cùng phương, ngược điều và bằng nhau về độ lớn. Để thoả mãn điều kiện đó thì C phải nằm trên đường 



thẳng nối A, B (để F13 và F23 cùng phương), nằm ngoài đoạn thẳng AB (vì q1 và q2 trái dấu, q3 có thể là điện tích dương hay âm đều được, trong hình q3 là điện tích dương) và gần A hơn (vì |q1| < |q2|). |qq | AB  AC Khi đó: k 1 32 = k | q2 q3 | 2  = | q2 | = 3 AC AC ( AB  AC ) | q1 |  AC = 4 cm; BC = 12 cm. b) Để q1 và q2 cũng cân bằng thì: 



F21 + F31 = 0 và F12 + F32 = 0  F21 = - F31 và



Để F21 và F31 ngược chiều thì q3 > 0 và k



F12 = - F32 .

| q3 q1 | |q q | = k 2 12 2 AC AB 28

Các chuyên đề Vật Lí 11 2

 AC  |q3| = |q2|   = 0,45.10-6 C. Vậy q3 = 0,45.10-6 C. AB   Bài 8. Xét sự cân bằng của điện tích q nằm tại đỉnh D của hình vuông. Các điện tích 



q đặt tại các đỉnh A, B, C tác dụng lên điện tích q đặt tại D các lực F14 , F24 , F34 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: F14 = F34 =

kq 2 kq 2 ; F24 = . 2 a 2a 2 



Hợp lực của các lực đó là F1234 = F14 + F24 + F34 có phương chiều như hình vẽ, có độ 1 kq 2 lớn: F1234 = 2 ( 2  ). Để điện tích q đặt tại D cân bằng thì điện tích Q tác dụng 2 a 



lên điện tích q đặt tại D lực F54 phải thoả mãn: F54 = - F1234 . Để các điện tích đặt trên các đỉnh khác cũng cân thì Q phải là điện tích âm và đặt tại tâm O của hình vuông. 2k | Q | q 1 kq 2 Khi đó: F54 = F1234 hay = 2 ( 2 ) 2 a 2 a q 1  Q = - ( 2  ) = - 0,957q. 2 2

Các chuyên đề Vật Lí 11

3. Cường độ điện trường của các điện tích điểm – Lực điện trường. * Các công thức + Véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm: - Điểm đặt: tại điểm ta xét. - Phương: trùng với đường thẳng nối điện tích điểm với điểm ta xét. - Chiều: hướng ra xa q nếu q > 0; hướng về phía q nếu q < 0. k |q| - Độ lớn: E = .  r2 



+ Nguyên lí chồng chất điện trường: E = E1 + F2 +...+ En . 



+ Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm: F = q E . * Phương pháp giải + Giải bài toán tìm véc tơ cường độ điện trường tổng hợp: - Vẽ hình, xác định các véc tơ cường độ điện trường gây ra tại điểm ta xét. - Tính độ lớn của các véc tơ cường độ điện trường thành phần. - Viết biểu thức (véc tơ) cường độ điện trường tổng hợp. - Dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. - Giải phương trình để tìm độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp. - Kết luận đầy đủ về véc tơ cường độ điện trường tổng hợp. * Bài tập Bài 1. Cho hai điện tích q1 = 4.10-6 C và q2 = - 4.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4 cm. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại: a) Trung điểm H của AB. b) Điểm C cách A 2 cm, cách B 6 cm. Bài 2. Cho hai điện tích q1 = 6.10-6 C và q2 = 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 8 cm. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại: a) Trung điểm H của AB. b) Điểm C cách 4 cm, cách B 12 cm. Bài 3. Cho hai điện tích q1 = -6.10-6 C và q2 = -8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 12 cm. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại: a) Điểm C cách A 4 cm, cách B 8 cm. b) Điểm D cách A 15 cm, cách B 3 cm. Bài 4. Tại 2 điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt 2 điện tích q1 = q2 = 16.10-8 C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 8 cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6 C đặt tại C. Bài 5. Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = - q2 = 6.10-6C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 12 cm. Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt tại C.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 6. Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = 4.10-6 C và q2 = -6,4.10-6 C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 12 cm; BC = 16 cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = -5.10-8 C đặt tại C. Bài 7. Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = - 1,6.10-6 C và q2 = - 2,4.10-6 C. Xác định cường độ điện trường do 2 điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 8 cm, BC = 6 cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = 4.10-8 C đặt tại C. Bài 8. Tại hai điểm A, B cách nhau 15 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = -12.10-6 C, q2 = 2,5.10-6 C. a) Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 20 cm, BC = 5 cm. b) Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0. Bài 9. Tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = - 9.10-6 C, q2 = - 4.10-6 C. a) Xác định cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 30 cm, BC = 10 cm. b) Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0. Bài 10. Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và C, điện tích âm đặt tại B và D. Xác định cường độ tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông. * Hướng dẫn giải Bài 1. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại trung điểm H các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = E2 = k

| q1 | | 4.106 | 9. = 9.10 = 9.107 (V/m). AH 2 (2.102 )2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại H do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E1 + E2 = 18.107 V/m. 



b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: E1 = k E2 = k

| q1 | | 4.106 | 9. = 9.10 = 9.107 (V/m); AC 2 (2.102 )2 | q1 | | 4.106 | 9. = 9.10 = 107 (V/m). AC 2 (6.102 )2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E1 – E2 = 8.107 V/m. Bài 2. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại trung điểm H các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = k E2 = k

| q1 | | 6.106 | 9. = 9.10 = 3,375.107 (V/m); AH 2 (4.102 )2 | q1 | | 8.106 | 9. = 9.10 = 4,5.107 (V/m). BH 2 (4.102 )2 

Cường độ điện trường tổng hợp tại H do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 - E1 = 1,125.107 V/m. 



b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ

Có độ lớn: E1 = k

| q1 | | 6.106 | 9. = 9.10 = 3,375.107 (V/m); AC 2 (4.102 )2

| q2 | | 8.106 | 9 E2 = k = 9.10 . = 0,5.107 (V/m). BC 2 (12.102 )2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E1 + E2 = 3,425.107 V/m.

Các chuyên đề Vật Lí 11 



Bài 3. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = k

| q1 | | 6.106 | 9. = 9.10 = 3,375.107 (V/m); AC 2 (4.102 )2

E2 = k

| q2 | | 8.106 | 9. = 9.10 = 1,125.107 (V/m). BC 2 (8.102 )2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E1 - E2 = 2,25.107 V/m. 



b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại D các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

6

| 6.10 | |q | Có độ lớn: E1 = k 1 2 = 9.109 = 0,24.107 (V/m); (15.102 )2 AD 6

| 8.10 | |q | E2 = k 2 2 = 9.109 = 8.107 (V/m). (3.102 )2 BD 



Cường độ điện trường tổng hợp tại D do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 + E1 = 8,24.107 V/m. 

Bài 4. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và 

E2 có phương chiều như hình vẽ.

Các chuyên đề Vật Lí 11

| q1 | = 225.103 V/m. AC 2 Cường độ điện trường tổng hợp tại C do các điện tích q1 và q2 gây ra là: Có độ lớn: E1 = E2 = 9.109 



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ. 2 2 Có độ lớn: E = E1cos + E2cos = 2E1cos = 2E1 AC  AH  351.103 V/m.



Lực điện trường tổng hợp do q1 và q3 tác dụng lên q3 là: F = q3 E . Vì q3 > 0, nên F 

cùng phương cùng chiều với E và có độ lớn: F = |q3|E = 0,7 N. 

Bài 5. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và 

E2 có phương chiều như hình vẽ:

| q1 | = 375.104 V/m. AC 2 Cường độ điện trường tổng hợp tại C do các điện tích q1 và q2 gây ra là: Có độ lớn: E1 = E2 = 9.109 



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: AH E = E1cos + E2 cos = 2E1 cos = 2E1.  312,5.104 V/m. AC Lực điện trường tổng hợp do q1 và q3 tác dụng lên q3 là: 



F = q3 E . Vì q3 < 0, nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|E = 0,094 N. Bài 6. Tam giác ABC vuông tại C. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ 



cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ. |q | |q | Có độ lớn: E1 = 9.109 1 2 = 25.105 V/m; E2 = 9.109 2 2 = 22,5.105 V/m. AC BC 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E =

E12  E22  33,6.105 V/m. 34

Các chuyên đề Vật Lí 11



Lực điện trường tổng hợp do q1 và q3 tác dụng lên q3 là: F = q3. E . Vì q3 < 0, nên 



F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 0,17 N. Bài 7. Tam giác ABC vuông tại C. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ 



cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = 9.109

| q1 | |q | = 255.104 V/m; E2 = 9.109 2 2 = 600.104 V/m. 2 AC BC 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E =

E12  E22  64.105 V/m. 



Lực điện trường tổng hợp do q1 và q3 tác dụng lên q3 là: F = q3 E . Vì q3 > 0, nên 



F cùng phương cùng chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 0,256 N. 



Bài 8. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = 9.109

| q1 | |q | = 27.105 V/m; E2 = 9.109 2 2 = 108.105 V/m. 2 AC BC 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 – E1 = 81.105 V/m. 35

Các chuyên đề Vật Lí 11 



b) Gọi E1' và E2' là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện 



trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M là: E = E1' + E2' = 0  E1' = - E2' 



 E1' và E2' phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần q2 hơn (như hình vẽ).

Với E’1 = E’2 thì 9.109

AM | q1 | | q1 | | q2 | 9  = 9.10  =2 AM  AB | q2 | AM 2 ( AM  AB) 2

 AM = 2AB = 30 cm. Vậy M nằm cách A 30 cm và cách B 15 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa điểm đặt các điện tích q1 và q2 cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đó cường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xĩ bằng 0. 



Bài 9. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = 9.109

| q1 | |q | = 9.105 V/m; E2 = 9.109 2 2 = 36.105 V/m. 2 AC BC 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 + E1 = 45.105 V/m. 



b) Gọi E1' và E2' là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M là: 



E = E1' + E2' = 0  E1' = - E2'  E1' và E2' phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB (như hình vẽ).

Với E 1' = E '2  9.109

| q1 | | q2 | = 9.109 AM 2 ( AB  AM ) 2

Các chuyên đề Vật Lí 11



| q1 | 3 AM 3 AB    AM = = 12 cm. AB  AM | q2 | 2 5

Vậy M nằm cách A 12 cm và cách B 8 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa điểm đặt các điện tích q1 và q2 cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đó cường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xĩ bằng 0. Bài 10. Các điện tích đặt tại các đỉnh của hình vuông gây ra tại giao điểm O của hai 



đường chéo hình vuông các véc tơ cường độ điện trường E A , EB , EC , ED có phương chiều như hình vẽ:

2kq .  a2 Cường độ điện tường tổng hợp tại O là: Có độ lớn: EA = EB = EC = ED = 



E = E A + EB + EC + ED = 0 vì E A + EC = 0 và EB + ED = 0 . 4. Công của lực điện trường. Hiệu điện thế. Tụ điện. * Các công thức: + Công của lực điện: AMN = q.E.MN.cos = qEd = qUAB. + Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường: UMN = VM – VN = + Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: E =

AMN . q

U . d



Véc tơ E hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. 2 2 1 1 + Định lí động năng: mv B mv A = AAB. 2 2 q + Điện dung của tụ điện: C = . U + Điện dung của tụ xoay: C = aα + C0; với a là hằng số, α là góc quay của bản linh động, C0 là điện dung của tụ điện khi α = 0. * Phương pháp giải

Các chuyên đề Vật Lí 11

Để tìm các đại lượng liên quan đến điện thế, hiệu điện thế và công của lực điện trường ta viết biểu thức liên quan đến những đại lượng đã biết và những đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập Bài 1. Một electron chuyển động với vận tốc ban đầu 104 m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 10 cm thì dừng lại. Biết electron có điện tích qe = - 1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg. a) Xác định cường độ điện trường. b) Tính gia tốc của chuyển động. Bài 2. Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2 m có một điện trường đều với đường sức hướng từ B đến C. Hiệu điện thế giữa A và B là UBC = 12 V. Tìm a) Cường độ điện trường trong vùng có điện trường đều. b) Công của lực điện khi một điện tích q = 2.10–6 C đi từ B đến C. Bài 3. Một electron di chuyển một đoạn 1 cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện trong điện trường đều thì lực điện sinh một công 16.10-18 J. Biết electron có điện tích qe = - 1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg. a) Tính công mà lực điện sinh ra khi electron di chuyển tiếp 0,5 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên. b) Tính vận tốc của electron khi nó đến điểm P. Biết rằng tại M, electron không có vận tốc ban đầu. Bài 4. Hai bản kim loại phẵng song song mang điện tích trái dấu được đặt cách nhau 2 cm. Cường độ điện trường giữa hai bản bằng 3000 V/m. Sát bề mặt bản mang điện dương, đặt một hạt mang điện dương q0 = 1,2.10-2 C, khối lượng m = 4,5.10-6 g. Tính: a) Công của điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm. b) Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản mang điện âm. Bài 5. Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lững trong điện trường giữa hai bản kim loại phẵng. Các đường sức điện có phương thẳng đứng và chiều hướng từ dưới lên trên. Hiệu điện thế giữa hai bản là 120 V. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Xác định điện tích của hạt bụi. Lấy g = 10 m/s2. Bài 6. Một quả cầu khối lượng 4,5.10-3 kg treo vào một sợi dây dài 1 m như hình vẽ.

Quả cầu nằm giữa hai tấm kim loại song song, thẳng đứng như hình vẽ. Hai tấm cách nhau 4 cm. Đặt một hiệu điện thế 750 V vào hai tấm đó thì quả cầu lệch ra khỏi vị trí ban đầu 1 cm. Tính điện tích của quả cầu. Bài 7. Một prôtôn bay trong điện trường. Lúc prôtôn ở điểm A thì vận tốc của nó bằng 2,5.104 m/s. Khi bay đến B vận tốc của prôtôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 38

Các chuyên đề Vật Lí 11

500 V. Tính điện thế tại B. Biết prôtôn có khối lượng 1,67.10-27 kg, có điện tích 1,6.10-19 C. Bài 8. Một electron di chuyển một đoạn 0,6 cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện thì lực điện sinh công 9,6.10-18 J. a) Tính công mà lực điện sinh ra khi electron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên. b) Tính vận tốc của electron khi đến điểm P. Biết tại M, electron không có vận tốc ban đầu. Khối lượng của electron là 9,1.10-31 kg. Bài 9. A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều 

có véc tơ E song song với AB như hình vẽ.

Cho  = 600; BC = 10 cm và UBC = 400 V. a) Tính UAC, UBA và E. b) Tính công thực hiện để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B, từ B đến C và từ A đến C. c) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 9.10-10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A. Bài 10. Hai tụ điện có điện dung C1 = 20 F, C2 = 5 F. Tích điện cho tụ điện C1 dưới hiệu điện thế 200 V, sau đó nối hai bản của tụ điện C1 với hai bản của tụ điện C2 chưa tích điện. Tính điện tích và hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ điện sau khi nối với nhau. Bài 11. Một tụ điện là tụ xoay dùng trong máy thu vô tuyến, có điện dung thay đổi được theo quy luật hàm số bậc nhất của góc xoay  của bản linh động. Khi góc xoay 1 = 300 thì tụ điện có điện dung là 5 F, khi góc xoay 2 = 1200 thì tụ điện có điện dung là 14 F. Hỏi khi góc xoay 3 = 450 thì tụ điện có điện dung là bao nhiêu? * Hướng dẫn giải Bài 1. a) Độ biến thiên động năng của electron đúng bằng công của lực điện trường:

 me v12 1 2 Wđ2 – Wđ1 = 0 mev 1 = A = qe.E.d  E = = 284.10-5 V/m. 2qe d 2 v22  v12 02  (104 ) 2 = - 5.107 (m/s2).  2s 2.0,1 Bài 2. a) Cường độ điện trường: E = U  12 = 60 (V/m). d 0, 2

b) Ta có: v 22 - v 12 = 2as  a =

b) Công của lực điện: A = qEd = 2.10-6.60.0,2 = 24.10-6 J. 39

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. a) Ta có: A = |qe|.E.d E =

A = 104 V/m. Công của lực điện khi electron | qe | d

di chuyển trên đoạn NB: A’ = A = |qe|.E.NP = 8.10-18 J. b) Công của lực điện khi electron di chuyển từ M đến P: AMP = A + A’ = 24.10-18 J. Công này đúng bằng động năng của electron khi nó đến điểm P:

2 AMP 1 mev2 v = = 2,3.106 m/s. me 2 Bài 4. a) Công của lực điện trường: A = |q0|Ed = 0,9 J. b) Vận tốc của hạt mang điện khi đập vào bản âm: AMP =

2A 2 1 1 mv2 mv 0 = A  v = = 2.104 m/s. 2 2 m Bài 5. Hạt bụi nằm cân bằng nên lực điện trường cân bằng với trọng lực. Lực điện trường phải có phương thẳng đứng và hướng lên, do đó hạt bụi phải mang điện tích dương. U mgd Khi đó ta có: qE = q = mg  q = = 8,3.10-11 C. d U Ta có:



Bài 6. Quả cầu chịu tác dụng của các lực: Trọng lực P , lực điện trường F và lực 

căng T của sợi dây (như hình vẽ).



Điều kiện cân bằng: P + F + T = 0 . Vì  nhỏ nên tan =

|q| 

F P

 sin =

h l

d = h  |q| = mgdh = 2,4.10-8 C. mg l Ul

Quả cầu lệch về bản dương nên mang điện tích âm: q = - 2,4.10-8 C. 1 Bài 7. Ta có: Wđ = WđB - WđA = mv2 = A = q(VA – VB) 2 VB = VA +

mv 2 = 503,26 V. 2q 40

Các chuyên đề Vật Lí 11 

Bài 8. a) AMN = q.E.MN  E =

AMN = - 104 V/m; dấu “-“ cho biết E ngược chiều q.MN

chuyển động của electron (được mặc nhiên chọn làm chiều dương). ANP = q.E.NP = 6,4.10-18 J. 1 b) Ta có: Wđ = WđP – WđM = mv 2P = AMP = AMN + ANP 2  vp =

2( AMN  ANP ) = 5,93.106 m/s. m

Bài 9. a) UAC = E.AC.cos900 = 0; UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V. U BC E= = 8.103 V/m. BC.c os b) AAB = qUAB = - qUBA = - 4.10-7 J. ABC = qUBC = 4.10-7 J. AAC = qUAC = 0. 

c) Điện tích q đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E ' có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E’ = 9.109

|q| |q| = 9.109 = 5,4.103 V/m. 2 CA ( BC.sin  ) 2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại A là: E A = E + E ' ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA = E 2  E '2 = 9,65.103 V/m. Bài 10. Điện tích của tụ C1 lúc được tích điện: q = C1.U = 20.10-6.200 = 4.10-3 (C). Khi nối hai bản của C1 với hai bản của C2 thì hai tụ có chung hiệu điện thế là U’; điện tích của mỗi tụ lúc bấy giờ là q1 = C1.U’, q2 = C2.U’. Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: q = q1 + q2 = C1.U’ + C2.U’ = (C1 + C2)U’

q 4.103   U’ = = 160 (V); C1  C2 20.106  5.106 q1 = C1.U’ = 20.10-6.160 = 3,2.10-3 (C); q2 = C2.U’ = 5.10-6.160 = 0,8.10-3 (C). Bài 11. Ta có: C = a + C0  C1 = 5 = 30a + C0 (1); C2 = 14 = 120a + C0 (2). Từ (1) và (2) ta suy ra a = 0,1; C0 = 2 F, do đó C3 = 0,1.45 + 2 = 6,5 (F).

Các chuyên đề Vật Lí 11

III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Cọ xát thanh êbônit vào miếng dạ, thanh êbônit tích điện âm vì A. Electron chuyển từ thanh êbônit sang dạ. B. Electron chuyển từ dạ sang thanh êbônit. C. Prôtôn chuyển từ dạ sang thanh êbônit. D. Prôtôn chuyển từ thanh êbônit sang dạ. Câu 2. Hai hạt bụi trong không khí, mỗi hạt chứa 5.108 electron cách nhau 2 cm. Lực đẩy tĩnh điện giữa hai hạt bằng A. 1,44.10-5 N. B. 1,44.10-6 N. C. 1,44.10-7 N. D. 1,44.10-9 N. Câu 3. Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sẽ A. Tăng 3 lần. B. Tăng 9 lần. C. Giảm 9 lần. D. Giảm 3 lần. Câu 4. Một thanh êbônit khi cọ xát với tấm dạ (cả hai cô lập với các vật khác) thì thu được điện tích -3.10-8 C. Tấm dạ sẽ có điện tích A. -3.10-8 C. B. -1,5.10-8 C. C. 3.10-8 C. D. 0. Câu 5. Lực hút tĩnh điện giữa hai điện tích là 8.10-6 N. Khi đưa chúng xa nhau thêm 2 cm thì lực hút là 2.10-6 N. Khoảng cách ban đầu giữa chúng là A. 1 cm. B. 2 cm. C. 3 cm. D. 4 cm. Câu 6. Cách biểu diễn lực tương tác giữa hai điện tích đứng yên nào sau đây là sai? A. . B. . C. . D. . Câu 7. Hai điện tích điểm đứng yên trong không khí cách nhau một khoảng r tác dụng lên nhau lực có độ lớn bằng F. Khi đưa chúng vào trong dầu hỏa có hằng số r điện môi  = 2 và giảm khoảng cách giữa chúng còn thì độ lớn của lực tương tác 3 giữa chúng là A. 18F. B. 1,5F. C. 6F. D. 4,5F. Câu 8. Hai điện tích q1 = -q2 = 3q đặt cách nhau một khoảng r. Nếu q1 tác dụng lên q2 lực có độ lớn là F thì lực tác dụng của q2 lên q1 có độ lớn là A. F. B. 3F. C. 1,5F. D. 6F. Câu 9. Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đứng yên đặt cách nhau một khoảng 4 cm là F. Nếu để chúng cách nhau 1 cm thì lực tương tác giữa chúng là A. 4F. B. 0,25F. C. 16F. D. 0,5F. Câu 10. Hai quả cầu nhỏ có kích thước giống nhau tích các điện tích là q1 = 8.10-6 C và q2 = -2.10-6 C. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau rồi đặt chúng cách nhau trong không khí cách nhau 10 cm thì lực tương tác giữa chúng có độ lớn là A. 4,5 N. B. 8,1 N. C. 0.0045 N. D. 81.10-5 N. Câu 11. Câu phát biểu nào sau đây đúng? A. Electron là hạt sơ cấp mang điện tích 1,6.10-19 C. B. Độ lớn của điện tích nguyên tố là 1,6.1019 C. C. Điện tích hạt nhân bằng một số nguyên lần điện tích nguyên tố. D. Tất cả các hạt sơ cấp đều mang điện tích. 42

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 12. Đưa một thanh kim loại trung hòa về điện đặt trên giá cách điện lại gần một quả cầu tích điện dương. Sau khi đưa thanh kim loại ra thật xa quả cầu thì thanh kim loại A. có hai nữa tích điện trái dấu. B. tích điện dương. C. tích điện âm. D. trung hòa về điện. Câu 13. Thế năng của một electron tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm là -3,2.10-19 J. Điện thế tại điểm M là A. 3,2 V. B. -3,2 V. C. 2 V. D. -2 V. Câu 14. Hai điện tích dương q1 = q và q2 = 4q đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 12 cm. Gọi M là điểm tại đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0 bằng 0. Điểm M cách q1 một khoảng A. 8 cm. B. 6 cm. C. 4 cm. D. 3 cm. Câu 15. Cường độ điện trường do điện tích +q gây ra tại điểm A cách nó một khoảng r có độ lớn là E. Nếu thay bằng điện tích -2q và giảm khoảng cách đến A còn một nữa thì cường độ điện trường tại A có độ lớn là A. 8E. B. 4E. C. 0,25E. D. E. Câu 16. Tại điểm A trong một điện trường, véc tơ cường độ điện trường có hướng thẳng đứng từ trên xuống, có độ lớn bằng 5 V/m có đặt điện tích q = - 4.10-6 C. Lực tác dụng lên điện tích q có A. độ lớn bằng 2.10-5 N, hướng thẳng đứng từ trên xuống. B. độ lớn bằng 2.10-5 N, hướng thẳng đứng từ dưới lên. C. độ lớn bằng 2 N, hướng thẳng đứng từ trên xuống. D. độ lớn bằng 4.10-6 N, hướng thẳng đứng từ dưới lên. Câu 17. Câu phát biểu nào sau đây chưa đúng? A. Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ vẽ được một đường sức. B. Các đường sức của điện trường không cắt nhau. C. Đường sức của điện trường bao giờ cũng là đường thẳng. D. Đường sức của điện trường tĩnh không khép kín. Câu 18. Điện tích điểm q gây ra tại điểm cách nó 2 cm cường độ điện trường 105 V/m. Hỏi tại vị trí cách nó bằng bao nhiêu thì cường độ điện trường bằng 4.105 V/m? A. 2 cm. B. 1 cm. C. 4 cm. D. 5 cm. Câu 19. Hai điện tích q1 < 0 và q2 > 0 với |q2| > |q1| đặt tại hai điểm A và B như hình vẽ (I là trung điểm của AB). Điểm M có cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0 nằm trên A. AI. B. IB. C. By. D. Ax. Câu 20. Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương tại A và C, điện tích âm tại B và D. Cường độ điện trường tại giao điểm của hai đường chéo của hình vuông có độ lớn A. E =

4kq 2 .  .a 2

B. E =

4kq .  .a 2

C. E =

kq 2 .  .a 2

D. E = 0.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 21. Đặt hai điện tích tại hai điểm A và B. Để cường độ điện trường do hai điện tích gây ra tại trung điểm I của AB bằng 0 thì hai điện tích này A. cùng dương. B. cùng âm. C. cùng độ lớn và cùng dấu. D. cùng độ lớn và trái dấu. Câu 22. Tại 3 đỉnh của hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn. Cường độ điện trường do 3 điện tích gây ra tại đỉnh thứ tư có độ lớn kq 1 kq 1 A. E = ( 2 ). B. E = ( 2 + ). 2 2 a 2 a 2 kq 3kq C. E = D. E = . 2. 2 a 2 a 2 Câu 23. Điện tích điểm q = - 2.10-7 C, đặt tại điểm A trong môi trường có hằng số 

điện môi  = 2, gây ra véc tơ cường độ điện trường E tại điểm B với AB = 6 cm có A. phương AB, chiều từ A đến B, độ lớn 2,5.105 V/m. B. phương AB, chiều từ B đến A, độ lớn 1,5.104 V/m. C. phương AB, chiều từ B đến A, độ lớn 2,5.105 V/m. D. phương AB, chiều từ A đến B, độ lớn 2,5.104 V/m. Câu 24. Quả cầu nhỏ khối lượng m = 25 g, mang điện tích q = 2,5.10-9 C được treo bởi một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể và đặt vào trong một điện trường đều với cường độ điện trường có phương nằm ngang và có độ lớn E = 106 V/m. Lấy g = 10 m/s2. Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là A. 300. B. 450. C. 600. D. 750. Câu 25. Công của lực điện trường khi một điện tích di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều là A = |q|Ed. Trong đó d là A. chiều dài đường đi của điện tích. B. đường kính của quả cầu tích điện. C. chiều dài MN. D. hình chiếu của đường đi lên phương của một đường sức. Câu 26. Một điện tích điểm di chuyển dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ điện trường E = 1000 V/m, đi được một khoảng d = 5 cm. Lực điện trường thực hiện được công A = 15.10-5 J. Độ lớn của điện tích đó là A. 5.10-6 C. B. 15.10-6 C. C. 3.10-6 C. D. 10-5 C. -6 Câu 27. Một điện tích q = 4.10 C dịch chuyển trong điện trường đều có cường độ điện trường E = 500 V/m trên quãng đường thẳng s = 5 cm, tạo với hướng của véc tơ cường độ điện trường góc  = 600. Công của lực điện trường thực hiện trong quá trình di chuyển này và hiệu điện thế giữa hai đầu quãng đường này là A. A = 5.10-5 J và U = 12,5 V. B. A = 5.10-5 J và U = 25 V. -4 C. A = 10 J và U = 25 V. D. A = 10-4 J và U = 12,5 V. Câu 28. Khi một điện tích q = -2 C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6 J, hiệu điện thế UMN là A. 12 V. B. -12 V. C. 3 V. D. -3 V.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 29. Khi một điện tích q = - 6.10-6 C di chuyển từ điểm M đến điểm N thì lực điện trường thực hiện được một công A = 3.10-3 J. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là A. UMN = VM – VN = - 500 V. B. UMN = VM – VN = 500 V. C. UMN = VM – VN = - 6000 V. D. UMN = VM – VN = 6000 V. -6 Câu 30. Hai điện tích q1 = 2.10 C và q2 = - 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách 



nhau 6 cm. Xác định điểm M trên đường thằng nối A và B mà tại đó E1 = E2 . A. AM = 2 cm; BM = 8 cm. B. AM = 2 cm; BM = 4 cm. C. AM = 4 cm; BM = 2 cm. D. AM = 8 cm; BM = 2 cm. Câu 31. Lực tương tác giữa hai điện tích q1 = q2 = -3.10-9 C, đặt cách nhau 10 cm trong không khí có độ lớn A. 8,1.10-10 N. B. 8,1.10-6 N. C. 2,7.10-10 N. D. 2,7.10-6 N. Câu 32. Hai tấm kim loại phẳng đặt song song, cách nhau 2 cm, nhiễm điện trái dấu. Một điện tích q = 5.10-9 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia thì lực điện trường thực hiện được công A = 5.10-8 J. Cường độ điện trường giữa hai tấm kim loại là A. 300 V/m. B. 500 V/m. C. 200 V/m. D. 400 V/m. Câu 33. Truyền cho quả cầu trung hoà về điện 5.105 electron thì quả cầu mang điện tích A. 8.10-14 C. B. -8.10-14 C. C. -1,6.10-24 C. D. 1,6.10-24 C. Câu 34. Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau 4 cm thì đẩy nhau một lực là 9.10-5 N. Để lực đẩy là 1,6.10-4 N thì khoảng cách giữa chúng là A. 1 cm. B. 2 cm. C. 3 cm. D. 4 cm. Câu 35. Hai điện tích đẩy nhau một lực F khi đặt cách nhau 9 cm. Khi đưa chúng về cách nhau 3 cm thì lực tương tác giữa chúng bây giờ là F F A. . B. . C. 3F. D. 9F. 3 9 Câu 36. Cho một hình thoi tâm O, cường độ điện trường tại O triệt tiêu khi tại bốn đỉnh của hình thoi đặt A. các điện tích cùng độ lớn. B. các điện tích ở các đỉnh kề nhau khác dấu nhau. C. các điện tích ở các đỉnh đối diện nhau cùng dấu và cùng độ lớn. D. các điện tích cùng dấu. Câu 37. Hai quả cầu nhỏ giống nhau, có điện tích q1 và q2 khác nhau ở khoảng cách R đẩy nhau với lực F0. Sau khi chúng tiếp xúc, đặt lại ở khoảng cách R chúng sẽ A. hút nhau với F < F0. B. hút nhau với F > F0. C. đẩy nhau với F < F0. D. đẩy nhau với F > F0. Câu 38. Chọn câu sai. Công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích A. phụ thuộc vào hình dạng đường đi. B. phụ thuộc vào điện tích dịch chuyển. C. phụ thuộc vào điện trường. D. phụ thuộc hiệu điện thế hai đầu đường đi.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 39. Hai quả cầu kim loại giống nhau được treo vào điểm O bằng hai sợi dây cách điện, cùng chiều dài, không co dãn, có khối lượng không đáng kể. Gọi P = mg là trọng lượng của một quả cầu, F là lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu khi truyền điện tích cho một quả cầu. Khi đó hai dây treo hợp với nhau góc  với  F  P F F A. tan = . B. sin = . C. tan = . D. sin = . P P 2 P 2 F Câu 40. Một quả cầu tích điện +6,4.10-7 C. Trên quả cầu thừa hay thiếu bao nhiêu electron so với số prôtôn để quả cầu trung hoà về điện? A. Thừa 4.1012 electron. B. Thiếu 4.1012 electron. 12 C. Thừa 25.10 electron. D. Thiếu 25.1013 electron. Câu 41. Thả một electron không vận tốc ban đầu trong một điện trường. Electron đó sẽ A. chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường. B. chuyển động từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. C. chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao. D. đứng yên. Câu 42. Thả một ion dương không vận tốc ban đầu trong một điện trường, ion dương đó sẽ A. chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường. B. chuyển động từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. C. chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao. D. đứng yên. Câu 43. Hai quả cầu có cùng kích thước và cùng khối lượng, tích các điện lượng q1 = 4.10-11 C, q2 = 10-11 C đặt trong không khí, cách nhau một khoảng lớn hơn bán kính của chúng rất nhiều. Nếu lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn bằng lực đẩy tĩnh điện thì khối lượng của mỗi quả cầu bằng A.  0,23 kg. B.  0,46 kg. C.  2,3 kg. D.  4,6 kg. Câu 44. Hai viên bi sắt kích thước nhỏ, mang các điện tích q1 và q2, đặt cách nhau một khoảng r. Sau đó các viên bi được phóng điện sao cho điện tích các viên bi chỉ còn một nữa điện tích lúc đầu, đồng thời đưa chúng đến cách nhau một khoảng 0,25r thì lực tương tác giữa chúng tăng lên A. 2 lần. B. 4 lần. C. 6 lần. D. 8 lần. Câu 45. Tại A có điện tích điểm q1, tại B có điện tích điểm q2. Người ta tìm được điểm M tại đó điện trường bằng không. M nằm trong đoạn thẳng nối A, B và ở gần A hơn B. Có thể nói gì về dấu và độ lớn của các điện tích q1, q2? A. q1, q2 cùng dấu; |q1| > |q2|. B. q1, q2 khác dấu; |q1| > |q2|. C. q1, q2 cùng dấu; |q1| < |q2|. D. q1, q2 khác dấu; |q1| < |q2|. Câu 46. Tại A có điện tích điểm q1, tại B có điện tích điểm q2. Người ta tìm được điểm M tại đó điện trường bằng không. M nằm ngoài đoạn thẳng nối A, B và ở gần B hơn A. Có thể nói gì về dấu và độ lớn của q1, q2? A. q1, q2 cùng dấu; |q1| > |q2|. B. q1, q2 khác dấu; |q1| > |q2|. C. q1, q2 cùng dấu; |q1| < |q2|. D. q1, q2 khác dấu; |q1| < |q2|. 46

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 47. Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điện thế UMN = 100 V. Công mà lực điện trường sinh ra sẽ là A. 1,6.10-19 J. B. -1,6.10-19 J. C. 1,6.10-17 J. D. -1,6.10-17 J. 6 Câu 48. Một electron chuyển động với vận tốc ban đầu 10 m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 1 cm thì dừng lại. Cường độ điện trường của điện trường đều đó có độ lớn A. 284 V/m. B. 482 V/m. C. 428 V/m. D. 824 V/m. Câu 49. Công của lực điện tác dụng lên điện tích điểm q khi q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường, không phụ thuộc vào A. vị trí của các điểm M, N. B. hình dạng dường đi từ M đến N. C. độ lớn của điện tích q. D. cường độ điện trường tại M và N. Câu 50. Khi một điện tích di chuyển trong một điện trường từ một điểm A đến một điểm B thì lực điện sinh công 2,5 J. Nếu thế năng của q tại A là 5 J thì thế năng của q tại B là A. - 2,5 J. B. 2,5 J. C. -7,5 J. D. 7,5 J. Câu 51. Một hệ cô lập gồm 3 điện tích điểm có khối lượng không đáng kể, nằm cân bằng với nhau. Tình huống nào dưới đây có thể xảy ra? A. Ba điện tích cùng dấu nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. B. Ba điện tích cùng dấu nằm trên một đường thẳng. C. Ba điện tích không cùng dấu nằm ở 3 đỉnh của tam giác đều. D. Ba điện tích không cùng dấu nằm trên một đường thẳng. Câu 52. Khi một điện tích q = -2.10-6 C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -18.10-6 J. Hiệu điện thế giữa M và N là A. 36 V. B. -36 V. C. 9 V. D. -9 V. Câu 53. Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có 

cường độ E = 100 V/m với vận tốc ban đầu 300 km/s theo hướng của véc tơ E . Hỏi electron sẽ chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó giảm đến 0? A. 1,13 mm. B. 2,26 mm. C. 2,56 mm. D. 5,12 mm. Câu 54. Một electron được thả không vận tốc ban đầu ở sát bản âm trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 100 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Tính động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương. A. 1,6.10-17 J. B. 1,6.10-18 J. C. 1,6.10-19 J. D. 1,6.10-20 J. Câu 55. Một điện tích chuyển động trong điện trường theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì A. A > 0 nếu q > 0. B. A > 0 nếu q < 0. C. A > 0 nếu q < 0. D. A = 0. Câu 56. Cường độ điện trường của điện tích điểm q tại điểm A là 16 V/m, tại điểm B là 4 V/m, EA và EB nằm trên đường thẳng qua A và B. Xác định cường độ điện trường EC tại trung điểm C của đoạn AB. A. 64 V/m. B. 24 V/m. C. 7,1 V/m. D. 1,8 V/m. 47

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 57. Một điện tích thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 16 V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó là 2.10-4 N. Độ lớn của điện tích đó là A. 22,5.10-6 C. B. 15,5.10-6 C. C. 12,5.10-6 C. D. 25,5.10-6 C. Câu 58. Có hai điện tích q1 = 5.10-9 C và q2 = -5.10-9 C, đặt cách nhau 10 cm trong không khí. Cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm cách điện tích q1 5 cm và cách điện tích q2 15 cm là A. 20000 V/m. B. 18000 V/m. C. 16000 V/m. D. 14000 V/m. Câu 59. Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 µF – 200 V. Nối hai bản tụ điện với một hiệu điện thế 120 V. Tụ điện tích được điện tích là A. 4.10-3 C. B. 6.10-4 C. C. 10-4 C. D. 24.10-4 C. Câu 60. Tụ điện có điện dung C1 có điện tích q1 = 2.10-3 C. Tụ điện có điện dung C2 có điện tích q2 = 10-3 C. So sánh điện dung của hai tụ điện ta thấy A. C1 > C2. B. C1 < C2. C. C1 = C2. D. Chưa đủ điều kiện để so sánh. Câu 61. Bốn vật kích thước nhỏ A, B, C, D nhiễm điện. Vật A hút vật B nhưng đẩy vật C, vật C hút vật D. Biết A nhiễm điện dương. Hỏi B, C, D nhiễm điện gì? A. B và C âm, D dương. B. B âm, C và D dương. C. B và D âm, C dương. D. B và D dương, C âm. Câu 62. Có 3 vật dẫn, A nhiễm điện dương, B và C không nhiễm điện. Để B và C nhiễm điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì A. Cho A tiếp xúc với B, tách ra rồi cho A tiếp xúc với C và tách ra. B. Cho A tiếp xúc với B, tách ra rồi cho C tiếp xúc B. C. Cho A, B, C tiếp xúc nhau cùng một lúc, rồi tách ra. D. Nối B với C bằng dây dẫn rồi đặt gần A, sau đó cắt dây nối. Câu 63. Tính lực tương tác điện giữa electron và prôtôn khi chúng cách nhau 2.10–9 cm. A. F = 9,0.10–7 N. B. F = 6,6.10–7 N. C. F = 5,76.10–7 N. D. F = 8,5.10–8 N. Câu 64. Hai điện tích điểm q1 = +3 µC và q2 = –3 µC, đặt trong dầu (ε = 2) cách nhau một khoảng r = 3 cm. Lực tương tác giữa hai điện tích đó là A. lực hút với độ lớn F = 45 N. B. lực đẩy với độ lớn F = 45 N. C. lực hút với độ lớn F = 90 N. D. lực đẩy với độ lớn F = 90 N. Câu 65. Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí thì A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích. C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích. D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích. Câu 66. Hai quả cầu nhỏ có điện tích 10–7 C và 4.10–7 C, tương tác với nhau một lực F = 0,1 N trong chân không. Khoảng cách giữa chúng là A. 0,6 cm. B. 0,6 m. C. 6,0 m. D. 6,0 cm. Câu 67. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Trong vật dẫn điện có rất nhiều điện tích tự do B. Trong điện môi có rất ít điện tích tự do. C. Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do hưởng ứng là một vật trung hòa điện. D. Xét về toàn bộ thì một vật nhiễm điện do tiếp xúc vẫn là một vật trung hòa điện. 48

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 68. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Electron là hạt mang điện tích âm –1,6.10–19 C. B. Electron là hạt có khối lượng 9,1.10–31 kg. C. Nguyên tử có thể mất đi hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion. D. Electron không thể chuyển từ vật này sang vật khác. Câu 69. Hai điện tích điểm nằm yên trong chân không tương tác với nhau một lực F. Thay đổi các điện tích thì lực tương tác đổi chiều nhưng độ lớn không đổi. Hỏi các yếu tố trên thay đổi như thế nào? A. đổi dấu q1 và q2. B. tăng gấp đôi q1, giảm 2 lần q2. C. đổi dấu q1, không thay đổi q2. D. tăng giảm sao cho q1 + q2 không đổi. Câu 70. Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong điện môi lỏng ε = 81 cách nhau 3 cm chúng đẩy nhau bởi lực 2 μN. Độ lớn các điện tích là A. 52 nC. B. 4,02 nC. C. 1,6 nC. D. 2,56 pC. Câu 71. Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong không khí cách nhau 12 cm, lực tương tác giữa chúng bằng 10 N. Các điện tích đó là A. ± 2 μC. B. ± 3 μC. C. ± 4 μC. D. ± 5 μC. Câu 72. Hai điện tích điểm đặt trong không khí cách nhau 12 cm, lực tương tác giữa chúng bằng 10 N. Đặt chúng vào trong dầu cách nhau 8 cm thì lực tương tác giữa chúng vẫn bằng 10 N. Hằng số điện môi của dầu là A. ε = 1,51. B. ε = 2,01. C. ε = 3,41. D. ε = 2,25. Câu 73. Cho hai quả cầu nhỏ trung hòa điện cách nhau 40 cm. Giả sử bằng cách nào đó có 4.1012 electron từ quả cầu này di chuyển sang quả cầu kia. Khi đó chúng hút hay đẩy nhau bằng lực tương tác là bao nhiêu? A. Hút nhau F = 23 mN. B. Hút nhau F = 13 mN. C. Đẩy nhau F = 13 mN. D. Đẩy nhau F = 23 mN. Câu 74. Hai điện tích điểm bằng nhau đặt trong chân không cách nhau một khoảng 2 cm thì lực đẩy giữa chúng là 1,6.10–4 N. Khoảng cách giữa chúng bằng bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng là 2,5.10–4 N? A. 1,6 cm. B. 6,0 cm. C. 1,6 cm. D. 2,56 cm. Câu 75. Hai điện tích điểm cách nhau một khoảng 2 cm đẩy nhau một lực 135 N. Tổng điện tích của hai vật bằng 5.10–6 C. Tính điện tích của mỗi vật: A. q1 = 2,6.10–6 C; q2 = 2,4.10–6 C. B. q1 = 1,6.10–6 C; q2 = 3,4.10–6 C. –6 –6 C. q1 = 4,6.10 C; q2 = 0,4.10 C. D. q1 = 3.10–6 C; q2 = 2.10–6 C. Câu 76. Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 = 3 μC và q2 = 1 μC kích thước giống nhau cho tiếp xúc với nhau rồi đặt trong chân không cách nhau 5 cm. Tính lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sau đó. A. 12,5 N. B. 14,4 N. C. 16,2 N. D. 18,3 N. Câu 77. Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 = 5 μC và q2 = – 3 μC kích thước giống nhau cho tiếp xúc với nhau rồi đặt trong chân không cách nhau 5cm. Tính lực tương tác tĩnh điện giữa chúng sau đó. A. 4,1 N. B. 5,2 N. C. 3,6 N. D. 1,7 N.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 78. Hai chất điểm mang điện tích khi đặt gần nhau chúng đẩy nhau thì có thể kết luận A. chúng đều là điện tích dương. B. chúng cùng độ lớn điện tích. C. chúng trái dấu nhau. D. chúng cùng dấu nhau. Câu 79. Hai quả cầu kim loại kích thước giống nhau mang điện tích lần lượt là q1 và q2, cho chúng tiếp xúc nhau rồi tách ra thì mỗi quả cầu mang điện tích là q  q2 2 A. q = 1 . B. q = q1q2 . C. q = q1 + q2. D. q = . q1  q2 2 Câu 80. Tính chất nào sau đây của các đường sức điện là sai? A. Tại một điểm bất kì trong điện trường có thể vẽ được một đường sức. B. Các đường sức điện có thể xuất phát từ các điện tích âm. C. Các đường sức điện không cắt nhau. D. Các đường sức điện có mật độ cao hơn ở nơi có điện trường mạnh hơn. Câu 81. Một điện tích thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 160 V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 2.10–4 N. Độ lớn của điện tích đó là A. q = 1,25.10–7 C. B. q = 8,0.10–5 C. –6 C. q = 1,25.10 C. D. q = 8,0.10–7 C. Câu 82. Điện tích điểm q = –3 μC đặt tại điểm có cường độ điện trường E = 12000 V/m, có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. Xác định phương chiều và độ lớn của lực tác dụng lên điện tích q. A. phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, F = 0,36 N. B. phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải, F = 0,48 N. C. phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, F = 0,36N. D. phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, F = 0,036N. Câu 83. Một điện tích điểm gây ra cường độ điện trường tại A bằng 36 V/m, tại B bằng 9 V/m. Hỏi cường độ điện trường tại trung điểm C của AB là bao nhiêu, biết hai điểm A, B nằm trên cùng một đường sức. A. 30 V/m. B. 25 V/m. C. 16 V/m. D. 12 V/m. Câu 84. Hai điện tích điểm q1 = 5 nC, q2 = – 5 nC đặt tai hai điểm A, B cách nhau 10 cm. Xác định véctơ cường độ điện trường do hai điện tích này gây ra tại trung điểm của đoạn thẳng AB. A. 18000 V/m. B. 45000 V/m. C. 36000 V/m. D. 12500 V/m. Câu 85. Hai điện tích điểm q1 và q2 đặt tại hai điểm cố định A và B. Tại điểm I nằm trong đoạn thẳng nối AB và ở gần A hơn B người ta thấy điện trường tại đó có cường độ bằng không. Có thể kết luận là A. q1 và q2 cùng dấu, |q1| > |q2|. B. q1 và q2 trái dấu, |q1| > |q2|. C. q1 và q2 cùng dấu, |q1| < |q2|. D. q1 và q2 trái dấu, |q1| < |q2|. Câu 86. Hai tấm kim loại phẳng song song cách nhau 2 cm nhiễm điện trái dấu. Muốn làm cho điện tích q = 5.10–10 C di chuyển từ tấm này sang tấm kia cần tốn một công A = 2.10–9 J. Xác định cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại, biết điện trường bên trong là điện trường đều có đường sức vuông góc với các tấm. A. 100 V/m. B. 200 V/m. C. 300 V/m. D. 400V/m. 50

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 87. Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 2 V. Một điện tích q = –1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện trường là A. –2,0 J. B. 2,0 J. C. –0,5 J. D. 0,5 J. Câu 88. Một hạt bụi khối lượng 3,6.10–15 kg mang điện tích q = 4,8.10–18 C nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại phẳng song song nằm ngang cách nhau 2 cm và nhiễm điện trái dấu, bản dương ở phía dưới, bản âm ở phí trên. Lấy g = 10m/s². Hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại là A. 25 V. B. 50 V. C. 75 V. D. 150 V. Câu 89. Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50 V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi đến tấm tích điện dương thì electron có động năng bằng bao nhiêu? A. 8.10–18 J. B. 7.10–18 J. C. 6.10–18 J. D. 5.10–18 J. Câu 90. Một prôtôn và một một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì A. cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn. B. cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn. C. prôtôn có động năng lớn hơn và có gia tốc nhỏ hơn. D. prôtôn có động năng nhỏ hơn và có gia tốc lớn hơn. Câu 91. Một tụ điện điện dung 5 μF được tích điện đến điện tích bằng 86 μC. Tính hiệu điện thế trên hai bản tụ A. 17,2 V. B. 27,2 V. C. 37,2 V. D. 47,2 V. Câu 92. Một tụ điện điện dung 24 nF tích điện đến hiệu điện thế 450 V thì có bao nhiêu electron di chuyển đến bản âm của tụ điện A. 575.1011. B. 675.1011. C. 775.1011. D. 875.1011. Câu 93. Một tụ điện có điện dung 500 pF mắc vào hai cực của một máy phát điện có hiệu điện thế 220 V. Tính điện tích của tụ điện A. 1,10 μC. B. 11,0 μC. C. 110 μC. D. 0,11 μC. Câu 94. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Tăng hiệu điện thế hai bản tụ lên gấp đôi thì điện tích của tụ A. không thay đổi. B. tăng gấp đôi. C. tăng gấp bốn. D. giảm một nửa. Câu 95. Một tụ điện có điện dung C, điện tích q, hiệu điện thế U. Ngắt tụ khỏi nguồn, giảm điện dung xuống còn một nửa thì điện tích của tụ A. không thay đổi. B. tăng gấp đôi. C. Giảm một nửa. D. giảm đi 4 lần. Câu 96. Tụ điện điện dung 12 pF mắc vào nguồn điện một chiều có hiệu điện thế 4 V. Tăng hiệu điện thế này lên bằng 12 V thì điện dung của tụ điện này sẽ có giá trị A. 36 pF B. 4 pF. C. 12 pF. D. không xác định. Câu 97. Một tụ điện có hiệu điện thế giới hạn 380 V. Khi đặt vào hai bản của tụ điện này hiệu điện thế 110 V thì tụ điện tích được điện tích 55 C. Khi đặt vào hai bản của tụ điện này hiệu điện thế 220 V thì tụ điện tích được điện tích A. 1,1 μC. B. 11 μC. C. 110 μC. D. 1100 μC.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 98. Một tụ điện có hiệu điện thế giới hạn 380 V. Khi đặt vào hai bản của tụ điện này hiệu điện thế 110 V thì tụ điện tích được điện tích 55 C. Phải đặt vào hai bản của tụ điện này hiệu điện thế bằng bao nhiêu để tụ điện tích được điện tích 120 μC. A. 240 V. B. 220 V. C. 440 V. D. 55 V. Câu 99. Một tụ điện là tụ xoay dùng trong máy thu vô tuyến, có điện dung thay đổi được theo quy luật hàm số bậc nhất của góc xoay  của bản linh động. Khi góc xoay  2 1 = thì tụ điện có điện dung là 5 F, khi góc xoay 2 = thì tụ điện có điện 6 3 dung là 14 F. Khi góc xoay 3 = A. C3 = 4,5 μF.



thì tụ điện có điện dung là 4 B. C3 = 5,5 μF. C. C3 = 6,5 μF. D. C3 = 7,5 μF.

* Đáp án và giải chi tiết Đáp án 1B. 2C. 3C. 4C. 5B. 6B. 7D. 8A. 9C. 10B. 11C. 12D. 13C. 14C. 15A. 16B. 17C. 18B. 19D. 20D. 21C. 22B. 23C. 24B. 25D. 26C. 27A. 28A. 29B. 30C. 31B. 32B. 33B. 34C. 35D. 36C. 37C. 38A. 39B. 40C. 41C. 42B. 43A. 44B. 45C. 46B. 47D. 48A. 49B. 50B. 51D. 52C. 53C. 54C. 55D. 56C. 57C. 58C. 59D. 60D. 61C. 62D. 63C. 64A.65C. 66D. 67D. 68D. 69C. 70B. 71C. 72D. 73A. 74C. 75D. 76B. 77C. 78D. 79A. 80B. 81C. 82D. 83C. 84C. 85C. 86B. 87B. 88D. 89A. 90A. 91A. 92B. 93C. 94B. 95A. 96C. 97C. 98A. 99C. Giải chi tiết Câu 1. Thanh êbônit tích điện âm chứng tỏ nó thừa electron do electron từ dạ chuyển qua. Đáp án B. Câu 2. q1 = q2 = q = N.qe = 5.108.(-1,6.10-19) = - 8.10-11 (C); 11 2 q2 ) 9 ( 8.10 F = k 2  9.10 = 144.10-9 (N). Đáp án C. 2 2 r (2.10 )

| q1q2 | F |qq | ; F’ = k 1 2 2 = . Đáp án C. 2 r 9  (3r ) Câu 4. Các electron từ dạ chuyển qua thanh êbônit làm thanh êbônit tích điện âm nên tấm dạ sẽ tích điện dương đúng bằng độ lớn điện tích âm cùa thanh êbônit. Đáp án C. 2 F'  r  1 r 1    r = 2 (cm). Đáp án B. Câu 5.    F r 2 4 r2 2 Câu 6. Hai điện tích âm thì đẩy nhau chứ không phải hút nhau. Đáp án B. |qq | |qq | Câu 7. F = k 1 2 2 ; F’ = k 1 2 = 4,5F. Đáp án D. r r 2( ) 2 3 Câu 8. Lực tương tác giữa hai điện tích có cùng độ lớn. Đáp án A. Câu 3. F = k

Các chuyên đề Vật Lí 11

|qq | | q1q2 | ; F’ = k 1 2 = 16F. Đáp án C. 2 r r  ( )2 4 q1  q2 (3.106 ) 2 Câu 10. q’ = = 3.10-6 C; F = 9.109 = 8,1 (N). Đáp án B. 2 0,12 Câu 11. Các hạt nhân đều chứa một số nguyên dương prôtôn. Điện tích của prôtôn bằng điện tích nguyên tố. Đáp án C. Câu 12. Sự nhiễm điện của thanh kim loại khi đưa lại gần quả cầu tích điện dương là sự nhiễm điện do hường ứng nên khi đưa thanh kim loại ra thật xa quả cầu tích điện thì thanh kim loại lại trung hoà về điện. Đáp án D. W 3, 2.1019 Câu 13. VM = M  = 2 (V). Đáp án C. q 1,6.1019 Câu 14. q1 và q2 cùng dấu nên M nằm trong đoạn thẳng AB; | q1 | 1 AM khi đó    AM = 4 (cm). Đáp án C. 12  AM | q2 | 2 Câu 9. F = k

Câu 15. E = k

| 2q | |q| ; E’ = k = 8E. Đáp án A. 2 r r  ( )2 2 



Câu 16. q < 0 nên F ngược chiều với E ( hướng thẳng đứng từ trên xuống) và có độ lớn F = |q|E = 2.10-5 N. Đáp án B. Câu 17. Đường sức của điện trường có thể là đường cong, ví dụ đường sức của điện trường gây bởi hai điện tích điểm đặt gần nhau. Đáp án C. E2 r12 r  2 = 4  r2 = 1 = 1 cm. Đáp án B. Câu 18. E1 r2 2 Câu 19. q1 và q2 trái dấu nên M nằm ngoài đoạn thẳng AB, |q2| > |q1| nêm M gầm q1 hơn. Đáp án D. 



Câu 20. E A + EC = 0 và EB + ED = 0  E = E A + EB + EC + ED = 0 . Đáp án D. Câu 21. Hai điện tích này phải cùng dấu và cùng độ lớn. Đáp án C. kq kq kq 1 Câu 22. E = 2 2 cos450 + = ( 2 + ). Đáp án B. 2 2 a 2 a a 2 

Câu 23. q < 0 nên E hướng về phía q (hướng từ B đến A) và có độ lớn: 9.109.| 2.107 | E= = 2,5.105 (V/m). Đáp án C. 2.(6.102 ) 2

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 24. P = mg = 25.10-2 N; F = |q|E = 25.10-2 N; tan =

F = 1 = tan450. P

Đáp án B. Câu 25. A = |q|.E.MN.cos = |q|.E.d; d là hình chiếu của đường đi lên phương của một đường sức. Đáp án D. A 15.105  Câu 26. A = |q|.E.d  |q| = = 3.10-6 (C). Đáp án C. E.d 1000.5.102 Câu 27. A = |q|.E.s.cos = 5.10-5 J; U = E.s.cos = 12,5 V. Đáp án A. A 6 Câu 28. A = q.U  U =  = 3 (V). Đáp án C. q 2 Câu 29. A = qUMN = q(VM – VN) VM – VN = 

A 3.103  = - 500 (V) q 6.106



Câu 30. Vì q1 và q2 trái dấu nên để E1 và E2 cùng phương, cùng chiều thì M phải | q1 | | q2 | nằm trong đoạn thẳng AB; E1 = E2  k =k 2  AM  ( AB  AM ) 2 

| q2 | AB  AM = 2  AM = 2 cm; BM = 4 cm. Đáp án B.  AM | q1 |

9 9 | q1q2 | | 9 | 3.10 .( 3.10 = 81.10-7 (N). Đáp án B.  9.10 2 2 r 0,1 Câu 33. q = N.qe = 5.105.(-1,6.10-19) = - 8.10-14 (C). Đáp án B.

Câu 31. F = k

F1 r22 9 3  2  r2 = r1. = 3 cm. Đáp án C. F2 r1 16 4 |qq | |qq | Câu 35. F’ = k 1 2 = 9k 1 22 = 9F. Đáp án D. r r  ( )2 3 Câu 36. Khi đặt ở các đỉnh đối diện nhau các điện tích cùng dấu thì các véc tơ cường độ điện trường thành phần sẽ triệt tiêu nhau. Đáp án C. Câu 37. Hai điện tích đẩy nhau nên chúng cùng dấu; q  q2 vì cùng dấu nên |q1.q2| > ( )2 .Với lực F0 ứng với q1 và q2 có độ lớn khác nhau, 2 lực F ứng với q1 và q2 có độ lớn bằng nhau, theo bất đẳng thức Côsi  F < F0. Đáp án C. Câu 38. Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. Đáp án A. F Câu 39. Góc hợp giữa một dây treo và phương thẳng đứng là tan = . Đáp án C. P Câu 40. Quả cầu tích điện dương nên thiếu electron; số electron thiếu: Câu 34.

Các chuyên đề Vật Lí 11

6, 4.107 = 4.1012. Đáp án B. 1,6.1019 Câu 41. Lực điện trường có tác dụng làm điện tích âm chuyển động từ nơi có điện thế thấp sang nơi có điện thế cao. Đáp án C. Câu 42. Lực điện trường có tác dụng làm điện tích dương chuyển động từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. Đáp án C.

Câu 43. k

| q1q2 | m2 = G m= r2 r2

k | q1q2 | 9.109.4.1011.1011 = 0,23 (kg).  G 6,67.1011

Chọn A.

q1 q2 . | 2 2 = 4F. Đáp án B. Câu 44. F’ = r  ( )2 4 Câu 45. M nằm trong đoạn thẳng AB nên hai điện tích cùng dấu; M gần A hơn nên |q1| < |q2|. Đáp án C. Câu 46. M nằm ngoài đoạn thẳng AB nên hai điện tích khác dấu; M gần B hơn nên |q1| > |q2|. Đáp án B. Câu 47. A = qU = -1,6.10-19.100 = -1,6.10-17 (J). Đáp án D. mv 2 9,1.1031.(106 ) 2 1  Câu 48. A = |q|.E.d = |Wđ| = mv2  E = = 284 (V/m). 2.| q | .d 2.1,6.1019.102 2 Đáp án A. Câu 49. Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi. Đáp án B. Câu 50. AAB = WA – WB  WB = WA – AAB = 2,5 J. Đáp án B. Câu 51. Bằng hình vẽ ta thấy: Để hệ cân bằng thì A và C bi loại; và 3 điện tích phải nằm trên một đường thẳng và không cùng dấu. Đáp án D. A 18.106 Câu 52. AMN = q.UMN  UMN =  = 9 (V). Đáp án C. q 2.106 k|

1 2 mv 2 mv 2 9,1.1031.(3.105 ) 2  d= = 25,6.10-4 m. Đáp án C. 2.| q | .E 2.1,6.1019.100 Câu 54. Wđ = A = |q|.E.d = 1,6.10-19.100.0,01 = 1,6.10-19 J. Đáp án C. Câu 55. Điểm đầu và điểm cuối trùng nhau nên công A = 0. Đáp án D E A OB 2  Câu 56. = 4  OB = 2.OA EB OA2 Câu 53. A = |q|.E.d = |Wđ| =

 OI = 1,5.OA;

E A OI 2 (1,5.OA) 2 EA 16    2, 25  EI =  = 7,1 (V/m). 2 2 EI OA OA 2, 25 2, 25

Đáp án C. 55

Các chuyên đề Vật Lí 11

F 2.104  1,25.10-5 (C). Đáp án C. E 16 9.109.5.109 9.109.5.109 Câu 58. E1 = = 18000 V/m; E = = 2000 V/m; 2 (5.102 ) 2 (15.102 ) 2 E = E1 – E2 = 16000 V/m. Đáp án C. Câu 59. q = C.U = 20.10-6.120 = 24.10-4 C. Đáp án D. Câu 57. F = |q|.E  |q| =

q1 q ; C2 = 2 ; chưa có U1 và U2 nên chưa so sánh được. Đáp án D. U1 U2 Câu 61. A nhiễm điện dương hút B nên B nhiễm điện âm, đẩy C nên C nhiễm điện dương, hút D nên D nhiễm điện âm. Đáp án C. Câu 62. Nối B với C rồi đặt gần A, do hưởng ứng B ở gần A nhiễm điện âm, C xa A nhiễm điện dương, cắt dây dẫn thì B và C nhiễm điện trái dấu, cùng độ lớn. Đáp án D.

Câu 60. C1 =

| q1 .q2 |

(1,6.1019 )2 = 5,76.10–7 N. Đáp án C. r2 (2.1011 )2 Câu 64. Hai điện tích trái dấu nên hút nhau; | q .q | (3.106 )2 F = k 1 22  9.109. = 45 (N). Đáp án A. r 2.(3.102 )2 Câu 63. F = k

Câu 65. F = k

| q1 .q2 | r2

 9.109.

. Đáp án C.

k | q1 .q2 | 9.109.107.4.107  = 6.10-2 (m). Đáp án D. F 0,1 Câu 67. Vật nhiễm điện do tiếp xúc thì hoặc là thiếu electron hoặc là thừa electron chứ không thể là vật trung hoà về điện. Đáp án D. Câu 68. Electron có thể di chuyển từ vật này sang vật khác. Đáp án D. Câu 69. Đổi dấu một trong hai điện tích thì lực tương tác đổi chiều. Đáp án C. Câu 66. r =

Câu 70. |q| =

F. .r 2 2.106.81.(3.102 )2  = 4,024.10-9 (C). Đáp án B. k 9.109

F.r 2 10.(12.102 )2  = ± 4.10-6 (C). Đáp án C. k 9.109 k | q1q2 | r 2 122 F  r22 r2  1 2 = 1  ε = 12  2 = 2,25. Đáp án D. Câu 72. 2  F1 k | q1q2 |  r2 r2 8 2 r1 Câu 71. q = 

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 73. Hai quả cầu tích điện trái dấu nên hút nhau; các điện tích có cùng độ lớn q (6,4.107 )2 = 1,6.10-19.4.1012 = 6,4.10-7 (C); F = 9.109. = 2304.10-5 (N). Đáp án A. 0,42 k | q1q2 |

F2 r22 r2 25   12 =  r2 = 0,8r1 = 0,8.2 = 1,6 (cm). Đáp án C. 16 F1 k | q1q2 | r2 r12 Câu 75. Hai điện tích đẩy nhau nên cùng dấu, tổng của chúng có giá trị dương nên 135.(2.10 2 )2 chúng đều là điện tích dương; q1.(5.10-6 – q1) = = 6.10-12 giải bằng 9.109 chức năng SOLVE ta có q1 = 2.10-6 (C); q2 = 3.10-6 (C) hoặc ngược lại. Đáp án D. (2.106 )2 q  q2 Câu 76. q1’ = q2’ = 1 = 2.10-6 C; F = 9.109. = 14,4 (N). Đáp án B. 2 0,052 Câu 74.

(106 )2 q1  q2 = 10-6 C; F = 9.109. = 3,6 (N). Đáp án C. 2 0,052 Câu 78. Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau. Đáp án D. q  q2 Câu 79. q1’ = q2’ = q = 1 . Đáp án A. 2 Câu 80. Các đường sức có thể xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Đáp án B F 2.10 4 Câu 81. |q| =  = 1,25.10-6 (C). Đáp án C. E 160 Câu 77. q1’ = q2’ =



Câu 82. q < nên F ngược chiều với E ( F hướng thẳng đứng lên trên); F = |q|E = 3.10-6.12000 = 36.10-3 (N). Đáp án D. k|q| E r2 r2 Câu 83. A  A  B2 = 4  rB = 2rB;  rI = 1,5rA (I là trung điểm của AB) EB k | q | rA rB2  EI =

E k|q| k|q| 36   A  = 16 (V/m). Đáp án C. 2 2 2,25 2,25 rI (1,5rA )

9.109.5.109 = 18000 (V/m); E = E1 + E2 = 36000 V/m. Đáp án C. (5.102 )2 Câu 85. Hai điện tích cùng dấu thì vị trí có cường độ điện trường tổng hợp bằng 0 sẽ nằm trên đường thẳng và nằm trong đoạn thẳng nối hai điện tích và nằm gần điện tích có độ lớn nhỏ hơn. Đáp án C. Câu 84. E1 = E2 =

Các chuyên đề Vật Lí 11

A 2.109  Câu 86. A = |q|Ed  E = = 200 (V/m). Đáp án B. | q | d 5.1010.2.102 Câu 87. A = qUMN = -1.2 = - 2 (J). Đáp án B. mgd 3,6.1015.10.2.102 U  Câu 88. mg = |q|E = |q|.  U = = 150 (V). Đáp án D. |q| d 4,8.1018 Câu 89. Wđ = Wđ = A = |q|U = 1,6.10-19.50 = 8.10-18 (J). Đáp án A. Câu 90. Prôtôn và electron có độ lớn điện tích bằng nhau nên khi đi được quãng đường bằng nhau thì chúng có cùng động năng (theo định lý động năng); khối lượng của prôtôn lớn hơn của electron nên prôtôn có vận tốc nhỏ hơn do đó prôtôn có gia tốc nhỏ hơn. Đáp án A. q q 86.106 Câu 91. C = U=  = 17,2 (V). Đáp án A. U C 5.106 q 108.107 q Câu 92. C =  q = CU = 24.10-9.450 = 108.10-7; N =  = 675.1011. e 1,6.1019 U Đáp án B. q Câu 93. C =  q = CU = 5.10-7.220 = 110.10-6 (C). Đáp án C. U Câu 94. q’ = C.U’ = C.2U = 2q. Đáp án B. Câu 95. Điện tích trên tụ khi ngắt khỏi nguồn sẽ không thay đổi. Đáp án A. Câu 96. Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai bản tụ. Đáp án C. q CU2 U2 U 220  Câu 97. 2   q2 = q1 2  55. = 110 (μC). Đáp án C. q1 CU1 U1 U1 110 Câu 98.

q2 CU2 U2 q 120    U2 = U1 2  110. = 240 (V). Đáp án A. q1 CU1 U1 q1 55

Câu 99. Ta có: C = a + C0  C1 = 5 = (1) và (2) ta suy ra a =



 6

a + C0 (1); C2 = 14 =

; C0 = 2 F, do đó C3 =

2 a + C0 (2); từ 3

18  . + 2 = 6,5 (F). Đáp án C.  4

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Hai điện tích q1 = 4.10-8 C, q2 = -12,5.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 4 cm trong không khí. Xác định lực tổng hợp của hai điện tích này tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-9 C đặt tại C với tam giác BAC vuông tại A và AC = 3 cm. Bài 2. Có 6 điện tích bằng nhau bằng q > 0 đặt trong không khí tại 6 đỉnh của một lục giác đều cạnh a. Xác định lực tổng hợp của 5 điện tích tác dụng lên điện tích còn lại. 58

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. Hai điện tích q1 = 4.10-8 C, q3 = 2.10-9 C đặt tại hai đỉnh A và C của tam giác vuông BAC (vuông tại A, AB = 12 cm, AC = 9 cm) trong không khí. Xác định dấu và độ lớn của điện tích q2 đặt tại B để lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3 có phương song song với AB. Bài 4. Tại ba đỉnh A, B và C của một tam giác đều, người ta đặt 3 điện tích giống nhau q1 = q2 = q3 = q = 6.10-6 C. Phải đặt điện tích thứ tư q4 có dấu và độ lớn bằng bao nhiêu và đặt ở đâu để hệ cân bằng. Bài 5. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 600. Tính điện tích đã truyền cho quả cầu. Lấy g = 10 m/s2. Bài 6. Hai quả cầu nhỏ có cùng khối lượng m, cùng điện tích q, được treo trong không khí vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây mãnh (khối lượng không đáng kể) cách điện, không co dãn, cùng chiều dài l. Do lực đẩy tĩnh điện chúng cách nhau một khoảng r (r << l). Tính điện tích của mỗi quả cầu. Bài 7. Đặt 4 điện tích có cùng độ lớn q tại 4 đỉnh của một hình vuông ABCD cạnh a với điện tích dương đặt tại A và D, điện tích âm đặt tại B và C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại giao điểm hai đường chéo của hình vuông. Bài 8. Tại 3 đỉnh của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương cùng độ lớn q. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh thứ tư. Bài 9. Tại 3 đỉnh A, B, C của một hình vuông cạnh a đặt 3 điện tích dương có cùng độ lớn q. Trong đó điện tích tại A và C dương, còn điện tích tại B âm. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh D của hình vuông. Bài 10. Hai điện tích q1 = q2 = q > 0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 2a. a) Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB và cách trung điểm H của đoạn AB một khoảng x. b) Định giá trị của x (theo a) để cường độ điện trường tổng hợp tai M lớn nhất. Bài 11. Hai điện tích q1 = - q2 = q > 0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau một khoảng AB = 2a. a) Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn AB và cách trung điểm H của đoạn AB một khoảng x. b) Định giá trị của x (theo a) để cường độ điện trường tại M có giá trị lớn nhất. Bài 12. Hai bản kim loại phẵng đặt nằm ngang, song song và cách nhau một khoảng d = 4 cm, hiệu điện thế giữa hai bản là U = 80 V. Từ một điểm cách bản tích điện âm một khoảng d1 = 3 cm, một electron có vận tốc ban đầu v0 = 4,2.106 m/s chuyển động dọc theo đường sức điện trường về phía bản tích điện âm. Electron chuyển động như thế nào? Biết electron có điện tích qe = - 1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg, coi điện trường giữa hai bản là đều và bỏ qua tác dụng của trọng trường.

Các chuyên đề Vật Lí 11

13. Có 4 quả cầu nhỏ giống hệt nhau, mỗi quả có khối lượng m, điện tích q. Treo 4 quả vào điểm O bằng 4 sợi dây mảnh cách điện dài l. Khi cân bằng, bốn điện tích nằm tại 4 đỉnh của hình vuông ABCD cạnh a = l. a) Tính lực điện do ba điện tích đặt tại A, B, D tác dụng lên điện tích đặt tại C theo q, l và hằng số điện k. b) Tính giá trị của q theo m, l và gia tốc trọng trường g. Nm 2 Áp dụng bằng số: l = 20 cm, m = (1  2 2) g, g = 10 m/s2, k = 9.109 . C2 Bài 14. Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau, trái dấu có một điện áp U1 = 1000 V. Khoảng cách giữa 2 bản tụ là d = 1 cm. Ở chính giữa 2 bản có 1 giọt thủy ngân nằm lơ lửng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống chỉ còn là U2 = 995 V, cho g = 10 m/s2. Sau thời gian bao lâu giọt thủy ngân rơi đến bản dưới? Bài 15. Hai điện tích q1 = 3.10-8 C và q2 = - 5.10-8 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau 8 cm. Tìm những điểm tại đó có điện thế bằng 0 trên: a) Đường thẳng nối A và B. b) Đường vuông góc với AB tại A. * Hướng dẫn giải. Bài 1. Ta có: BC = 

AB 2  AC 2 = 5 cm. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3 các



lực F1 và F2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: F1 = k F2 = k

8 9 | q1q3 | | 9 | 4.10 .2.10  9.10 = 8.10-4 (N); 2 2 2 AC (3.10 ) 8 9 | q2 q3 | | 9 | ( 12,5.10 .2.10  9.10 = 9.10-4 (N). 2 2 2 AC (5.10 ) 



Lực tổng hợp tác dụng lên q3 là F = F1 + F2 , có phương chiều như hình vẽ. 

Tính độ lớn của F : Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hình vẽ. 4 Chiếu lên trục Ox: Fx = F1x + F2x = 0 + F2.cosB = 9.10-4. = 7,2.10-4 (N). 5 60

Các chuyên đề Vật Lí 11

Chiếu lên trục Oy: Fy = F1y + F2y = F1 + F2.cosC = 8.10-4 - 9.10-4. F=

3 = 2,6.10-4 (N). 5

Fx2  Fy2  (7, 2.104 ) 2  (2,6.104 ) 2 = 7,65.10-4 (N). 

Góc mà F hợp với trục Oy (hợp với đường thẳng nối A và C): F 7, 2.104 tan = x  = 2,77 = tan700   = 700. Fy 2,6.104 Bài 2. Do tính đối xứng nên chỉ cần khảo sát lực tác dụng lên điện tích bất kì, chẳng hạn điện tích đặt tai G trong lục giác đều ABCDEG. Các điện tích đặt tại các đỉnh A, B, C, D, E tác dụng lên điện tích đặt tại G các lực 



F1 , F2 , F3 , F4 và F5 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: F1 = F5 = k

q2 q2 q2 ; F = F = k ; F = k . 2 4 3 a2 3a 2 4a 2 



Lực tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại G là F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: q2 1 q2 3 q2 q 2 15  4 3 F = 2F1cos600 + 2F2cos300 + F3 = 2 k 2 + 2k 2 +k 2 =k 2 . a 2 3a 2 4a a 12 Bài 3. Ta có: BC = 



AB 2  AC 2 = 15 cm. Các điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3 



các lực F1 và F2 . Lực tổng hợp tác dụng lên q3 là F = F1 + F2 . Để F song song  F AC với AB thì F2 phải hướng về phía B tức là q2 phải là điện tích âm và 1  (như F2 BC hình vẽ).

Các chuyên đề Vật Lí 11

F1 | q1 | B C 2 AC | q1q3 | | q2 q3 |  Vì F1 = k và F2 = k  = F2 | q2 | A C 2 BC AC 2 BC 2  |q2| = |q1|

BC 3 = 18,5.10-8 (C). Vậy q2 = -18, 5.10-8 C. AC 3 



Bài 4. Các điện tích q1, q2 và q3 tác dụng lên điện tích q4 các lực điện F14 , F24 và 



F34 . Để q4 cân bằng thì F14 + F24 + F34 = 0 . Vì q1 = q2 = q3 = q  q4 phải nằm ở tâm của tam giác ABC.

Vì tính đối xứng của hệ nên để hệ cân bằng ta chỉ cần xét thêm điều kiện cân bằng của một trong ba điện tích kia, chẳng hạn q3. 



Để q3 cân bằng thì F43 + F13 + F23 = 0  F43 = - ( F13 + F23 ). 



Để F43 và ( F13 + F23 ) ngược chiều thì q4 < 0. 

Để | F43 | = | F13 + F13 | thì k

|q4| =

| q4 q | q2 q2 | q4 q | 0=k = k = 2k cos30 2 a2 a2 OC 2 a 3    3 

3 q = 4,36.10-6 C. Vậy q4 = - 4,36.10-6 C. 3

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 5. Giả sử truyền cho một quả cầu điện tích q > 0, do tiếp xúc, mỗi quả cầu sẽ q nhiễm điện tích , chúng đẩy nhau và khi ở vị trí cân bằng mỗi quả cầu sẽ chịu tác 2 



dụng của 3 lực: trọng lực P , lực tĩnh điện F và sức căng sợi dây T .

q2  4r 2 mg tan 9.109 42  F 2 . r  q2 = Khi đó: tan = = 2 P 9.109 mg

r  Vì tan = 2  r = 2l tan nên: |q| = 2 2 l



16mgl 2 tan 3 ( ) 2 = 4.10-7 C. 9 9.10 

Bài 6. Ở vị trí cân bằng mỗi quả cầu sẽ chịu tác dụng của 3 lực: trọng lực P , lực tĩnh 



điện F và sức căng sợi dây T .

kq 2 2 kq 2 F Khi đó: tan = = r  (1). mg mgr 2 P Mặt khác, vì r << l nên  là rất nhỏ, do đó: r tan  sin = (2). Từ (1) và (2) suy ra |q| = 2l

mgr 3 . 2lk 63

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 7. Các điện tích đặt tại các đỉnh của hình vuông gây ra tại giao điểm O của hai 



đường chéo hình vuông các véc tơ cường độ điện trường E A , EB , EC , ED ; có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: EA = EB = EC = ED =

2kq .  a2 



Cường độ điện tường tổng hợp tại O là: E = E A + EB + EC + ED ; có phương chiều

4 2kq .  a2 Bài 8. Các điện tích đặt tại các đỉnh A, B, C của hình vuông gây ra tại đỉnh D của như hình vẽ; có độ lớn: E = 4EAcos450 =



hình vuông các véc tơ cường độ điện trường E A , EB , EC ; có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: EA = EC =

kq kq ; EB = . 2 a 2 a 2 



Cường độ điện trường tổng hợp tại D là: E = E A + EB + EC . kq Có độ lớn: E = 2EAcos450 + EB = (2 2 + 1). 2 a 2 64

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 9. Các điện tích đặt tại các đỉnh A, B, C của hình vuông gây ra tại đỉnh D của 



hình vuông các véc tơ cường độ điện trường E A , EB , EC ; có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: EA = EC =

kq kq ; EB = . 2 a 2 a 2 

Cường độ điện trường tổng hợp tại D là: E = E A + EB + EC ; có phương chiều như kq hình vẽ; có độ lớn: E = 2EAcos450 – EB = (2 2 - 1). 2 a 2 

Bài 10. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường E1 và 

E2 có phương chiều như hình vẽ:

kq . (a  x 2 ) Cường độ điện trường tổng hợp tại M do các điện tích q1 và q2 gây ra là:

Có độ lớn: E1 = E2 = 



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ. Có độ lớn: E = E1cos + E2cos = 2E1cos = 2.

x 2kqx kq . .  3 (a 2  x 2 ) a 2  x 2 2 2 2 (a  x )

Các chuyên đề Vật Lí 11

2kqx

b) Theo câu a ta có E =

2kq

. 3 2 4   2 (a  x )  a2  x 3   3  x  Để E có giá trị cực đại thì mẫu số phải có giá trị cực tiểu mà mẫu số có giá trị cực 4 a2 tiểu khi 2 = x 3 (theo bất đẳng thức Côsi)  a2 = x2 hay x = a. x3 3 2 2



Bài 11. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ.

kq .  (a  x 2 ) Cường độ điện trường tổng hợp tại M do các điện tích q1 và q2 gây ra là:

Có độ lớn: E1 = E2 = 



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ. Có độ lớn: E = 2E1cos = 2. b) Theo câu a ta có: E =

kq . (a  x 2 ) 2

2kqa 3 2 2

a a x 2



2kqa 3 2 2

(a  x ) 2

; để E có giá trị cực đại thì mẫu số phải có giá

(a  x ) trị cực tiểu mà mẫu số có giá trị cực tiểu khi x = 0 tức là M trùng với H. 2



Bài 12. Véc tơ E hướng từ bản dương sang bản âm và có độ lớn E = 

U = d



2000 V/m; vì qe < 0 nên lực điện trường F ngược chiều với E (hướng từ bản âm 

sang bản dương) và có độ lớn F = |qe|.E = 3,2.10-16; lực F ngược chiều chuyển động F nên là vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc a = = - 35.1013 m/s2. me Đoạn đường dịch chuyển dọc theo đường sức điện trường cho đến lúc dừng lại (v = v 2  v02 0  (4, 2.106 ) 2  0) là s = = 0,0252 (m) = 2,52 (cm). Vì s < d1 nên electron 2a 2.(35.1013 ) chuyển động chưa tới bản âm thì dừng lại, sau đó tiếp tục chuyển động nhanh dần 66

Các chuyên đề Vật Lí 11

đều về phía bản dương với gia tốc a’ = |a| = 35.1013 m/s2 và cuối cùng bị hút vào bản dương. Bài 13. Lực tác dụng vào điện tích đặt tại C như hình vẽ.



FAC + FBC + FDC = F

(*) 

Do tính đối xứng nên lực F cùng chiều với AC Chiếu phương trình (*) lên phương AC ta được: F = FAC + FDC.cos450 + FBC.cos450  F 

kq 2  1   2 2  l 2  



Xét quả cầu dặt tại C. Các lực tác dụng vào quả cầu gồm: P , T , FAC , FBC , FDC 



Hay là P , T , F với F = FAC + FBC + FDC . 



Điều kiện cân bằng: P + T + F = 0  P + F = - T 



 Hợp lực của P + F phải có phương của dây treo OC. Do  = 450 nên F  P  mg 





kq 2 mgl 2 0,5  2  q  l2 k (0,5  2)

Thay số: q  3.107 C . Bài 14. Khi điện áp 2 bản là U1

Điều kiện cân bằng của giọt thủy ngân là: F1  P

Các chuyên đề Vật Lí 11

 q E1  mg  q 

mg mg mgd   E1 U1 U1 d

(1)

Khi giảm điện áp giữa 2 bản tụ còn U2: 



Hợp lực của F2 và P (P > F2) truyền cho giọt thủy ngân một gia tốc làm cho giọt thủy ngân chuyển động có gia tốc xuống dưới. 



Phương trình định luật II Niu tơn: F2 + P = m a  P  q E2  ma  mg  q

U2  ma d

(2)

d (3) a U U mgd U 2 .  ma  g  g 2  a  a  g (1  2 ) . Từ (1) thay vào (2) có: mg  U1 d U1 U1 Ta lại có:

d 1 2  at  t  2 2

Thay vào (3) ta có: t 

d U g (1  2 ) U1

. Thay số ta được: t = 0,45(s).

Bài 15. a) Những điểm có điện thế bằng 0 trên đường thẳng nối A và B Gọi điểm M là điểm có điện thế bằng 0 trên đường thẳng nối A và B, ta có: kq1 kq2 3.108 5.108 AM   VM = =0  = 0,6  AM = 0,6.BM. AM BM AM BM BM + Nếu M nằm giữa A và B thì: AM1 + BM1 = 8  1,6.BM1 = 8  BM1 = 5 (cm); AM1 = 0,6.5 = 3 (cm). Nếu M1 nằm ngoài A và B thì: BM2 – AM2 = AB = 8  BM2 – 0,6.BM2 = 8  BM2 = 20 (cm) và AM2 = 0,6.20 = 12 (cm). Vậy: Trên đường thẳng nối A và B có hai điểm M1 và M2 tại đó có điện thế bằng 0 với: AM1 = 3 cm; BM1 = 5 cm và AM2 = 12 cm; BM2 = 20 cm. b) Những điểm có điện thế bằng 0 trên đường thẳng vuông góc với AB tại A. Gọi N là điểm có điện thế bằng 0 trên đường vuông góc với AB tại A, ta có: kq kq 3.108 5.108 AN  VM = 1  2 = 0   = 0,6  AN = 0,6.BN. AN BN AN BN BN Mặt khác: BN2 – AN2 = AB2 = 64  BN2 – 0,36.BN2 = 64  BN2 = 100  BN = 10 cm và AN = 0,6.10 = 6 cm. Vậy: Điểm có điện thế bằng 0 trên đường vuông góc với AB tại A là N với BN = 10 cm và AN = 6 cm. 68

Các chuyên đề Vật Lí 11

V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 20 cm trong không khí, chúng đẩy nhau với lực F = 1,8 N. Biết q1 + q2 = - 6.10-6 C và |q1| > |q2|. Vẽ các véc tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Xác định các giá trị của các điện tích q1 và q2. Đề 2. Hai điện tích q1 và q2 đặt cách nhau 15 cm trong không khí, chúng hút nhau với một lực F = 4 N. Biết q1 + q2 = 3.10-6 C; |q1| < |q2|. Vẽ các véc tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Xác định các giá trị của các điện tích q1 và q2. Đề 3. Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = q2 = 6.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 15 cm, BC = 5 cm. Đề 4. Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = - q2 = 8.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 10 cm, BC = 20 cm. Đề 5. Tại hai điểm A và B cách nhau 15 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = 24.10-6 C, q2 = 6.10-6 C. Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0. Đề 6. Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = 24.10-6 C, q2 = - 6.10-6 C. Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0. Đề 7. Tại hai điểm A và B cách nhau 12 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = q2 = 6.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tồng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 16 cm. Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 5.10-6 C đặt tại C. Đề 8. Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = 6.10-6 C, q2 = - 9.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 12 cm; BC = 16 cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = - 3.10-6 C đặt tại C. Đề 9. Tại hai điểm A và B cách nhau 15 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = - q2 = 12.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = BC = 20 cm. Tính lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = - 6.10-6 C đặt tại C. Đề 10. Tại hai điểm A và B cách nhau 30 cm trong không khí người ta đặt hai điện tích q1 = -8.10-6 C, q2 = -6.10-6 C. Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C biết AC = 24 cm; BC = 18 cm. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = 9.10-6 C đặt tại C. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Vẽ hình, nêu đặc điểm véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm. Câu 2 (2 điểm): Nêu định nghĩa điện dung của tụ điện, đơn vị của điện dung và các ước số thường dùng của nó. 69

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 6.10-6 C; q2 = - 4.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 30 cm; BC = 10 cm. Câu 4 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 9.10-6 C; q2 = - 9.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 24 cm trong không khí. Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB và cách trung điểm H của đoạn thẳng này một khoảng HM = 16 cm. Xác định lực điện tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 = - 5.10-8 C đặt tại M. Đề 2 Câu 1 (2 điểm): Vẽ hình, nêu các đặc điểm của véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm. Câu 2 (2 điểm): Nêu thuyết electron và nội dung thuyết của electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật. Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 6.10-6 C; q2 = 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 16 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C. Biết AC = 10 cm; BC = 6 cm. Câu 4 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = q2 = 6.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 18 cm trong không khí. Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm M nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB và cách trung điểm H của đoạn thẳng này một khoảng HM = 12 cm. Xác định lực điện tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 = 5.10-8 C đặt tại M. Đề 3 Câu 1 (2 điểm): Phát biểu, viết biểu thức của định luật Culông, nêu các đại lượng và đơn vị đo cuat các đại lượng trong biểu thức. Câu 2 (2 điểm): Nêu định nghĩa và các đặc điểm của các đường sức điện. Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 9.10-6 C; q2 = - 4.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 16 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0. Câu 4 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = - q2 = 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí. Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại C; biết AC = BC = 25 cm. Xác định lực điện tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên điện tích q3 = - 5.10-8 C đặt tại C. Đề 4. Câu 1 (2 điểm): Nêu cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. Câu 2 (2 điểm): Nêu đặc điểm công của lực điện trong sự di chuyển điện tích trong điện trường và mối liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. 70

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 9.10-6 C; q2 = - 4.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 15 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tác dụng của q2 lên q1. b) Phải đặt tại C, với AC = 12 cm, BC = 9 cm một điện tích q3 có giá trị bằng bao nhiêu để lực điện tổng hợp do q2 và q3 tác dụng lên q1 có phương song song với BC? Câu 4 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = q2 = - 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra tại điểm C; biết AC = BC = 25 cm. b) Phải đặt tại trung điểm H của AB điện tích q3 có dấu và độ lớn bằng bao nhiêu để cường độ điện trường tổng hợp do các điện tích q1, q2 và q3 gây ra tại C bằng 0.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung 1 Hai điện tích đẩy nhau nên chúng là các điện tích cùng dấu. q1 + q2 < 0 nên q1 và q2 đều là các điện tích âm. Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích:

Điểm 1 1 2

Giá trị của các điện tích: F =  1,8 =

k | q1 .q2 | r2

; |q1.q2| = q1.q2;

9.109.q1 .(6.106  q1 )

0,22  q1 = - 2.10-6; q2 = - 4.10-6 hoặc q1 = - 4.10-6; q2 = - 2.10-6. Vì |q1| > |q2| nên q1 = 4.10-6 C; q2 = -2.10-6 C. Hai điện tích hút nhau nên chúng là các điện tích trái dấu. q1 + q2 > 0 và |q1| < |q2| nên q1 < 0 và q2 > 0. Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích:

2 1 2 1 1 1 2

Giá trị của các điện tích: F = 4=

k | q1 .q2 | r2

; |q1.q2| = - q1.q2; 2

9.109.( q1 .(3.106  q1 ))

0,152  q1 = - 2.10-6; q2 = 5.10-6 hoặc q1 = 5.10-6; q2 = - 2.10-6. Vì |q1| < |q2| nên q1 = -2.10-6 C; q2 = 5.10-6 C. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 

1 2 1



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ: 3 Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC k | q2 | 2

BC 2



9.109.6.10 6 = 37,5.105 (V/m); 0,122



9.109.6.10 6 = 84,375.105 (V/m). 0,082 



2 2



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E2 – E1 = 84,375.105 – 37,5.105 = 46,875.105 (V/m).

1 2 72

Các chuyên đề Vật Lí 11

Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ: 3 Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC 2 k | q2 | BC 2



9.109.8.10 6 = 72.105 (V/m); 0,12



9.109.8.10 6 = 18.105 (V/m). 0,22



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1 - E2 = 72.105 - 18.105 = 54.105 (V/m). Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường 



là: E1 và E2 . Cường độ điện trường tổng hợp tại M là: 



EM = E1 + E2 = 0  E1 = - E2 . Để thoả mãn điều đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A và B, nằm trong đoạn thẳng AB và gần B hơn vì |q2| < |q1| (như hình vẽ).

1 2 1 2

3 Khi đó ta có:  6

k | q1 | AM



k | q2 | ( AB  AM )2

| q1 | AM 24.106 AM   =2  15  AM AB  AM | q2 | 6.106

 AM = 10 (cm); BM = 5 (cm). Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường 

1 2 1



E1 và E2 . Cường độ điện trường tổng hợp tại M là: 



EM = E1 + E2 = 0  E1 = - E2 . Để thoả mãn điều đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A và B, nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần B hơn vì |q2| < |q1| (như hình vẽ).

Các chuyên đề Vật Lí 11

Khi đó ta có:  7

k | q1 |



( AB  BM )2

k | q2 |

BM 2

| q2 | BM 6.106 1 BM     6 10  BM 2 AB  BM | q1 | 24.10

 BM = 10 (cm); AM = 20 (cm). Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

3 k | q1 |

Có độ lớn: E1 = E2 =

AC 2



9.109.6.10 6 = 37,5.105 (V/m); 0,122 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos 162  62 CH = 2. 37,5.105. = 69,5.105 (V/m). 16 AC

= 2E1. 



F = q3. E ; vì q3 > 0 nên F cùng phương cùng chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 5.10-6. 69,5.105 = 34,75 (N). 8

Tam giác ABC vuông tại C vì AB2 = AC2 + BC2.

Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 

2 1

2 2 1



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

2 Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC k | q2 | 2

BC 2



9.10 .6.10 0,122 9

6

= 37,5.105 (V/m);

9.109.9.10 6 = 21,1.105 (V/m);  2 0,16

Các chuyên đề Vật Lí 11

Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: 



E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E= 

E  E  (37,5.10 )  (21,1.10 ) = 2 1

2 2



5 2

43.105

1 (V/m).



F = q3. E ; vì q3 < 0 nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 3.10-6. 43.105 = 12,9 (N). Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ.

2 1 2

Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC 2



9.109.12.10 6 = 27.105 (V/m). 0,22 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos AH 7,5 = 2E1. = 2. 27.105. = 20,25.105 (V/m). AC 20 



F = q3. E ; vì q3 < 0 nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 6.10-6. 20,25.105 = 12,15 (N). Tam giác ABC vuông tại C vì AB2 = AC2 + BC2. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường 

2 1



E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: E1 =

k | q1 |



AC k | q2 | 2

9.109.8.10 6 = 12,5.105 (V/m); 0,242

9.109.6.10 6 = 16,7.105 (V/m); BC 2 0,182 Cường độ điện trường tổng hợp tại C là:

E2 =







E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E= 

E12  E22  (12,5.105 )2  (16,7.105 )2 = 20,7.105 (V/m). 



F = q3. E ; vì q3 > 0 nên F cùng phương cùng chiều với E và có 2 độ lớn: F = |q3|.E = 9.10-6. 20,7.105 = 18,6 (N). 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung Điểm 1 Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích điểm có:

Điểm đặt (gốc véc tơ): đặt trên mỗi điện tích; Phương: trùng với đường thẳng nối hai điện tích; Chiều: các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, các điện tích khác dấu thì hút nhau; |qq | Độ lớn: Trong không khí: F12 = F21 = F = k 1 2 2 ; r | q1q2 | Trong điện môi: F = k  r2 Điện dung, đơn vị điện dung của tụ điện: + Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Q + Công thức: C = ; trong đó: C là điện dung, đơn vị F (fara); U Q là điện tích của tụ, đơn vị C (culong); U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ, đơn vị V (vôn). 1C + Đơn vị điện dung trong hệ SI là fara (kí hiệu F): 1 F = . 1V + Các ước số thường dùng của fara (F):

1 0,25 0,25 0,25

0,25

0,5 0,5

0,5 76

Các chuyên đề Vật Lí 11

1 mF (milifara) = 10-3 F; 1 µF (micrôfara) = 10-6 F. 1 nF (nanôfara) = 10-9 F; 1 pF (picôfara) = 10-12 F. a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích có phương chiều như hình vẽ:

0,5

0,5 k . | q1 .q2 |

9.109.6.10 6.4.10 6 = 5,4 (N). r2 0,22 b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện

Có độ lớn: F12 = F21 = 



0,5



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ: 0,5 6 | q1 | 9. | 6.10 | = 6.105 (V/m); = 9.10 AC 2 0,32 |q | | 4.10 6 | E2 = k 2 2 = 9.109. = 36.105 (V/m). BC 0,12 Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là:

Có độ lớn: E1 = k



0,5



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 – E1 = 30.105 V/m. 4

0,5

Ta có AM = BM = AH 2  HM 2  122  162 = 20 (cm) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện 

0,5 0,5



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ. Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AM 2



9.109.9.10 6 = 20,25.105 (V/m). 2 0,2 



0,5



Cường độ điện trường tổng hợp tại M là: E = E1 + E2 . Có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos

0,5 77

Các chuyên đề Vật Lí 11

= 2E1. 

Đề 2. Câu 1

AH 12 = 2. 20,25.105. = 24,3.105 (V/m). AM 20 



F = q3. E ; vì q3 < 0 nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 5.10-8. 24,3.105 = 0,1215 (N).

0,5

Nội dung + Véc tơ cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm có:

Điểm

0,5 0,5

Điểm đặt (gốc véc tơ): đặt tại điểm ta xét; Phương: trùng với đường thẳng nối điểm đặt điện tích với điểm ta xét; Chiều: hướng ra xa điện tích nếu là điện tích dương; hướng về phía điện tích nếu là điện tích âm; |q| |q| Độ lớn: Trong không khí: E = k 2 ; Trong điện môi: E = k 2 r r + Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật được gọi là thuyết electron. + Nội dung của thuyết electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật: Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. Một nguyên tử trung hòa có thể nhận thêm electron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm. Một vật nhiễm điện âm khi số electron mà nó chứa lớn hơn số prôtôn. Nếu số electron ít hơn số prôtôn thì vật nhiễm điện dương. a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích có phương chiều như hình vẽ:

0,25 0,25 0,25 0,25

0,5

0,5 0,5 0,5

0,5 Có độ lớn: F12 = F21 =

k . | q1 .q2 |

r2 = 16,875 (N).



9.109.6.10 6.8.10 6 0,162

0,5 78

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

0,5

6 | q1 | 9. | 6.10 | = 54.105 (V/m); = 9.10 AC 2 0,12 |q | | 8.10 6 | E2 = k 2 2 = 9.109. = 200.105 (V/m). BC 0,062 Cường độ điện trường tổng hợp tại C do q1 và q2 gây ra là:

Có độ lớn: E1 = k



0,5 0,5



E = E1 + E2 ; có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: E = E2 – E1 = 146.105 V/m. 4

Ta có AM = BM = AH 2  HM 2  92  122 = 15 (cm) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện 

0,5



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

1,0 k | q1 |

9.109.6.10 6 Có độ lớn: E1 = E2 = = 24.105 (V/m).  AM 2 0,152 



0,5



Cường độ điện trường tổng hợp tại M là: E = E1 + E2 . Có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos HM 12 = 2E1. = 2. 24.105. = 38,4.105 (V/m). AM 15 



0,5 

F = q3. E ; vì q3 > 0 nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 5.10-8. 38,4.105 = 0,192 (N).

0,5 0,5

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đề 3. Câu 1

Nội dung + Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. |qq | + Biểu thức: F = k 1 2 2 ; F là lực tương tác, đơn vị niu tơn (N); r 2 Nm k = 9.109 là hệ số tỉ lệ; q1, q2 là điện tích của các điện C2 tích điểm, đơn vị cu-lông (C); r là khoảng cách giữa hai điện tích, đơn vị mét (m). + Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó. + Các đặc điểm của đường sức điện: Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi. Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc từ vô cực đến điện tích âm. Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích:

Điểm

1 0,25 0,25

0,25 0,25 0,5

k . | q1 .q2 |

9.109.9.10 6.4.10 6 = 12,66 (N). r2 0,162 b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện

Độ lớn: F12 = F21 = 



0,5



trường E1 và E2 . Cường độ điện trường tổng hợp tại M là: 



EM = E1 + E2 = 0  E1 = - E2 .

0,5

Các chuyên đề Vật Lí 11

Để thoả mãn điều đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A và B, nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần B hơn vì |q2| < |q1| (như hình vẽ).

Khi đó ta có:

k | q1 |



( AB  BM )

k | q2 | BM

0,5

| q2 | BM 4.10 6 2 BM      16  BM AB  BM | q1 | 9.10 6 3

0,5

 BM = 32 (cm); AM = 48 (cm). Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

1 Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC 2



9.109.8.10 6 = 11,52.105 (V/m); 0,252 



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: E = E1 + E2 . Có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos AH 10 = 2E1. = 2. 11,52.105. = 9,126.105 (V/m). AC 25 



0,5

0,5 0,5 

F = q3. E ; vì q3 < 0 nên F cùng phương ngược chiều với E và có độ lớn: F = |q3|.E = 5.10-8. 9,126.105 = 0,0456 (N).

0,5

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đề 4. Câu 1

Nội dung + Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương. Electron có điện tích qe = –1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg. Prôtôn có điện tích qp = +1,6.10-19 C, có khối lượng mp = 1,67.10-27 kg. Khối lượng của nơtron xấp xĩ bằng khối lượng của prôtôn. Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn của tổng điện tích âm của các electron và nguyên tử ở trạng thái trung hoà về điện. + Trong các hiện tượng điện mà ta xét ở chương trình Vật lí THPT thì điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích có độ lớn nhỏ nhất có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố. + Công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. AMN = q.E.d. + Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường đó. AMN = WM – WN a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích có phương chiều như hình vẽ:

Điểm

0,5

0,5 0,5 1

0,5

Có độ lớn: F12 = F21 =

k . | q1 .q2 | r2



9.109.9.10 6.4.10 6 0,152

= 14,4 (N). b) Tam giác ACB vuông góc tại C vì AB2 = AC2 + BC2. 

0,5



Các điện tích q2 và q3 tác dụng lên q1 các lực F21 và F31 . Lực 



tổng hợp tác dụng lên q1 là F = F21 + F31 . Để F song song 

với BC thì F31 phải hướng ra xa C tức là q3 phải là điện tích F AC dương và 31  (hình vẽ). F21 AB

1,0

Các chuyên đề Vật Lí 11

F31 | q3 | .AB2 AC | q1q3 | | q2 q3 |  Vì F31 = k và F21 = k  = F21 | q2 | .A C 2 AB AC 2 AB 2 3 AC 3 6 12  4.10 . = 2,048.10-6 (C). AB 3 153 Vậy: q3 = 2,048.10-6 C. a) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện

 |q3| = |q2|. 4



0,5 0,5



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC



9.109.8.10 6 = 11,52.105 (V/m); 2 0,25 



0,5



Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1.cos + E2.cos = 2E1.cos 252  102 CH = 2. 11,52.105. = 21,12.105 (V/m). 25 AC b) Điện tích q3 đặt tại H gây ra tại C véc tơ cường độ điện trường

= 2E1.



E ' sao cho E + E ' = 0  E = - E ' . Để thoả mãn điều đó thì q3 < 0 và có độ lớn: E.HC 2 11,52.105.(0,252  0,12 ) |q3| = = 6,72.10-6.  k 9.109 Vậy q3 = 6,72.10-6 C.

0,5 0,5

0,5 83

Các chuyên đề Vật Lí 11

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI I. LÝ THUYẾT. 1. Dòng điện, qui ước chiều dòng điện, điều kiện để có dòng điện. Nêu định nghĩa dòng điện, qui ước chiều dòng điên, điều kiện để có dòng điện. + Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. + Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương (ngược chiều chuyển động của các điện tích âm). + Điều kiện để có dòng điện: Phải có các điện tích tự do và phải có điện trường để đẩy các điện tích tự do chuyển động có hướng. + Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn: Phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn. 2. Cường độ dòng điện. Đơn vị cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi. Nêu định nghĩa cường độ dòng điện, đơn vị cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi. + Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó. I = + Đơn vị cường độ dòng điện trong hệ SI là A (ampe): 1 A =

q . t

1C . 1s

+ Dòng điện không đổi là dòng điện dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo

q . t

thời gian. Cường độ dòng điện không đổi được tính theo công thức: I =

3. Nguồn điện. Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện. Nêu định nghĩa nguồn điện, suất điện động, đơn vị suất điện động, điện trở trong của nguồn điện và cách đo suất điện động của nguồn điện + Nguồn điện là dụng cụ tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó nhờ các lực khác bản chất với lực điện gọi là các lực lạ. + Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công của lực lạ khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương

A . q 1J + Đơn vị suất điện động trong hệ SI là V (vôn): 1 V = . 1C ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện. E =

,r +

+ Trong nguồn điện có điện trở. Điện trở này gọi là điện trở trong của nguồn điện. Kí hiệu r. + Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở. Để đo suất điện động của nguồn điện ta mắc vôn kế vào giữa hai cực của nguồn điện khi mạch ngoài để hở. 84

Các chuyên đề Vật Lí 11

4. Điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch điện. Nêu điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch điện. + Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích. W = A = Uq = UIt. + Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. P =

A = UI. t

5. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn và công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chay qua. Phát biểu định luật Jun – Len-xơ. Nêu công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua. + Định luật Jun – Len-xơ: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó. Công thức: Q = RI2t. + Công suất toả nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Công thức: P =

Q = RI2. t

6. Công và công suất của nguồn điện. Nêu công và công suất của nguồn điện. + Công của nguồn điện là công của các lực là bên trong nguồn điện và đúng bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch. Ang = EIt. + Công suất của nguồn điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn thực hiện trong một đơn vị thời gian. Công suất này cũng chính bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch. Png = EI. 7. Định luật Ôm đối với toàn mạch. Hiệu suất nguồn điện. Phát biểu định luật Ôm đối với toàn mạch. Nêu hiệu suất của nguồn điện. + Cường độ dòng điện chạy trong một mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó. I =

Rr

+ Hiệu suất của nguồn điện bằng thương số giữa điện năng tiêu thụ trên mạch ngoài và điện năng tiêu thụ trên toàn mạch. H =

U N It U N RN   . E It E RN  r

8. Ghép các nguồn điện. Nêu cách ghép, suất điện động, điện trở trong của bộ nguồn ghép nối tiếp và bộ nguồn ghép song song nhiều nguồn giống nhau. 85

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Bộ nguồn ghép nối tiếp: Cực âm của nguồn điện trước nối với cực dương của nguồn điện tiếp theo thành một dãy liên tiếp. Suất điện động của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 + .... + En. Điện trở trong của bộ nguồn: rb = r1 + r2 + ... + rn. + Bộ nguồn ghép song song nhiều nguồn giống nhau (mỗi nguồn có suất điện động E; điện trở trong r): Các cực dương của các nguồn được nối chung vào một điểm thành cực dương của bộ nguồn, các cực âm của các nguồn được nối chung vào một điểm khác thành cực âm của bộ nguồn. Suất điện động của bộ nguồn: Eb = E. r Điện trở trong của bộ nguồn: rb = ; n là số nguồn. n II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Dòng điện không đổi – Điện năng – Công suất điện. * Các công thức: q q + Cường độ dòng điện: I = . Với dòng điện không đổi: I = . t t + Công và công suất của dòng điện: A = UIt; P = UI. ( A có đơn vị là J ( Jun) ) l + Điện trở của dây kim loại hình trụ đồng chất dài l: R =  . S U2 + Định luật Jun – Len-xơ: Q = t = RI2t. Q có đơn vị là J ( Jun) R A A + Suất điện động của nguồn điện: E =  . q It + Công và công suất nguồn điện: A = EIt; P = EI. + Lưu ý các đơn vị : Công hay điện năng tiêu thụ thực tế dùng đơn vị KWh 1 KWh =1000Wh =1000W.3600s =3600000Ws =3.600.000 J * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến dòng không đổi, điện năng và công suất điện ta viết biểu thức liên quan đến những đại lượng đã biết và những đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập Bài 1. Số electron qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong một giây là 1,25.1019 electron. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn và điện lượng chạy qua tiết diện đó trong 2 phút. Bài 2. Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc của bóng đèn là 0,64 A. a) Tính điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong thời gian một phút. 86

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong khoảng thời gian nói trên. Bài 3. Một bộ acquy có suất điện động 6 V, sản ra một công là 360 J khi acquy này phát điện. a) Tính lượng điện tích dịch chuyển trong acquy. b) Thời gian dịch chuyển lượng điện tích này là 5 phút. Tính cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó. Bài 4. Một bộ acquy có thể cung cấp dòng điện 4 A liên tục trong 2 giờ thì phải nạp lại. a) Tính cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp liên tục trong 40 giờ thì phải nạp lại. b) Tính suất điện động của acquy này nếu trong thời gian hoạt động trên đây nó sản sinh ra một công là 172,8 kJ. Bài 5. Một đèn ống loại 40 W được chế tạo để có công suất chiếu sáng bằng đèn dây tóc loại 100 W. Hỏi nếu sử dụng đèn ống này trong trung bình mỗi ngày 5 giờ thì trong 30 ngày sẽ giảm được bao nhiêu tiền điện so với sử dụng đèn dây tóc nói trên. Biết giá tiền điện là 700 đ/kWh. Bài 6. Một bàn ủi điện khi được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện chạy qua bàn ủi có cường độ dòng điện là 5 A. Biết giá tiền điện là 700 đ/kWh. a) Tính nhiệt lượng mà bàn ủi tỏa ra trong 20 phút. b) Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bàn ủi này trong 30 ngày, mỗi ngày sử dụng 20 phút. Bài 7. Một acquy có suất điện động là 12 V. a) Tính công mà acquy này thực hiện khi di chuyển một electron trong acquy từ cực dương tới cực âm của nó. b) Công suất của acquy này là bao nhiêu nếu có 204.1018 electron dịch chuyển như trên trong 1 phút ? Bài 8. Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220 V – 1000 W. a) Cho biết ý nghĩa của các số ghi trên. b) Sử dụng ấm điện này với hiệu điện thế 220 V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt động 250 C. Tính thời gian đun sôi nước. Biết hiệu suất của ấm là 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/kg.K. Bài 9. Một bóng đèn có ghi 220 V – 100 W. Khi bóng đèn đang mắc vào hiệu điện thế 220 V thì hiệu điện thế đột ngột tăng lên đến 240 V trong một thời gian ngắn. Hỏi công suất của bóng đèn khi đó tăng lên bao nhiêu phần trăm so với công suất định mức của nó? Cho rằng điện trở của bóng đèn không thay đổi so với khi hoạt động ở chế độ định mức. * Hướng dẫn giải q N .e 1, 25.1019.1,6.1019   Bài 1. I = = 2 (A). t t 1 q = It = 2.120 = 240 C. 87

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 2. a) q = It = 38,4 C.

b) N =

q = 24.1019 electron. e

q = 0,2 A. e E q Bài 4. a) q = It = 28800 C; I’ = = 0,2 A. t' Bài 3. a) q =

= 60 C. b) I =

A = 6 V. q Bài 5. Điện năng tiêu thụ khi dùng đèn ống: W1 = P1.5.30 = 6 kWh. Điện năng tiêu thụ khi dùng đèn dây tóc: W2 = P2.5.30 = 15 kWh. Tiền điện giảm được: (W2 – W1).700 đ/kWh = 6300 đ. Bài 6. a) Q = UIt = 220.5.20.60 = 1320000 (J). b) Q = UIt = 220.5.20.60.30 = 39600000 (J) = 11 (kWh). Tiền điện phải trả: Q. 700 đ/kWh = 7700 đ.

b) E =

Bài 7. a) A = e.E = 1,6.10-19.12 = 19,2.10-19 J.

N .e.E 2044.1018.1,6.1019.12  = 6,528 (W). t 60 Bài 8. a) Nhãn của ấm ghi hiệu điện thế định mức và công suất định mức của ấm: Nếu sử dụng ấm với hiệu điện thế 220 V thì công suất toả nhiệt của ấm là 1000 W. b) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước trong ấm: Q = mc(t2 – t1) = 2.4190.(100 – 25) = 628500 (J). Q 628500  Nhiệt lượng do bếp toả ra: Q’ = = 698333 (J). H 0,9 Q' 698333  Thời gian đun sôi nước: t = = 698,333 (s). P 1000 U 2 2202  Bài 9. Điện trở của bóng đèn: R = = 484 (). P 100 U '2 2402  Công suất của bóng đèn khi hiệu điện thế tăng: P’ = = 119 (W). R 484 P ' P 119  100  Công suất của bóng đèn tăng: = 0,19 = 19%. P 100 2. Ghép các điện trở - Mạch phân thế. * Các công thức U + Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có R: I = hay UAB = VA – VB = IR. R + Các điện trở ghép nối tiếp: I = I1 = I2 = ... = In; U = U1 + U2 + ... + Un; R = R1 + R2 + ... + Rn. + Các điện trở ghép song song: b) P =

Các chuyên đề Vật Lí 11

I = I1 + I2 + ... + In; U = U1 = U2 = ... = Un;

1 1 1 1 .    ....  R R1 R2 Rn

* Phương pháp giải + Phân tích đoạn mạch (từ trong ra ngoài). + Tính điện trở của từng phần mạch và cả đoạn mạch (từ trong ra ngoài). + Sử dụng định luật Ôm để tính cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu các phần mạch theo yêu cầu bài toán.

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Bài tập Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1 = R2 = 4 ; R3 = 6 ; R4 = 3 ; R5 = 10 ; UAB = 24 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua từng điện trở. Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1 = 2,4 ; R3 = 4 ; R2 = 14 ; R4 = R5 = 6 ; I3 = 2 A. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở. Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1 = R3 = R5 = 3 ; R2 = 8 ; R4 = 6 ; U5 = 6 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở. Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1 = 8 ; R3 = 10 ; R2 = R4 = R5 = 20 ; I3 = 2 A. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB, hiệu điện thế và cường độ dòng điện trên từng điện trở. Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó UAB = 12 V; R1 = R3 = 4 ; R2 = 2 ; R4 = 3 ; C = 6 F. Tính cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở và điện tích của tụ điện. 90

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

Nếu đặt vào AB hiệu điện thế 100 V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu CD một hiệu điện thế UCD = 40 V và ampe kế chỉ 1 A. Nếu đặt vào CD hiệu điện thế 60 V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu AB hiệu điện thế UAB = 15 V. Coi điện trở của ampe kế không đáng kể. Tính giá trị của mỗi điện trở. Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết R3 = R4. Nếu nối hai đầu AB vào hiệu điện thế 120 V thì cường độ dòng điện qua R2 là 2 A và UCD = 30 V. Nếu nối 2 đầu CD vào hiệu điện thế 120 V thì UAB = 20 V. Tính giá trị của mỗi điện trở. Bài 8. Bốn điện trở được nối bằng các dây dẫn như hình vẽ.

Biết UAB = 12 V; UAM = 8 V; I = 6 A; I1 = 3 A; I3 = 5 A. Tìm cường độ dòng điện, hiệu điện thế trên mỗi điện trở và giá trị của từng điện trở. Coi điện trở của các dây dẫn không đáng kể nên các điểm trên cùng một dây dẫn sẽ có cùng điện thế. * Hướng dẫn giải Bài 1. Phân tích đoạn mạch: R1 nt ((R2 nt R3) // R5) nt R4. R23 R5 R23 = R2 + R3 = 10 ; R235 = = 5 ; R23  R5 U R = R1 + R235 + R4 = 12 ; I = I1 = I235 = I4 = AB = 2 A; R U235 = U23 = U5 = I235R235 = 10 V; U U I5 = 5 = 1 A; I23 = I2 = I3 = 23 = 1 A. R2 R23 Bài 2. Phân tích đoạn mạch: R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5). R3 R5 R2 R4 R24 = = 4,2 ; R35 = = 2,4 ; R2  R4 R3  R5 91

Các chuyên đề Vật Lí 11

R = R1 + R24 + R35 = 9 ; U3 = U3 = U35 = I3R3 = 8 V; 10 U I35 = I24 = I1 = I = 35 = A; 3 R35 U24 = U2 = U4 = I24R24 = 14 V; U1 = I1R1 = 8 V. Bài 3. Phân tích đoạn mạch: (R1 nt (R3 // R4) nt R5) // R2. R3 R4 R34 = = 2 ; R1345 = R1 + R34 + R5 = 8 ; R3  R4 R3 R4 U R= = 4 ; I5 = I34 = I1 = I1345 = 5 = 2 A; U34 = U3 = U4 = I34R34 = 4 V; R3  R4 R5 4 2 U U I3 = 3 = A; I4 = 4 = A; U1345 = U2 = UAB = I1345R1345 = 16 V; 3 3 R3 R4 U I2 = 2 = 2 A. R2 Bài 4. Phân tích đoạn mạch: R4 nt (R2 // (R3 nt R5)) // R1. R2 R35 R35 = R3 + R5 = 30 ; R235 = = 12 ; R2  R35 R1 R4235 R4235 = R4 + R235 = 32 ; R = = 6,4 ; I3 = I5 = I35 = 2 A; R1  R4235 U U U35 = U2 = U235 = I35R35 = 60 V; I2 = 2 = 3 A; I235 = I4 = I4235 = 235 = 5 A; R2 R235 U U4235 = U1 = UAB = I4235R4235 = 160 V; I1 = 1 = 20 A. R1 Bài 5. Phân tích đoạn mạch: R1 nt ((R2 nt R3) //R4); R23 R4 UC = UAM = UAN + UNM = I1R1 + I2R2. R23 = R2 + R3 = 6 ; R234 = = 2 ; R23  R4 U R = R1 + R234 = 6 ; I = AB = 2 A; I = I1 = I234 = 2 A; R U 4 U23 = U4 = U234 = I234.R234 = 2.2 = 4 (V); I4 = 4  (A); R4 3 2 28 U 4 2 I2 = I3 = I23 = 23   (A); UC = I1R1 + I2R2 = 2.4 + .2 = (V); 3 3 R23 6 3

28 = 56.10-6 (C). 3 Bài 6. Khi đặt vào giữa A và B hiệu điện thế 100 V thì đoạn mạch có (R3 nt R2)// R1, Q = C.UC = 6.10-6.

nên I3 = I2 = IA = 1 A; R2 =

U CD = 40 ; UAC = UAB – UCD = 60 V; I2

Các chuyên đề Vật Lí 11

U AC = 60 . I3 Khi đặt vào giữa C và D hiệu điện thế 60 V thì đoạn mạch có (R3 nt R1)// R2. Khi đó U U UAC = UCD - UAB = 45 V; I3 = I1 = AC = 0,75 A; R1 = AB = 20 . R3 I1 Bài 7. Khi đặt vào A và B hiệu điện thế 120 V, thì đoạn mạch có ((R3 // R2) nt R4) // R1. U Ta có: R2 = CD = 15 ; UAC = UAB – UCD = 90 V. Vì R3 = R4 I2 U 90 30  I4 = AC  = I2 + I3 = 2 +  R3 = 30  = R4. R4 R3 R3 Khi đặt vào giữa C và D hiệu điện thế 120 V thì đoạn mạch có (R1 nt R4) // R2) // R3. U U 10 Khi đó UAC = UCD – UAB = 100 V; I4 = I1 = AC  A; R1 = AB = 6 . R4 3 I1 Bài 8. Mạch điện được vẽ lại như sau:

R3 =

Ta có: UAB = U4 = 12 V; UAM = U2 = U1 = 8 V; UMB = U3 = UAB – UAM = 12 – 8 = 4 (V); I2 = I3 – I1 = 5 – 3 = 2 (A); I4 = I – I1 – I2 = 6 – 3 – 2 = 1 (A); U U 8 8 R1 = 1  ; R2 = 2  = 4 (); I1 3 I2 2 U3 4 U 12 R3 = = 12 ();  = 0,8 (); R4 = 4  I3 5 I4 1 3. Định luật Ôm cho mạch kín – Công suất trên mạch điện. * Các công thức + Định luật Ôm đối với toàn mạch: I =

RN  r

+ Độ giảm thế ở mạch ngoài: UN = IRN = E – Ir. + Công suất của nguồn điện: Png = EI. + Công suất của mạch ngoài: PN = UNI = I2RN. + Công suất tiêu thụ trên điện trở, bóng đèn dây tóc: P = I2R =

U2 . R

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Công suất cực đại của mạch ngoài: P = I2RN = Pmax = + Hiệu suất của nguồn điện: H =

E b2 4rb

khi RN = rb.

RN . RN  r

E * Phương pháp giải + Phân tích mạch ngoài, tính điện trở tương đương của mạch ngoài (nếu mạch ngoài có nhiều điện trở ghép với nhau). + Sử dụng định luật Ôm cho mạch kín để tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. + Sử dụng các công thức của định luật Ôm cho đoạn mạch, công suất của nguồn, công suất của đoạn mạch, hiệu suất của nguồn điện, ... để tìm các đại lượng khác theo yêu cầu của bài toán. * Bài tập Bài 1. Một nguồn điện được mắc với một biến trở. Khi điện trở của biến trở là 1,65  thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 3,3 V, còn khi điện trở của biến trở là 3,5  thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 3,5 V. Tính suất điện động và điện trở trong của nguồn. Bài 2. Một nguồn điện có suất điện động 12 V và điện trở trong 2 . Nối điện trở R vào hai cực của nguồn điện thành mạch kín thì công suất tiêu thụ trên điện trở R bằng 16 W. Tính giá trị của điện trở R và hiệu suất của nguồn. Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 48 V; r = 0; R1 = 2 ; R2 = 8 ; R3 = 6 ; R4 = 16 . Điện trở của các dây nối không đáng kể. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. Muốn đo UMN phải mắc cực dương của vôn kế với điểm nào? Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 6 V; r = 0,1 ; RĐ = 11 ; R = 0,9 . Tính hiệu điện thế định mức và công suất định mức của bóng đèn, biết đèn sáng bình thường. Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó E = 6 V; r = 0,5 ; R1 = R2 = 2 ; R3 = R5 = 4 ; R4 = 6 . Điện trở của ampe kế và của các dây nối không đáng kể. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở, số chỉ của ampe kế và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 6 V; r = 0,5 ; R1 = 1 ; R2 = R3 = 4 ; R4 = 6 . Tính: a) Cường độ dòng điện trong mạch chính. b) Hiệu điện thế giữa hai đầu R4, R3. c) Công suất và hiệu suất của nguồn điện. Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó nguồn điện có suất điện động E = 6,6 V, điện trở trong r = 0,12 ; bóng đèn Đ1 loại 6 V - 3 W; bóng đèn Đ2 loại 2,5 V - 1,25 W. a) Điều chỉnh R1 và R2 để cho các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường. Tính các giá trị của R1 và R2. b) Giữ nguyên giá trị của R1, điều chỉnh biến trở R2 đến giá trị R2 = 1 . Khi đó độ sáng của các bóng đèn thay đổi như thế nào so với trường hợp a? Bài 8. Một nguồn điện có suất điện động 6 V, điện trở trong 2 , mắc với mạch ngoài là một biến trở R để tạo thành một mạch kín. a) Tính R để công suất tiêu thụ của mạch ngoài là 4 W. b) Với giá trị nào của R thì công suất tiêu thụ của mạch ngoài đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài 9. Hai nguồn có suất điện động e1 = e2 = e, các điện trở trong r1 và r2 có giá trị khác nhau. Biết công suất điện lớn nhất mà mỗi nguồn có thể cung cấp cho mạch ngoài là P1 = 20 W và P2 = 30 W. Tính công suất điện lớn nhất mà cả hai nguồn đó có thể cung cấp cho mạch ngoài khi chúng mắc nối tiếp và khi chúng mắc song song. Bài 10. Một nguồn điện có suất điện động e = 18 V, điện trở trong r = 6  dùng để thắp sáng các bóng đèn loại 6 V - 3 W. a) Có thể mắc tối đa mấy bóng đèn để các đèn đều sáng bình thường và phải mắc chúng như thế nào? b) Nếu chỉ có 6 bóng đèn thì phải mắc chúng thế nào để các bóng đèn sáng bình thường. Trong các cách mắc đó cách mắc nào lợi hơn. 95

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Hướng dẫn giải Bài 1. Ta có: I1 = I2 =

U1 E =2=  3,3 + 2r = E R1 R1  r

U2 E =1=  3,5 + r = E R2 R2  r

(1); (2).

Từ (1) và (2)  r = 0,2 ; E = 3,7 V. 122  E  R R Bài 2. Ta có: P = I2R =   16 =  R2  4R  4 Rr  R2 - 5R + 4 = 0  R = 4  hoặc R = 1 . R Khi đó H = = 67% hoặc H = 33%. Rr ( R  R3 )( R2  R4 ) Bài 3. Ta có: R = 1 = 6 ; I = E = 6 A; R1  R2  R3  R4 Rr U AB U AB UAB = IR = 36 V; I1 = I3 = I13 = = 4,5 A; I2 = I4 = I24 = = 1,5 A; R1  R3 R2  R4 UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = UAN – UAM = I2R2 – I1R1 = 3 V. Vì UMN > 0 nên VM > VN do đó ta phải mắc cực dương của vôn kế vào điểm M. 2

Bài 4. I =

E = 0,5 A; UĐ = IRĐ = 5,5 V; PĐ = I2RĐ = 2,75 W. R§  R  r

Bài 5. Điện trở của ampe kế không đáng kể nên mạch ngoài gồm: R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5) R3 R5 R2 R4 Ta có: R = R1 + + = 5,5 ; I = E = 1 A = I1 = I24 = I35; R2  R4 R3  R5 Rr RR U U U24 = U2 = U4 = I24R24 = I24 2 4 = 1,5 V; I2 = 2 = 0,75 A; I4 = 4 = 0,25 A; R2  R4 R2 R4 RR U U U35 = U3 = U5 = I35R35 = I35 3 5 = 2 V; I3 = 3 = 0,5 A; I5 = 5 = 0,5 A; R3  R5 R3 R5 IA = I2 – I3 = 0,25 A; Bài 6. a) Chập N với A ta thấy mạch ngoài có ((R2 // R3) nt R1) // R4. R2 R3 R123 R4 Do đó: R23 = = 2 ; R123 = R1 + R23 = 3 ; R = = 2 ; R2  R3 R123  R4 I=

E = 2,4 A. Rr

b) U4 = U123 = UAB = IR = 4,8 A; I123 = I1 = I23 =

U123 = 1,6 A; R123

U23 = U2 = U3 = I23R23 = 3,2 V. 96

Các chuyên đề Vật Lí 11

c) Công suất nguồn: P = EI = 14,4 W; Hiệu suất nguồn: H =

U AB

= 0,8 = 80%.

U §2 1 U2 = 12 ; RĐ2 = § 2 = 5 ; P§1 P§ 2 a) Các đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường nên:

Bài 7. Ta có: RĐ1 =

UĐ1 = UĐ2R2 = UĐ1Đ2R2 = 6 V; IĐ1 = I = IĐ1 + IĐ2 = 1 A; RĐ2R2 =

U §1 U = 0,5 A; IĐ2 = IĐ2R2 = § 2 = 0,5 A; R§1 R§ 2

U §2R2 = 12 ; R2 = RĐ2R2 – RĐ2 = 7 ; I §2R2

U §1 § 2 R 2 e = 6 ; R = - r = 6,48 ; R1 = R – RĐ1Đ2R2 = 0,48 . I I b) Khi R2 = 1 : RĐ2R2 = RĐ2 + R2 = 6 ; e R§ 2 R 2 R§1 RĐ1đ2R2 = = 4 ; R = R1 + RĐ1Đ2R2 = 4,48 ; I =  1,435 A; Rr R§ 2 R 2  R§1 UĐ1Đ2R2 = UĐ1 = UĐ2R2 = IRĐ1Đ2R2 = 5,74 V < 6 V nên đèn Đ1 sáng yếu hơn; U P IĐ2R2 = IĐ2 = IR2 = § 2 R 2 = 0,96 A > § 2 = 0,5 A nên đèn Đ2 sáng mạnh hơn. R§ 2 R 2 U §2 RĐ1Đ2R2 =

62  E  R Bài 8. a) Ta có: P = =  R 4= 2 R  4R  4 Rr  R2 - 5R + 4 = 0  R = 4  hoặc R = 1 . 2

I2R

E  E  b) Ta có: P = = . Vì E và r không đổi nên P = Pmax  R = r2 Rr R  2r  R r2 r2 khi (R + ) có giá trị cực tiểu, mà theo bất đẵng thức Côsi thì (R + ) có giá trị R R r2 E 2 cực tiểu khi R =  R = r = 2 . Khi đó Pmax = = 4,5 W. R 4r Bài 9. Công suất cực đại mà mỗi nguồn cung cấp: e2 e2 1 4r1 1 4r2   P1 = ; P2 =  ; . 4r1 4r1 P1 e 2 P2 e 2 Khi hai nguồn mắc nối tiếp công suất cực đại mà bộ nguồn cung cấp: 4e 2 r r 4P1 P2 1 1 1  1  2   Pnt =   Pnt = = 48 W. 4(r1  r2 ) Pnt e 2 e 2 4 P1 4 P2 P1  P2 Khi hai nguồn mắc song song, công suất cực đại mà bộ nguồn cung cấp: 2

I2R

Các chuyên đề Vật Lí 11

e2 e2 e2  = = P1 + P2 = 50 W. r1r2 4r1 4r2 4 r1  r2 Bài 10 . Điện trở và cường độ dòng điện định mức của mỗi bóng đèn là: U §2 P RĐ = = 12 ; IĐ = § = 0,5 A. P§ U§ a) Gọi N là số bóng đèn được thắp sáng. Khi chúng sáng bình thường thì công suất tiêu thụ của mạch ngoài là: P = 3N = UI = (e – rI)I = 24I – 6I2  6I2 – 8I + N = 0 (1). Để phương trình có nghiệm thì ’ = 16 – 2N  0  N  8. Vậy số bóng đèn tối đa là 8 bóng. Với N = 8 thì phương trình (1) có nghiệm kép là I = 2 A. Nếu các bóng đèn được mắc thành m dãy, mỗi dãy có n bóng thì ta phải có I = mIđ P// =

m=

I N = 4; n = = 2. Iđ m

Vậy phải mắc thành 4 dãy, mỗi dãy có 2 bóng. b) Với N = 6 thì phương trình (1) có 2 nghiệm: I1 = 1 A v I2 = 3 A. Với I1 = 1 A, ta có: m =

I1 N = 2; n = = 3. Iđ m

Vậy phải mắc thành hai dãy, mỗi dãy có 3 bóng. 3Rđ Khi đó điện trở mạch ngoài: R = = 18 . 2 R Hiệu suất của mạch là: H1 = = 0,75. Rr Với I2 = 3 A, ta có: m =

I2 N = 6; n = = 1. Iđ m

Vậy phải mắc thành 6 dãy, mỗi dãy có 1 bóng đèn. R Khi đó điện trở mạch ngoài: R = đ = 2. 6 R Hiệu suất của mạch là: H2 = = 0,25. Rr Vậy, cách mắc thành hai dãy, mỗi dãy gồm 3 bóng đèn có lợi hơn. 4. Ghép các nguồn điện – Mạch điện có nhiều dụng cụ ghép. * Các công thức: + Các nguồn ghép nối tiếp: eb = e1 + e2 + ... + en ; rb = r1 + r2 + ... + rn. + Các nguồn giống nhau ghép nối tiếp: eb = ne; rb = nr. r + Các nguồn điện giống nhau ghép song song: eb = e; rb = . m 98

Các chuyên đề Vật Lí 11

U §2 . P§ + Điện tích của tụ điện: q = C.U. + Định luật Ôm cho đoạn mạch không phân nhánh (định luật Ôm tổng quát):  UAB = I.RAB  ei ; qui ước: trước UAB đặt dấu “+” nếu dòng điện chạy từ A đến B; dấu “-” nếu dòng điện chạy từ B đến A; trước ei đặt dấu “+” nếu dòng điện chạy qua nó đi từ cực âm sang cực dương (nguồn); trước ei đặt dấu “–” nếu dòng điện qua nó đi từ cực dương sang cực âm (máy thu) ; RAB là tổng các điện trở của đoạn mạch AB (bao gồm cả điện trở ngoài và điện trở trong của nguồn và máy thu). + Định luật cho nút mạch (định luật Kirchhoff): Iv = Ir ; tổng cường độ dòng điện đi vào nút bằng tổng cường độ dòng điện ra khỏi nút. + Điện trở của bóng đèn: RĐ =

* Phương pháp giải: + Sử dụng các công thức về bộ nguồn ghép để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. + Sử dụng các công thức về các điện trở ghép để tính điện trở tương đương của mạch ngoài. + Sử dụng định luật Ôm cho mạch kín để tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. + Sử dụng định luật Ôm cho từng đoạn mạch để tính các đại lượng khác. * Bài tập Bài 1. Mắc điện trở R = 2  vào bộ nguồn gồm hai pin có suất điện động và điện trở trong giống nhau. Nếu hai pin ghép nối tiếp thì cường độ dòng điện qua R là I1 = 0,75 A. Nếu hai pin ghép song song thì cường độ dòng điện qua R là I2 = 0,6 A. Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi pin. Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn gồm 10 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động e = 1,5 V, điện trở trong r = 0,2  mắc nối tiếp, R1 = 1 , R2 = 6 , đèn Đ loại 6 V – 12 W, điện trở của vôn kế vô cùng lớn, điện trở của ampe kế và của dây nối không đáng kể. Xác định số chỉ của vôn kế, của ampe kế và nhận xét về độ sáng của bóng đèn (so với độ sáng bình thường khi hoạt động đúng định mức) khi a) Khoá K đóng (cho dòng điện đi qua). b) Khoá K ngắt (không cho dòng điện đi qua). Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó E1 – 12 V, E2 = 6 V, r1 = r2 = 1 , R1 = R2 = 6 , đèn Đ loại 6 V – 3 W, tụ điện có điện dung C = 6 F, điện trở của vôn kế vô cùng lớn, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Xác định số chỉ của vôn kế, số chỉ của ampe kế và điện tích của tụ điện khi a) Khoá K đóng (cho dòng điện đi qua). b) Khoá K ngắt (không cho dòng điện đi qua). Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E1 = 6 V; E2 = 2 V; r1 = r2 = 0,4 ; Đèn Đ loại 6 V – 3 W; R1 = 0,2 ; R2 = 3 ; R3 = 4 ; R4 = 1 . Tính: a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn gồm 8 acqui, mỗi cái có suất điện động e = 2 V, điện trở trong r = 0,4  mắc thành 2 nhánh, mỗi nhánh có 4 nguồn mắc nối tiếp; R1 = 0,2 ; R2 = 6 ; R3 = 4 ; R4 = 4 ; đèn Đ loại 6 V – 6 W. Tính: a) Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính. b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M. Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

100

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó bộ nguồn có 7 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2 V, điện trở trong r = 0,2  mắc như hình vẽ. Đèn Đ loại 6 V – 12 W; R1 = 2,2 ; R2 = 4 ; R3 = 2 . Tính UMN và cho biết đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao? Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ.

Bộ nguồn gồm 20 pin giống nhau, mỗi pin có e = 1,8 V, r = 0,5 , mắc thành hai dẫy song song, mỗi dãy 10 pin nối tiếp. Đèn Đ loại 6 V – 3 W; R1 và R2 là hai biến trở. a) Khi R1 = 18 , R2 = 10 , tính cường độ dòng điện qua mạch chính và cho biết khi đó đèn Đ có sáng bình thương không? Tai sao? b) R1 = 18 , tìm R2 để đèn sáng đúng định mức. c) R2 = 10 , tìm R1 để đèn sáng đúng định mức. Bài 8. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E1 – 12 V, E2 = 8 V, r1 = r2 = 1 , R1 = 2 , R2 = 6 , R3 = 4 , R4 là biến trở, đèn Đ loại 6 V – 6 W, điện trở của vôn kế vô cùng lớn, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Điều chỉnh biến trở để đèn Đ sáng bình thường. Xác định giá trị của R4 và số chỉ của vôn kế, của ampe kế khi đó. Bài 9 : Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm 30 pin giống nhau Mỗi pin có suất điện động 1,6V và điện trở trong 1Ω. Ghép thành n dãy song song, mỗi dãy có m pin nối tiếp. Các điện trở của mạch ngoài là: R1 R2= R5=4Ω, R3 = R4 =2Ω và R1 là bóng đèn (3V-6W) . Đèn sáng bình thường. Bỏ qua điện trở các dây nối. A điện trở vôn kế rất lớn. a) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài.

m + -

+ -



101

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở . c) Xác định số chỉ của Vôn kế ? Cực dương của vôn kế? d) Xác định m và n của bộ nguồn? * Hướng dẫn giải

2e = 0,75  2e = 1,5 + 1,5r (1). 2  2r e 2e  Khi mắc song song ta có: I2 = = 0,6  2e = 2,4 + 0,6 r (2). r 4r 2 2 Từ (1) và (2)  1,5 + 1,5r = 2,4 + 0,6r  0,9r = 0,9  r = 1 (); thay r vào (1) ta có 2e = 3  e = 1,5 (V). Bài 2. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Bài 1. Khi mắc nối tiếp ta có: I1 =

Eb = 10.e = 10.1,5 = 15 (V); rb = 10.r = 10.0,2 = 2 (). Điện trở và cường độ dòng điện định mức của bóng đèn: U2 P 12 RĐ = § = 3 ; Iđm = §  = 2 (A). P§ U§ 6 R§ R2 3.6 1 a) Khi K đóng: RN = R1 + = 3 (); R§  R2 3 6 Eb 15  I = IA = = 3 (A); UN = UV = I.RN = 3.3 = 9 (V); RN  rb 3  2 UĐ2 = U2 = UĐ = I.RĐ2 = 3.2 = 6 (V) = Uđm nên đèn Đ sáng bình thường. b) Khi K mở: RN = R1 + RĐ = 1 + 3 = 4 (); Eb 15  I = IA = I1 = IĐ = = 2,5 (A); UV = U1 = I1.R1 = 2,5.1 = 2,5 (V); RN  rb 4  2 IĐ = 2,5 A > Iđm = 2 A nên đèn sáng quá mức bình thường. Bài 3. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 18 V, rb = r1 + r2 = 2 .

U §2 = 12 . P§ a) Khi K đóng: mạch ngoài có R2 nt (R1 // RĐ) nên:

Điện trở của bóng đèn: RĐ =

RN = R2 + I = IA =

R1 R§ 6.12 6 = 10 ; R1  R§ 6  12

Eb RN  rb



18 = 1,5 (A); UN = UV = UC = I.RN = 1,5.10 = 15 (V); 10  2

q = C.UC = 6.10-6.15 = 9.10-5 (C). b) Khi K mở: mạch ngoài có R2 nt RĐ nên: RN = R2 + RĐ = 6 + 12 = 18 (); 102

Các chuyên đề Vật Lí 11

I = IA = I1 = IĐ =

Eb RN  rb



18 = 0,9 (A); 18  2

UN = UV = I.RN = 0,9.18 = 16,2 (V); UC = I1R1 = 0,9.6 = 5,4 (V); q = C.UC = 6.10-6.5,4 = 324.10-7 (C). Bài 4. Ta có: E b = E1 + E2 = 8 V; rb = r1 + r2 = 0,8 ; RĐ =

U §2 R§ R24 = 12 ; R24 = R2 + R4 = 4 ; RĐ24 = = 3 ; P§ R§  R24

R = R1 + RĐ24 + R3 = 7,2 ; Eb a) I = = 1 A. R  rb b) UĐ24 = UĐ = U24 = IRĐ24 = 3 V; I24 = I2 = I4 =

U 24 = 0,75 A; R24

UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN = I(r1 + R1) – E1 + I2R2 = – 3,15 V. UMN < 0 cho biết điện thế điểm M thấp hơn điện thế điểm N. U2 4r Bài 5. Ta có: Eb = 4e = 8 V; rb = = 0,8 ; RĐ = § = 6 ; P§ 2 R2Đ = R2 + RĐ = 12 ; R2Đ4 =

R2 § R4 = 3 ; R2 §  R4

R = R1+ R2Đ4+ R3 = 7,2 . Eb a) I = = 1 A. R  rb b) U2Đ4 = U2Đ = U4 = IR2Đ4 = 3 V; I2Đ = I2 = IĐ =

U2§ = 0,25 A; R2 §

UAM = VA – VM = VA - VC+ VC – VM = UAC+ UCM = IR1+ I2R2 = 1,7 V. 2r Bài 6. Ta có: Eb = 3e + 2e = 10 V; rb = 3r + = 0,8 ; 2 U §2 R§ R23 RĐ = = 3 ; R23 = R2 + R3 = 6 ; RĐ23 = = 2 ; P§ R§  R23 R = R1 + RĐ23 = 4,2 ; Eb a) I = = 2 A. R  rb b) UĐ23 = UĐ = U23 = IRĐ23 = 4 V; I23 = I2 = I3 =

2 U 23 = A; 3 R23

UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = UMC + UCN = I(3r + R1) – 3e + I2R2 = 2,3 V. 103

Các chuyên đề Vật Lí 11

UĐ = 4 V < Uđm = 6 V nên đèn sáng yếu hơn bình thường. 10r Bài 7. a) Eb = 10e = 10.1,8 = 18 (V); rb = = 5r = 5.0,5 = 2,5 (); 2 U2 R ( R  R§ ) 10(18  12)  RĐ = § = 12 ; RN = 2 1 = 7,5 (; P§ R2  R1  R§ 10  18  12 Eb 18  I= = 1,8 (A); UN = U1Đ = U2 = IRN = 1,8.7,5 = 13,5 (V); RN  rb 7, 5  2, 5 U U1 § 13, 5  I1 = IĐ = I1Đ = 1 §  = 0,45 (A); R1 § R1  R§ 18  12 U 6 Iđm = §  = 0,5 (A) > IĐ = 0,45 (A) nên đèn Đ sáng yếu hơn mức bình thường. R§ 12 b) Để đèn Đ sáng bình thường thì I1 = IĐ = I1Đ = Iđm = 0,5 A  UN = U1Đ = U2 = I1Đ.R1Đ = I1Đ(R1 + RĐ) = 0,5(18 + 12) = 15 (V); U 15 .2, 5 = 15  RN = 12,5 ; UN = E – Irb = E - N rb  18  RN RN U 15 I= N  = 1,2 (A); I2 = I – I1 = 1,2 – 0,5 = 0,7 (A); RN 12, 5 U 15 R2 = 2  = 21,43 (). I 2 0, 7 c) Để đèn Đ sáng bình thường thì I1 = IĐ = I1Đ = Iđm = 0,5 (A); 18 0, 5( R1  12) I ( R  R§ ) I = I1Đ + I2 = I1Đ + 1 § 1 = 0,5 + = 10( R1  12) 10 R2  2, 5 R1  12  10  R1 = 14,8  (giải bằng chức năng SOLVE trên máy tính cầm tay fx-570ES). Bài 8. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 18 V, rb = r1 + r2 = 2 . Điện trở của bóng đèn: RĐ =

U §2 = 2 . P§

Đèn Đ sáng bình thường nên IĐ = I2 = I2Đ = Iđm =

P§ 6  = 1 (A); U§ 6

UAB = UV = U2Đ = U34 = I2Đ.R2Đ = I2Đ.(R2 + RĐ) = 1.(6 + 6) = 12 (V). Điện trở mạch ngoài: ( R  R2 )(R3  R4 ) (6  6)( 4  R4 ) 12( 4  R4 ) 2 2 RN = R1 + § ; R§  R2  R3  R4 6  6  4  R4 16  R4

104

Các chuyên đề Vật Lí 11

I = IĐ + I23 =

Eb RN  rb

1+

20 12 = 12( 4  R4 ) 4  R4 2 2

16  R4  R4 = 8  (giải bằng chức năng SOLVE trên máy tính cầm tay fx-570ES). Eb 12( 4  R4 ) 12( 4  8) 20 2  RN = 2  = 8 (); I = IA = = 2 (A). 16  R4

16  8

RN  rb

82

Bài 9: Để đèn sáng bình thường thì: I = Iđ = Pđ/Uđ =2A. U 2 32 a)Điện trở của đèn : R1  Rd    1,5 . Pd 6 Tính điện trở tương đương mạch ngoài: R24  R2  R4  4  2  6 ; R35  R3  R5  2  4  6 R R 6.6 RAB  24 35   3 ; RN  RAB  R1  3  1,5  4,5 R24  R35 6  6 Hiệu điện thế của mạch ngoài: U N  IRN  2.4,5  9V . b) Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở . Ta có: U AB  IRAB  2.3  6V U U 6 6 => I 2  I 4  I 24  AB   1A ; I 3  I 5  I 35  AB   1A R24 6 R35 6 c) Xác định số chỉ của Vôn kế ? Cực dương của vôn kế? U CD  U CA  U AD  U AC  U AD   I 2 R2  I 3 R3  1.4  1.2  2V Hay U DC  U CD  2V => Điểm D nối với cực dương của vôn kế. m m d)Ta có: U N  me0  r0 I  1,6m  2  9V (1) n n Bộ nguồn: m.n =30 => n=30/m (2) m2 2  9  m 2  24m  135  0  m  15; n  2 Thế (2) vào (1) : 1,6m  30 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Điều kiện để có dòng điện là A. chỉ cần có các vật dẫn. B. chỉ cần có hiệu điện thế. C. chỉ cần có nguồn điện. D. duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn. Câu 2. Điện năng tiêu thụ được đo bằng A. vôn kế. B. ampe kế. C. tĩnh điện kế. D. công tơ điện. Câu 3. Khi mắc các điện trở nối tiếp với nhau thành một đoạn mạch. Điện trở tương đương của đoạn mạch sẽ A. nhỏ hơn điện trở thành phần nhỏ nhất trong đoạn mạch. B. lớn hơn điện trở thành phần lớn nhất trong đoạn mạch. C. bằng trung bình cộng các điện trở trong đoạn mạch. 105

Các chuyên đề Vật Lí 11

D. bằng tổng của điện trở lớn nhất và nhỏ nhất trong đoạn mạch. Câu 4. Khi mắc các điện trở song song với nhau thành một đoạn mạch. Điện trở tương đương của đoạn mạch sẽ A. nhỏ hơn điện trở thành phần nhỏ nhất trong đoạn mạch. B. lớn hơn điện trở thành phần lớn nhất trong đoạn mạch. C. bằng trung bình cộng các điện trở trong đoạn mạch. D. bằng tổng của điện trở lớn nhất và nhỏ nhất trong đoạn mạch. Câu 5. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện gồm 2 điện trở 10  và 30  ghép nối tiếp bằng 20 V. Cường độ dòng điện qua điện trở 10  là A. 0,5 A. B. 0,67 A. C. 1 A. D. 2 A. Câu 6. Điện trở R1 tiêu thụ một công suất P khi được mắc vào một hiệu điện thế U không đổi. Nếu mắc nối tiếp với R1 một điện trở R2 rồi mắc vào hiệu điện thế U nói trên thì công suất tiêu thụ bởi R1 sẽ A. giảm. B. không thay đổi. C. tăng. D. có thể tăng hoặc giảm. Câu 7. Một dòng điện 0,8 A chạy qua cuộn dây của loa phóng thanh có điện trở 8 . Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây là A. 0,1 V. B. 5,1 V. C. 6,4 V. D. 10 V. Câu 8. Điện trở R1 tiêu thụ một công suất P khi được mắc vào một hiệu điện thế U không đổi. Nếu mắc song song với R1 một điện trở R2 rồi mắc vào hiệu điện thế U nói trên thì công suất tiêu thụ bởi R1 sẽ A. giảm. B. có thể tăng hoặc giảm. C. không thay đổi. D. tăng. Câu 9. Việc ghép nối tiếp các nguồn điện để A. có được bộ nguồn có suất điện động lớn hơn các nguồn có sẵn. B. có được bộ nguồn có suất điện động nhỏ hơn các nguồn có sẵn. C. có được bộ nguồn có điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. D. có được bộ nguồn có điện trở trong bằng điện trở mạch ngoài. Câu 10. Một nguồn điện suất điện động E và điện trở trong r được nối với một mạch ngoài có điện trở tương đương R. Nếu R = r thì A. dòng điện trong mạch có giá trị cực tiểu. B. dòng điện trong mạch có giá trị cực đại. C. công suất tiêu thụ trên mạch ngoài là cực tiểu. D. công suất tiêu thụ trên mạch ngoài là cực đại. Câu 11. Khi ghép song song n nguồn điện giống nhau thì A. có được bộ nguồn có suất điện động lớn hơn các nguồn có sẵn. B. có được bộ nguồn có suất điện động nhỏ hơn các nguồn có sẵn. C. có được bộ nguồn có điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. D. có được bộ nguồn có điện trở trong bằng điện trở mạch ngoài. Câu 12. Một bếp điện 115 V - 1 kW bị cắm nhầm vào mạng điện 230 V được nối qua cầu chì chịu được dòng điện tối đa 15 A. Bếp điện sẽ A. có công suất toả nhiệt ít hơn 1 kW. B. có cóng suất toả nhiệt bằng 1 kW. 106

Các chuyên đề Vật Lí 11

C. có công suất toả nhiệt lớn hơn 1 kW. D. nổ cầu chì. Câu 13. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện gồm 4 điện trở 6  mắc nối tiếp là 12 V. Dòng điện chạy qua mỗi điện trở bằng A. 0,5 A. B. 2 A. C. 8 A. D. 16 A. Câu 14. Hiệu điện thế trên hai đầu một mạch điện gồm 2 điện trở 10  và 30  ghép nối tiếp nhau bằng 20 V. Hiệu điện thế trên hai đầu điện trở 10  là A. 5 V. B. 10 V. C. 15 V. D. 20 V. Câu 15. Hai điện trở như nhau được nối song song có điện trở tương đương bằng 2 . Nếu các điện trở đó mắc nối tiếp thì điện trở tương đương của chúng bằng A. 2 . B. 4 . C. 8 . D.16 . Câu 16. Điện trở của hai điện trở 10  và 30  ghép song song là A. 5 . B. 7,5 . C. 20 . D. 40 . Câu 17. Một bếp điện 230 V – 1 kW bị cắm nhầm vào mạng điện 115 V được nối qua cầu chì chịu được dòng điện tối đa 15 A. Bếp điện sẽ A. có công suất toả nhiệt ít hơn 1 kW. B. có công suất toả nhiệt bằng 1 kW. C. có công suất toả nhiệt lớn hơn 1 kW. D. nổ cầu chì. Câu 18. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện gồm 4 điện trở 6  mắc song song là 12 V. Dòng điện chạy qua mỗi điện trở bằng A. 0,5 A B. 2 A. C. 8 A. D. 16 A. Câu 19. Một điện trở R1 mắc song song với điện trở R2 = 12  rồi mắc vào một nguồn điện có suất điện động 24 V, điện trở trong không đáng kể. Cường độ dòng điện qua hệ là 3 A. Giá trị của R1 là A. 8 . B. 12 . C. 24 . D. 36 . Câu 20. Công suất sản ra trên điện trở 10  bằng 90 W. Hiệu điện thế trên hai đầu điện trở bằng A. 90 V. B. 30 V. C. 18 V. D. 9 V. Câu 21. Người ta cắt một đoạn dây dẫn có điện trở R thành 2 nửa bằng nhau và ghép các đầu của chúng lại với nhau. Điện trở của đoạn dây đôi này bằng A. 2R. B. 0,5R. C. R. D. 0,25R. Câu 22. Tại hiệu điện thế 220 V công suất của một bóng đèn bằng 100 W. Khi hiệu điện thế của mạch giảm xuống còn 110 V, lúc đó công suất của bóng đèn bằng A. 20 W. B. 25 W. C. 30 W. D. 50 W. Câu 23. Cường độ dòng điện không đổi chạy qua dây tóc bóng đèn là I = 0,273 A. Tính số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc trong một phút. A. 1,024.1018. B. 1,024.1019. C. 1,024.1020. D. 1,024.1021. Câu 24. Khi hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp vào nguồn điện U thì công suất tiêu thụ của chúng là 20 W. Nếu các điện trở này được mắc song song và nối vào nguồn U nói trên thì công suất tiêu thụ tổng cộng là A. 5 W. B. 10 W. C. 80 W. D. 160 W. Câu 25. Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở dụng cụ hay thiết bị nào dưới đây khi chúng hoạt động? A. Bóng đèn nêon. B. Quạt điện. 107

Các chuyên đề Vật Lí 11

C. Bàn ủi điện. D. Acquy đang nạp điện. Câu 26. Hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở tăng lên 3 lần thì cường độ dòng điện qua điện trở đó A. tăng 3 lần. B. tăng 9 lần. C. giảm 3 lần. D. giảm 9 lần. Câu 27. Một bàn ủi điện khi sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì cường độ dòng điện chạy qua bàn ủi là 5 A. Tính nhiệt lượng toả ra trong 20 phút. A. 132.103 J. B. 132.104 J. C. 132.105 J. D. 132.106 J. Câu 28. Một acquy có suất điện động 12 V. Tính công mà acquy này thực hiện khi một electron dịch chuyển bên trong acquy từ cực dương tới cực âm của nó. A. 192.10-17 J. B. 192.10-18 J. C. 192.10-19 J. D. 192.10-20 J. Câu 29. Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì cường độ dòng điện chạy trong mạch A. tỉ lệ thuận với điện trở mạch ngoài. B. giảm khi điện trở mạch ngoài tăng. C. tỉ lệ nghịch với điện trở mạch ngoài. D. tăng khi điện trở mạch ngoài tăng. Câu 30. Khi mắc điện trở R1 = 4  vào hai cực của nguồn điện thì dòng điện trong mạch có cường độ I1 = 0,5 A. Khi mắc điện trở R2 = 10  thì dòng điện trong mạch có cường độ là I2 = 0,25 A. Điện trở trong r của nguồn là A. 1 . B. 2 . C. 3 . D. 4 . Câu 31. Một điện trở R = 4  được mắc vào nguồn điện có suất điện động 1,5 V để tạo thành mạch kín thì công suất toả nhiệt trên điện trở này là 0,36 W. Tính điện trở trong r của nguồn điện. A. 1 . B. 2 . C. 3 . D. 4 . Câu 32. Hiệu điện thế giữa hai đầu một dây dẫn là 10 V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn là 2 A. Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó là 15 V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn đó là A.

4 A. 3

1 A. 2

C. 3 A.

1 A. 3

Câu 33. Chọn câu trả lời sai. Trong mạch điện nguồn điện có tác dụng A. Tạo ra và duy trì một hiệu điện thế. B. Tạo ra dòng điện lâu dài trong mạch. C. Chuyển các dạng năng lượng khác thành điện năng. D. Chuyển điện năng thành các dạng năng lượng khác. Câu 34. Điện năng không thể biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng ở dụng cụ hay thiết bị nào sau đây? A. Bếp điện. B. Quạt điện. C. Bàn ủi điện. D. Bóng đèn dây tóc. Câu 35. Công của lực lạ khi làm dịch chuyển điện lượng q = 1,5 C trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó là 18 J. Suất điện động của nguồn điện đó là A. 2,7 V. B. 27 V. C. 1,2 V. D. 12 V.

108

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 36. Công suất định mức của các dụng cụ điện là A. Công suất lớn nhất mà dụng cụ đó có thể đạt được. B. Công suất tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được. C. Công suất mà dụng cụ đó đạt được khi hiệu điện thế đặt vào giữa hai đầu dụng cụ đó đúng bằng hiệu điện thế định mức. D. Công suất mà dụng cụ đó có thể đạt được khi đặt vào giữa hai đầu dụng cụ đó một hiệu điện thế bất kì. Câu 37. Suất điện động của một nguồn điện một chiều là 4 V. Công của lực lạ làm di chuyển một điện lượng 8 mC giữa hai cực bên trong nguồn điện là A. 0,032 J. B. 0,320 J. C. 0,500 J. D. 500 J. Câu 38. Một bếp điện có hiệu điện thế và công suất định mức là 220 V và 1100 W. Điện trở của bếp điện khi hoạt động bình thường là A. 0,2 . B. 20 . C. 44 . D. 440 . Câu 39. Một bóng đèn khi mắc vào mạng điện có hiệu điện thế 110 V thì cường độ dòng điện qua đèn là 0,5 A và đèn sáng bình thường. Nếu sử dụng trong mạng điện có hiệu điện thế 220 V thì phải mắc với đèn một điện trở là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường? A. 110 . B. 220 . C. 440 . D. 55 . Câu 40. Nguồn điện có r = 0,2 , mắc với R = 2,4  thành mạch kín, khi đó hiệu điện thế giữa hai đầu R là 12 V. Suất điện động của nguồn là A. 11 V. B. 12 V. C. 13 V. D. 14 V. Câu 41. Để trang trí người ta dùng các bóng đèn 12 V - 6 W mắc nối tiếp vào mạng điện có hiệu điện thế 240 V. Để các bóng đèn sáng bình thường thì số bóng đèn phải sử dụng là A. 2 bóng. B. 4 bóng. C. 20 bóng. D. 40 bóng. Câu 42. Nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện. B. tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện. C. tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện. D. tỉ lệ thuận với bình phương điện trở của dây dẫn. Câu 43. Một nguồn điện có suất điện động 15 V, điện trở trong 0,5  mắc với mạch ngoài có hai điện trở R1 = 20  và R2 = 30  mắc song song. Công suất của mạch ngoài là A. 4,4 W. B. 14,4 W. C. 17,28 W. D. 18 W. Câu 44. Một bộ nguồn gồm 18 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động 2 V và điện trở trong 0,15  mắc thành 3 dãy, mỗi dãy có 6 nguồn mắc nối tiếp. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là A. 12 V; 0,3 . B. 36 V; 2,7 . C. 12 V; 0,9 . D. 6 V; 0,075 . Câu 45. Hai acquy có suất điện động 12 V và 6 V, có điện trở trong không đáng kể mắc nối tiếp với nhau và mắc với điện trở 12  thành mạch kín. Cường độ dòng điện chạy trong mạch là A. 0,15 A. B. 1 A. C. 1,5 A. D. 3 A. 109

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 46. Một acquy suất điện động 6 V điện trở trong không đáng kể mắc với bóng đèn loại 6 V - 12 W thành mạch kín. Cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn là A. 0,5 A. B. 1 A. C. 2 A. D. 4 A. Câu 47. Số đếm của công tơ điện gia đình cho biết A. Công suất điện gia đình sử dụng. B. Thời gian sử dụng điện của gia đình. C. Điện năng gia đình đã sử dụng . D. Số dụng cụ, thiết bị gia đình đã sử dụng. Câu 48. Một acquy có suất điện động 2 V, điện trở trong 1 . Nối hai cực của acquy với điện trở R = 9  thì công suất tiêu thụ trên điện trở R là A. 3,6 W. B. 1,8 W. C. 0,36 W. D. 0,18 W. Câu 49. Một nguồn điện có điện trở trong r = 0,1 , mắc với điện trở R = 4,8  thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 V. Suất điện động của ngồn điện là A. 14,2 V. B. 12,75 V. C. 12,25 V. D. 12,2 V. Câu 50. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho A. khả năng tác dụng lực của nguồn điện. B. khả năng thực hiện công của nguồn điện. C. khả năng dự trử điện tích của nguồn điện. D. khả năng tích điện cho hai cực của nó. Câu 51. Đặt vào hai đầu điện trở R một hiệu điện thế U thì nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn trong thời gian t là U2 U 2 A. Q = IR t. B. Q = t. C. Q = U2Rt. D. Q = 2 t. R R Câu 52. Khi một điện trở R được nối vào nguồng điện có suất điện động E và điện trở trong r. Để công suất trên R đạt cực đại thì giá trị của nó bằng A. 8r. B. 4r. C. 2r. D. r. Câu 53. Một nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở trong 2  mắc với một điện trở R thành mạch kín thì công suất tiêu thụ trên R là 16 W, giá trị của điện trở R bằng A. 3 . B. 4 . C. 5 . D. 6 . Câu 54. Một nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở trong 2  mắc với một điện trở R thành mạch kín thì công suất tiêu thụ trên R là 16 W. Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là A. 0,25. B. 0,5 A. C. 1 A. D. 2 A.. Câu 55. Một nguồn điện với suất điện động E, điện trở trong r, mắc với một điện trở ngoài R = r thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là I. Nếu thay nguồn điện đó bằng 3 nguồn điện giống hệt nó mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện trong mạch A. bằng 3I. B. bằng 2I. C. bằng 1,5I. D. bằng 2,5I. Câu 56. Một nguồn điện có suất điện động 6 V và điện trở trong 1  thì có thể cung cấp cho mạch ngoài một công suất lớn nhất là A. 3 W. B. 6 W. C. 9 W. D. 12 W. 110

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 57. Một nguồn điện được mắc với một biến trở thành mạch kín. Khi điện trở của biến trở là 1,65  thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 3,3 V, còn khi điện trở của biến trở là 3,5 V thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 3,5 V. Suất điện động và điện trở trong của nguồn là A. 3,7 V; 0,2 . B. 3,4 V; 0,1 . C. 6,8 V; 0,1 . D. 3,6 V; 0,15 . Câu 58. Có 15 chiếc pin giống nhau, mỗi cái có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,6 . Nếu đem ghép chúng thành ba dãy song song mỗi dãy có 5 pin thì suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là A. 7,5 V và 1 . B. 7,5 V và 3 . C. 22,5 V và 9 . D. 15 V v 1 . Câu 59. Tăng chiều dài của dây dẫn lên hai lần và tăng đường kính của dây dẫn lên hai lần thì điện trở của dây dẫn sẽ A. tăng gấp đôi. B. tăng gấp bốn. C. giảm một nửa. D. giảm bốn lần. Câu 60. Một nguồn điện có suất điện động 6 V và điện trở trong 1  thì có thể tạo ra được một dòng điện có cường độ lớn nhất là A. 2 A. B. 4 A. C. 6 A. D. 8 A. Câu 61. Tác dụng đặc trưng cho dòng điện là tác dụng A. hóa học. B. từ. C. nhiệt. D. sinh lý. Câu 62. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu hai đầu đoạn mạch tăng thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch tăng. B. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở dây dẫn làm bằng kim loại tăng. C. Điên trở của dây dẫn kim loại phụ thuộc vào chiều dài và tiết diện dây dẫn. D. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu hai đầu đoạn mạch tăng thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch giảm. Câu 63. Hiệu điện thế hai đầu một dây dẫn là 10 V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn là 2 A. Nếu hiệu điện thế hai đầu một dây dẫn là 25 V thì cường độ dòng điện qua dây dẫn là A. 0,4 A. B. 1 A. C. 4 A. D. 5 A. Câu 64. Đặt vào hai đầu một điện trở R = 20 Ω một hiệu điện thế U = 2 V trong khoảng thời gian t = 20s. Lượng điện tích di chuyển qua điện trở là A. q = 200 C. B. q = 20 C. C. q = 2 C. D. q = 0,2 C. Câu 65. Một dây dẫn kim loại có điện lượng q = 30 C đi qua tiết diện của dây trong thời 2 phút. Số electron qua tiết diện của dây trong 1 giây là A. 3,125.1018 hạt. B. 15,625.1017 hạt. 18 C. 9,375.10 hạt. D. 9,375.1019 hạt. Câu 66. Điện trở suất của dây dẫn kim loại A. Tăng khi nhiệt độ tăng. B. Giảm khi nhiệt độ tăng. C. Không phụ thuộc vào nhiệt độ. D. Càng lớn thì dẫn điện càng tốt. Câu 67. Một dây dẫn kim loại có điện trở là R bị cắt thành hai đoạn bằng nhau rồi được mắc song song với nhau thì điện trở tương đương của nó là 10 Ω. Tính R. A. R = 3 Ω. B. R = 15 Ω. C. R = 20 Ω. D. R = 40 Ω.

111

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 68. Hai điện trở R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω mắc nối tiếp với nhau rồi mắc vào hai cực của nguồn điện có suất điện động 60 V, có điện trở trong không đáng kể. Hiệu điện thế hai đầu R2 là A. 10 V. B. 20 V. C. 30 V. D. 40 V. Câu 69. Mạch điện gồm ba điện trở mắc song song. Biết R2 = 10 Ω, R1 = R3 = 20 Ω. Cường độ dòng điện qua R3 là 0,2 A. Cường độ dòng điện qua mach chính là A. 0,3 A. B. 0,4 A. C. 0,6 A. D. 0,8 A. Câu 70. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. B. Chiều dòng điện là chiều dịch chuyển của các hạt tải điện. C. Chiều dòng điện quy ước là chiều dịch chuyển của các ion dương. D. Chiều dòng điện quy ước ngược chiều chuyển động của các êlectron tự do. Câu 71. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Muốn có một dòng điện đi qua một điện trở, phải đặt một hiệu điện thế giữa hai đầu của nó. B. Với một điện trở nhất định, hiệu điện thế ở hai đầu điện trở càng lớn thì dòng điện càng lớn. C. Khi đặt cùng một hiệu thế vào hai đầu những điện trở khác nhau, điện trở càng lớn thì dòng điện càng nhỏ. D. Trong một mạch kín, hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện tỉ lệ thuận với điện trở mạch ngoài. Câu 72. Trong thời gian 4 s có một điện lượng Δq = 1,5 C dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây tóc một bóng đèn. Cường độ dòng điện qua đèn là A. 0,375 A. B. 2,66 A. C. 6,0 A. D. 3,75 A. Câu 73. Số electron dịch cchuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2 s là 6,25.1018 e/s. Khi đó dòng điện qua dây dẫn đó là A. 1,0 A. B. 2,0 A. C. 5,12 mA. D. 0,5 A. Câu 74. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng A. Tích điện cho hai cực của nó. B. Dự trữ điện tích của nguồn điện. C. Thực hiện công của nguồn điện. D. Tác dụng lực của nguồn điện. Câu 75. Suất điện động của nguồn điện một chiều là E = 4 V. Công của lực lạ làm dịch chuyển một lượng điện tích q = 8 mC giữa hai cực bên trong nguồn điện là A. 32 mJ. B. 320 mJ. C. 0,5 J. D. 500 J. Câu 76. Một acqui có dung lượng 5 Ah. Biết cường độ dòng điện mà nó cung cấp một bóng đèn thắp sáng là 0,25 A. Thời gian sử dụng để thắp sáng bóng đèn của acqui là A. t = 5 h. B. t = 10 h. C. t = 20 h. D. t = 40 h. Câu 77. Công suất định mức của các dụng cụ điện là A. Công suất lớn nhất mà dụng cụ đó có thể đạt được. B. Công suất tối thiểu mà dụng cụ đó có thể đạt được. C. Công suất đạt được khi nó đang hoạt động trong mọi trường hơp. D. Công suất đạt được khi sử dụng đúng điện áp định mức.

112

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 78. Một bóng đèn có công suất định mức 100 W sáng bình thường ở hiệu điện thế 110 V. Cường độ dòng điện qua bóng đèn là 5 10 A. A. B. A. C. 1,1 A. D. 1,21 A. 11 11 Câu 79. Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 100 Ω và cường độ dòng điện qua bếp là I = 5 A. Nhiệt lượng tỏa ra trong mỗi giờ là A. 2500 J. B. 2,5 kWh. C. 500 J. D. 5 kJ. Câu 80. Để trang trí người ta dùng các bóng đèn 6 V – 6 W mắc nối tiếp với mạng điện có U = 240 V. Để các đèn sáng bình thường thì số bóng đèn phải sử dụng là A. 2 bóng. B. 4 bóng. C. 40 bóng. D. 20 bóng. Câu 81. Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện có cường độ 4 A. Dùng bếp này thì đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 250 C trong thời gian 10 phút. Cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J.kg–1.K–1. Hiệu suất của bếp xấp xĩ bằng A. 70 %. B. 60 %. C. 80 %. D. 90%. Câu 82. Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài và cường độ dòng điện A. Tỉ lệ thuận. B. Tăng khi I tăng. C. Giảm khi I tăng. D. Tỉ lệ nghịch. Câu 83. Một thiết bị tiêu thụ điện có công suất định mức 15 W với hiệu điện thế định mức 110 V mắc nối tiếp với bóng đèn có hiệu điện thế định mức 110 V. Cả hai được mắc vào hiệu điện thế của lưới điện là 220 V. Để cho dụng cụ trên làm việc bình thường thì công suất của đèn phải là A. 510 W. B. 51 W. C. 150 W. D. 15 W. Câu 84. Tính hiệu suất của bếp điện nếu sau t = 20 phút nó đun sôi được 2 lít nước ban đầu ở 200 C. Biết rằng cường độ dòng điện chạy qua bếp là I = 3 A, hiệu điện thế của bếp là U = 220 V, nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J.kg–1.K–1. A. 75%. B. 85%. C. 95% . D. 65%. Câu 85. Nguồn điện có công suất P = 5 kW được truyền đi với hiệu điện thế U = 750 V đến địa điểm cách xa nguồn. Để tổn hao điện năng trên đường dây không vượt quá 10% công suất tải đi thì điện trở lớn nhất của đường dây tải là A. 112,50 Ω. B. 21,25 Ω. C. 212,50 Ω. D. 11,25 Ω. Câu 86. Phát biểu nào sau đây về mạch điện kín là sai? A. Hiệu điện thế mạch ngoài luôn luôn lớn hơn suất điện động của nguồn điện. B. Hiệu điện thế mạch ngoài cũng là hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. C. Nếu điện trở trong của nguồn điện đáng kể so với điện trở mạch ngoài thì suất điện động của nguồn điện lớn hơn hiệu điện thế mạch ngoài. D. Nếu điện trở trong của nguồn điện nhỏ không đáng kể so với điện trở mạch ngoài thì hiệu điện thế mạch ngoài xấp xĩ bằng suất điện động của nguồn điện. Câu 87. Một nguồn điện có điện trở trong r = 0,2 Ω được mắc nối tiếp với điện trở R = 2,4 Ω thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là U = 12 V. Suất điện động của nguồn là A. 11 V. B. 12 V . C. 13 V. D. 14 V. 113

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 88. Nguồn điện có suất điện động E = 15 V, điện trở trong r = 0,5 Ω được mắc nối tiếp với mạch ngoài gồm 2 điện trở R1 = 20 Ω và R2 = 30 Ω mắc song song. Công suất của mạch ngoài là A. 4,4 W. B. 14,4 W. C. 17,28 W. D. 18 W. Câu 89. Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong E1 = 1,6 V, E2 = 2 V, r1 = 0,3 Ω, r2 = 0,9 Ω mắc nối tiếp với nhau và mắc với điện trở R = 6 Ω thành mạch kín. Hiệu điện thế giữa hai đầu nguồn E1là A. U1 = 0,15 V. B. U1 = 1,45 V. C. U1 = 1,5 V. D. U1 = 5,1 V. Câu 90. Cho mạch điện với bộ nguồn có suất điện động E = 30 V. Cường độ dòng điện qua mạch là I = 3 A, hiệu điện thế 2 cực bộ nguồn là U = 18 V. Điện trở R của mạch ngoài và điện trở trong r của bộ nguồn là A. R = 6,0 Ω, r = 4,0 Ω. B. R = 6,6 Ω, r = 4,4 Ω. C. R = 0,6 Ω, r = 0,4 Ω. D. R = 6,6 Ω, r = 4,0 Ω. Câu 91. Một vôn kế mắc vào nguốn điện suất điện động E = 120 V, điện trở trong r = 50 Ω. Biết số chỉ vôn kế U = 118 V. Điện trở của vôn kế là A. 2,95 kΩ. B. 29,5 kΩ. C. 295 kΩ. D. 5,92 kΩ. Câu 92. Khi mắc vào hai cực của acqui điện trở mạch ngoài R1 = 14 Ω, thì hiệu điện thế giữa hai cực của acqui là U1 = 28 V. Khi mắc vào hai cực của acqui điện trở mạch ngoài R2 = 29 Ω, thì hiệu điện thế giữa hai cực của acqui là U2 = 29 V. Điện trở trong của acqui là A. r = 10 Ω. B. r = 1 Ω. C. r = 11 Ω. D. r = 0,1 Ω. Câu 93. Hai bóng đèn có ghi ĐA (110V – 75 W) và ĐB (110V – 100W). Muốn dùng nguồn điện có hiệu điện thế U = 220 V để thắp sáng bình thường đồng thời các đèn trên thì phải mắc thêm điện trở R bao nhiêu, theo cách nào kể sau? A. Mắc thêm R = 484 Ω song song đèn A. B. Mắc thêm R = 300 Ω song song đèn B. C. Không có cách nào thỏa mãn yêu cầu. D. Không cần mắc thêm điện trở. Câu 94. Một điện trở R = 4 Ω mắc vào nguồn điện có suất điện động E = 1,5 V để tạo thành một điện kín thì công suất tỏa nhiệt ở điện trở này là 0,36 W. Điện trở trong của nguồn điện là A. 0,5 Ω. B. 0,25 Ω. C. 0,75 Ω. D. 1,0 Ω. Câu 95. Một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều có điện trở 50 Ω. Phải cắt dây dẫn này thành bao nhiêu đoạn bằng nhau để khi ghép song chúng lại với nhau thì điện trở tương đương của chúng băng 2 Ω? A. Cắt thành 3 đoạn bằng nhau. B. Cắt thành 5 đoạn bằng nhau. C. Cắt thành 4 đoạn bằng nhau. D. Cắt thành 6 đoạn bằng nhau. Câu 96. Một mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động 6 V. Điện trở trong 2 Ω, mắc với mạch nhoài là một biến trở thành mạch kín. Khi điện trở của biến trở

114

Các chuyên đề Vật Lí 11

là R thì cường độ dòng điện trong mạch là I = 0,5 A. Khi điện trở của biến trở là R’ R = thì cường độ dòng điện trong mạch là I’ bằng 3 A. 0,125 A. B. 1,250 A. C. 0,725 A. D. 1,125 A. Câu 97. Khi mắc vào hai cực của nguồn điện điện trở R1 = 5 Ω thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là I1 = 5 A. Khi mắc vào giữa hai cực của nguồn điện đó điện trở R2 = 2 Ω thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là I2 = 8 A. Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện là A. E = 40 V, r = 3 Ω.

B. E = 30 V, r = 2 Ω.

C. E = 20 V, r = 1 Ω. D. E = 60 V, r = 4 Ω. Câu 98. Một bộ nguồn điện gồm những acqui giống nhau mắc nối tiếp, suất điện động và điện trở trong của mỗi acqui là 1,25 V và 0,004 Ω. Hiệu điện thế giữa hai cực của bộ acqui là 115 V, cường độ dòng điện chạy trong mạch là 25 A. Số acqui dùng trong bộ acqui là A. 25. B. 50. C. 75. D. 100. Câu 99. Khi tăng điện trở mạch ngoài lên 2 lần thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện tăng lên 10%. Tính hiệu suất của nguồn điện khi chưa tăng điện trở mạch ngoài. A. 92%. B. 82%. C. 72%. D. 62%. * Đáp án và giải chi tiết. Đáp án 1D. 2D. 3B. 4A. 5A. 6A. 7C. 8C. 9A. 10D. 11C. 12D. 13A. 14A. 15C. 16B. 17A. 18B. 19C. 20B. 21D. 22B. 23C. 24D. 25C. 26A. 27B. 28B. 29B. 30B. 31A. 32C. 33D. 34B. 35D. 36C. 37A. 38C. 39B. 40C. 41C. 42B. 43C. 44A. 45C. 46C. 47C. 48C. 49C. 50B. 51B. 52D. 53B. 54D. 55C. 56C. 57A. 58A. 59C. 60C. 61B. 62D. 63D. 64C. 65B. 66A. 67D. 68C. 69D. 70B. 71D. 72A. 73D. 74C. 75A. 76C. 77D. 78B. 79B. 80C. 81C. 82C. 83D. 84B. 85DF. 86A. 87C. 88C. 89B. 90A. 91A. 92B. 93A. 94D. 95B. 96D. 97A. 98D. 99B. Giải chi tiết Câu 1. Trong vật dẫn đã có các hạt mang điện tự do nên chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn thì trong vật dẫn sẽ có dòng điện. Đáp án D. Câu 2. Sử dụng công tơ điện để đo điện năng tiêu thụ. Đáp án D. Câu 3. Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp luôn lớn hơn từng điện trở thành phần trong mạch. Đáp án B. Câu 4. Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song luôn nhỏ hơn từng điện trở thành phần trong mạch. Đáp án A. U 20  Câu 5. I = I1 = I2 = = 0,5 (A). Đáp án A. R1  R2 10  30 Câu 6. I’ =

U U  = I  P’ = I’2R1 < P = I2R1. Đáp án A. R1  R2 R1

115

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 7. U = I.R = 0,8.8 = 6,4 (V). Đáp án C. U Câu 8. I1 = không đổi nên công suất tiêu thụ P = I 12 R1 không đổi. Đáp án C. R1 Câu 9. Suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp luôn lớn hơn suất điện động của từng nguồn trong bộ nguồn. Đáp án A. Câu 10. Khi điện trở mạch ngoài bằng điện trở trong của bộ nguồn thì công suất tiêu thụ trên mạch ngoài đạt cực đại. Đáp án D. r Câu 11. rb = < r. Đáp án C. n U' 230 U 2 1152   Câu 12. R = = 13,225 (); I’ = = 17,4 (A) > 15 (A) nên R 13, 225 P 1000 làm nổ cầu chì. Đáp án D. U 12  Câu 13. I = = 0,5 (A). Đáp án A. 4.R 4.6 U 20  Câu 14. I = = 0,5 (A); U1 = I.R1 = 0,5.10 = 5 (V). Đáp án A. R1  R2 10  30

1 1 1    R = 4 (); Rnt = R + R = 4 + 4 = 8 (). Đáp án C. R R 2 R1 R2 10.30  Câu 16. R// = = 7,5 (). Đáp án B. R1  R2 10  30 Câu 15.

U '2 U 2  Câu 17. P’ = = 1 kW vì U’ < U. Đáp án A. R R U 12  Câu 18. I = = 2 (A). Đáp án B. R 6 E 24 Câu 19. I = hay 3 =  R1 = 24 () (giải bằng chức năng SOLVE R1 R2 12 R1 R1  R2 12  R1 trên máy tính cầm tay fx-570ES). Đáp án C. U2 Câu 20. P =  U = P.R  9010 . = 30 (V). Đáp án B. R R R . R Câu 21. 2 2 = . Đáp án D. R R 4  2 2 2 U  U ' 2  2  U 2 P 100     Câu 22. P’ = = 25 (W). Đáp án B. R R 4R 4 4 116

Các chuyên đề Vật Lí 11

I .t 0, 273.60  = 10,24.1019. Đáp án C. e 1, 610 . 19 U2 U 2 8U 2   8.P = 8.20 = 160 (W). Đấp án D. Câu 24. P = ; P’ = R 2R 2R 4 Câu 25. Điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng trên bàn ủi điện. Đáp án C. U ' 3U  Câu 26. I’ = = 3I. Đáp án A. R R Câu 27. Q = UIt = 220.5.20.60 = 132.104 (J). Đáp án B. Câu 28. A = |q|.E = 1,6.10-19.12 = 19,2.10-19 (J). Đáp án B. E Câu 29. I = ; R tăng thì I giảm. Đáp án B. Rr Câu 23. N =

Câu 30. E = I1(R1 + r) = I2(R2 + r) hay 0,5.(4 + r) = 0,25(10 + r)  r = 2 (). Đáp án B. E 1, 5 P 0, 36  Câu 31. P = I2R  I = = 0,3 (A); I = hay 0,3 = Rr 4r R 4  r = 1 (). Đáp án A. U ' 1, 5U  Câu 32. I’ = = 1,5.I = 1,5.2 = 3 (A). Đáp án C. R R Câu 33. Nguồn điện chuyển các dạng năng lượng khác thành điện năng. Đáp án D. Câu 34. Quạt điện biến đổi điện năng thành cơ năng và nhiệt năng. Đáp án B. A 18 Câu 35. E =  = 12 (V). Đáp án D. q 1, 5 Câu 36. Công suất định mức là công suất mà dụng cụ đó đạt được khi đặt vào hai đầu đụng cụ đó hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức. Đáp án C. Câu 37. A = |q|.E = 8.10-3.4 = 0,032 (J). Đáp án A.

U 2 2202  Câu 38. R = = 44 (). Đáp án C. P 1100 U 110 220 U'  Câu 39. RĐ = = 220 (); I = hay 0,5 =  R = 220 (). I 0, 5 220  R R§  R Đáp án B. 12 U .0, 2 = 13 (V). Đáp án C. Câu 40. E = UN + I.r = UN + N = 12 + 2, 4 R U 2 122 P 6 U' 240    Câu 41. RĐ = = 24 (); Iđm = = 0,5 =  N = 20. P 6 U 12 N .R§ N .24 Đáp án C. Câu 42. Q = I2R. Đáp án B. 117

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 43. RN =

R1 R2 20.30 E 15   = 12 (); I = = 1,2; R1  R2 20  30 RN  r 12  0, 5

P = I2RN = 1,22.12 = 17,28 (W). Đáp án C. n.r 6.0,15  Câu 44. Eb = n.e = 6.2 = 12 (V); rb = = 0,3 (). Đáp án A. m 3 E E 2 12  6  Câu 45. I = 1 = 1,5 (A). Đáp án C. R 12 U 2 62 E 6  = 3 (); I =  = 2 (A). Đáp án C. Câu 46. RĐ = P 12 R§ 3 Câu 47. Công tơ điện đo điện năng sử dụng. Đáp án C. E 2  Câu 48. I = = 0,2 (A); P = I2R = 0,22.9 = 0,36 (W). Đáp án C. RN  r 9  1 Câu 49. I =

U 12  = 2,5 (A); E = I(R + r) = 2,5(4,8 + 0,1) = 12,25 (V). R 4, 8

Đáp án C. Câu 50. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của lực lạ trong nguồn điện. Đáp án B. U2 Câu 51. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn trong thời gian t là Q = t. Đáp án B. R Câu 52. Công suất mạch ngoài đạt cực đại khi điện trở mạch ngoài bằng điện trở trong của bộ nguồn. Đáp án D. E 2R 122 R Câu 53. P = hay 16 =  R = 4 (). Đáp án B. ( R  r )2 ( R  2)2 Câu 54. P =

E 2R ( R  r )2

hay 16 =

122 R  R = 4 (); ( R  2)2

P 16  = 2 (A). Đáp án D. R 4 E E 3E 3E 3E    . Câu 55. I = ; I’ = = 1,5I. Đáp án C. R  r 2r R  3r 4r 2 2r

P = I2.R  I =

E2 62 Câu 56. Pmax = 2  2 9 (W). Đáp án C. 2 r 2 .1 U N 1 3, 3 E E   Câu 57. I1 = =2= R1

I2 =

1, 65

R1  r

1, 65  r

 E = 3,3 + 2r (1);

U N 2 3, 5 E E   =1=  E = 3,5 + r (2); từ (1) và (2) suy ra: R2 3, 5 R2  r 3, 5  r

r = 0,2 (); E = 3,7 (V). Đáp án A. 118

Các chuyên đề Vật Lí 11

5r 5.0, 6  = 1 (). Đáp án A. 3 3 2l 1 l R  .  Câu 59. R’ =  . Đáp án C. d 2 d 2 2 2 (2 )  ( ) 2 2 E 6  = 6 (A). Câu 60. Imax = r 1 Câu 61. Tác dụng đặc trưng cho dòng điện là tác dụng từ. Đáp án B. U Câu 62. I = ; U tăng thì I tăng. Đáp án D. R U2 I2 U U 15  R  2  I2 = I1 . 2  2. Câu 63. = 5 (A). Đáp án D. I1 U1 U1 U1 10 R U 2 Câu 64. I = = = 0,1 (A); q = I.t = 0,1.20 2 (C). Đáp án C. R 20 q 30 Câu 65. Điện lượng qua tiết diện của dây trong 1 giây là q’ =  = 0,25 (C). t 120 q' 0,25  Số electron qua tiết diện của dây trong 1 giây là: N = = 15625.1014. e 1,6.1019 Đáp án B. Câu 66. Điện trở suất của dây dẫn kim loại tăng khi nhiệt độ tăng. Đáp án A R Câu 67. = 10  R = 40 (Ω). Đáp án D. 4 E 60  Câu 68. I = = 1,5 (A); U2 = IR2 = 1,5.20 = 30 (V). Đáp án C. R1  R2 10  30 Câu 58. Eb = 5e = 5.1,5 = 7,5 (V); rb =

Câu 69. U = U1 = U2 = U2 = I3R3 = 0,2.20 = 4 (V); I1 = I2 =

U1 4 = 0,2 (A);  R1 20

U2 4  = 0,4 (A); I = I1 + I2 + I3 = 0,2 + 0,4 + 0,2 = 0,8 (A). Đáp án D R2 10

Câu 70. Quy ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương (ngược chiều chuyển động của các điện tích âm). Đáp án B. Câu 71. UN = E – Ir = E Câu 72. I =

RN  r

r. Đáp án D.

q 1,5  = 0,375 (A). Đáp án A. t 4

119

Các chuyên đề Vật Lí 11

q 1  = 0,5 (A). Đáp án D. t 2 Câu 74. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện. Đáp án C.

Câu 73. q = N.e = 6,25.1018.1,6.10-19 = 1 (C); I =

Câu 75. A = q.E = 8.10-3.4 = 32.10-3 (J). Đáp án A.

q 5  20 (h). Đáp án C. I 0,25 Câu 77. Công suất định mức của các dụng cụ điện là công suất đạt được khi sử dụng đúng điện áp định mức. Đáp án D. P 100 10   Câu 78. P = UI  I = (A). Đáp án B. U 110 11 Câu 79. Q = I2Rt = 52.100.3600 = 9000000 (J) = 2,5 kWh. Đáp án B. U 240   40 Đáp án C. Câu 80. U = N.Uđm  N  U dm 6 Câu 76. q = It  t =

Câu 81. H =

Q cm(t2  t1 ) 4200.2.(100  25)   = 0,79545 = 79,545%. Đáp án C. W UIt 220.4.15.60

Câu 82. UN = E – Ir  Khi I tăng thì UN giảm. Đáp án C. Câu 83. Hai thiết bị phải có điện trở bằng nhau. Vì chúng có cùng hiệu điện thế định mức nên có cùng công suất. Đáp án D. Q cm(t2  t1 ) 4200.2.(100  20)   Câu 84. H = = 0,8484 = 84,84%. Đáp án B. W UIt 220.3.20.60 2

P P   R P  Php 0,1.U 2 0,1.7502 U   Câu 85. H =  0,9  R  = 11,25 (Ω).  P 5000 P P Đáp án D. Câu 86. Hiệu điện thế mạch ngoài không thể lớn hơn suất điện động của nguồn điện. Đáp án A. U 12  Câu 87. I = = 0,5; E = U + Ir = 12 + 0,5.0,2 = 13 (V). Đáp án C. R 2,4

Câu 88. RN =

E 15 R1 R2 20.30  = 12 (Ω); I = 1,2 (A);  RN  r 12  0,5 R1  R2 20  30

PN = I2RN = 1,22.12 = 17,28 (W). Đáp án C. E 1 E 2 1,6  2 Câu 89. I = = 0,5 (A);  R  r1  r2 6  0,3  0,9 U1 = E1 – Ir1 = 1,6 – 0,5.0,3 = 1,45 (V). Đáp án B.

120

Các chuyên đề Vật Lí 11

U 18 E 30  R  6 = 4 (Ω). Đáp án A. = 6 (Ω); r = I 3 I 3 E  U 120  118  Câu 91. U = E – Ir  I = = 0,04 (A); r 50 E 120 r   50 = 2950 (Ω). Đáp án A. R= I 0,04

Câu 90. R =

Câu 92. I1 =

U1 28 U 28 = 2 (A); I2 = 2  = 1 (A);  R1 14 R2 29

E = U1 + I1r = U2r = 28 + 2r = 29 + r  r = 1 (Ω). Đáp án B.

U A2 1102 U B2 1102   Câu 93. RA = = 161,3 (Ω); RB = = 121 (Ω); để hai bóng đèn PA 75 PB 100 sáng bình thường khi dùng nguồn có hiệu điện thế 220 V thì phải mắc song song với bóng đèn A một điện trở R sao cho điện trở tương đương của bóng đèn A và R bằng 161,3.R điện trở của bóng đèn B: 121 =  R = 484,3 (Ω) (dùng chức năng SOLVE 161,3  R để giải). Đáp án A. Câu 94. I =

P 0,36 E 1,5  R  4 = 1 (Ω). Đáp án D. = 0,3 (A); r = R 4 I 0,3

R R Câu 95. R// = n  2  n = n n Câu 96. R =

E I

r 

R 50  = 5. Đáp án B. R/ / 2

6 R 10  2 = 10 (Ω); R’ = = (Ω); 0,5 3 3

6 = 1,125 (A). Đáp án D. R ' r 10 2 3 I R I R 5.5  8.2 Câu 97. E = I1R1 + I1r = I2R2 + I2r  r = 1 1 2 2  3 (Ω); I 2  I1 85

I’ =



E = I1R1 + I1r = 5.5 + 5.3 = 40 (V). Đáp án A. Câu 98. U = n.e – I.n.r  n =

U 115  = 100. Đáp án D. e  I .r 1,25  25.0,004

Câu 99. I2.2R = 1,1I1R  I2 = 0,55I1; E = I1R + I1r = 0,55I1.2R + 0,55I1r

121

Các chuyên đề Vật Lí 11

r=

0,1R 2 R  = R;H= 0,45 9 Rr

R 9  = 0,82 = 82%. Đáp án B. 2 11 R R 9

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Muốn mắc ba bóng đèn, Đ1 (110 V – 40 W), Đ2 (110 V – 50 W) và Đ3 (110 V – 80 W) vào mạng điện có hiệu điện thế 220 V sao cho cả ba bóng đều sáng bình thường, người ta phải mắc thêm vào mạch một điện trở R0. a) Tìm các cách mắc và giá trị R 0 tương ứng với mỗi cách mắc. b) Cách mắc nào lợi nhất (công suất tiêu thụ ở R0 là nhỏ nhất), và với cách mắc đó công suất tiêu thụ ở R0 là bao nhiêu ? Bài 2. Cho một đèn Đ có các thông số định mức là (6 V – 6 W) và một biến trở, giá trị điện trở toàn phần của biến trở là RMN = 9 . Nguồn điện sử dụng có điện trở trong không đáng kể và có suất điện động E = 12 V. Bỏ qua điện trở dây dẫn. a) Nêu các cách mắc đèn vào biến trở và nguồn nói trên để đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện của từng cách mắc (không giới hạn số lượng dây nối sử dụng). b) Tính điện trở RAM của đoạn AM trên biến trở trong từng cách mắc. Bài 3. Cho mạch điện như hìh vẽ. Biết điện trở giữa hai nút liên tục là r.

Tính điện trở của đoạn mạch khi dòng điện: a) Vào A ra D. b) Vào A ra E. Bài 4. Có một số điện trở r = 5 . a) Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở tương đương là 3 . Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch? b) Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở tương đương là 7 . Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch? Bài 5. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ.

122

Các chuyên đề Vật Lí 11

Điện trở mỗi cạnh của hình vuông nhỏ là r. Tìm điện trở giữa hai điểm: a) A và B. b) C và D. Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó: R1 = 3R; R2 = R3 = R4 = R; hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là U không đổi. Khi biến trở RX có một giá trị nào đó thì công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1 là P1 = 9 W. a) Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R4 khi đó. b) Tìm RX theo R để công suất tỏa nhiệt trên RX cực đại. Bài 7. Một học sinh sử dụng 2 điện trở, một vôn kế, một ampe kế mắc vào một nguồn điện theo 3 sơ đồ như hình vẽ.

Khi đo thu được các số chỉ của vôn kế và ampe kế lần lượt là U1, I1, U2, I2, U3, I3. Hãy tính điện trở của vôn kế và ampe kế theo các số đo trên. Bài 8. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó R1 = R2 = 3 ; R3 = 2 ; R4 là biến trở; K là khóa điện. Đặt vào hai đầu B, D một hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn, ampe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể. a) Khi khóa K mở, R4 = 4  thì vôn kế chỉ 1 V. - Xác định hiệu điện thế U. 123

Các chuyên đề Vật Lí 11

- Nếu đóng khóa K thì ampe kế và vôn kế chỉ bao nhiêu? b) Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào? Bài 9. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 6 V; r = 1 Ω; R1 = R3 = R4 = R5 = 1 Ω; R2 = 0,8 Ω; RX là biến trở thay đổi được từ 0 đến 10 Ω. Ban đầu Rx = 2 Ω. a) Tính số chỉ của vôn kế và công suất tiêu thụ của Rx khi K mở và K đóng. b) K đóng, cho Rx thay đổi từ 0 đến 10 Ω, cho biết số chỉ vôn kế và công suất tiêu thụ của Rx tăng hay giảm. Bài 10. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó nguồn có suất điện động E = 9 V, điện trở trong r = 1 ; R1 = R2 = R3 = R4 = 2 ; R5 = R6 = 1 ; R7 = 4 ; điện trở của vôn kế rất lớn, điện trở các ampe kế và dây nối không đáng kể. Tính: a) Điện trở tương đương của mạch ngoài. b) Cường độ dòng điện qua các điện trở. c) Số chỉ của các ampe kế và vôn kế. Bài 11. Cho mạch điện như hình vẽ.

124

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó: E1 = 8 V; E2 = 2 V; r1 = r2 = 0,5 ; R1 = 1 ; R2 = R3 = 3 . Điện trở của ampe kế, khóa điện K và dây nối không đáng kể. Biết rằng số chỉ của ampe kế khi 9 đóng khóa K bằng số chỉ trên ampe kế khi ngắt khóa K. Tính: 5 a) Điện trở R4. b) Cường độ dòng điện qua K khi K đóng. R Bài 12. Cho mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r = , 2 hai tụ điện có điện dung C 1 = C 2 = C (ban đầu chưa tích điện) và hai điện trở R, 2R mắc theo 2 sơ đồ (a) và (b), (như hình vẽ).

Ban đầu khóa K ngắt. a) Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN ở 2 sơ đồ (a) và (b) khi đóng K. b) Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở ở sơ đồ (b) khi đóng K. Bài 13. Cho mạch điện như hình vẽ.

Đặt vào giữa hai điểm A và B một hiệu điện thế U không đổi. Ampe kế có điện trở RA, vôn kế có điện trở RV. Khi khóa K đóng vào chốt 1 thì ampe kế chỉ 0,2 A. Khi khóa K đóng vào chốt 2 thì ampe kế chỉ 0,6 A và vôn kế chỉ 120 V. Tính R và RV. Bài 14. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn gồm hai acquy có cùng suất điện động E = 2,1 V và có điện trở trong không đáng kể, các điện trở R1 = 1 ; R2 = 1,3 ; R3 = 2 ; R4 = 1,6 ; R5 = 7 . 125

Các chuyên đề Vật Lí 11

a) Xác định chiều và cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở. b) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài. c) Chứng tỏ rằng nếu R4 = 2,6  thì không có dòng điện chạy qua điện trở R5. * Hướng dẫn giải. Bài 1. a) Các cách mắc và giá trị R0 tương ứng với mỗi cách mắc. U §2 1 1102  Điện trở của các bóng đèn: RĐ1 = = 302,5 (); P§1 40

U §2 3 1102 U §2 2 1102   = 242 (); RĐ3 = = 151,25 (); P§ 2 50 P§ 3 80 Vì mạng điện có hiệu điện thế gấp đôi hiệu điện thế định mức của các đèn, nên phải mắc thành hai nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có một số đèn song song và mắc thêm điện trở phụ R0 sao cho điện trở tương đương của hai nhóm bằng nhau. Có 4 cách mắc như sau: RĐ2 =

Với sơ đồ (a):

1 1 1 1 1 1 1 1       hay 302 , 5 242 151 , 25 R R§1 R§ 2 R§ 3 R0 0

 R0 = 1210 (). 1 1 1 1 1 1 1 1       Với sơ đồ (b): hay 302,5 151,25 242 R0 R§1 R§ 3 R§ 2 R0  R0 = 172,86 (). 1 1 1 1 1 1 1 1       Với sơ đồ (c): hay 242 151 , 25 302 , 5 R R§ 2 R§ 3 R§1 R0 0  R0 = 134,44 (). 1 1 1 1 1 1 1       Với sơ đồ (d): Rtd R§1 R§ 2 R§ 3 302, 5 242 151, 25  Rtd = 71,17 ()  R0 = 71,17 (). b) Cách mắc nào lợi nhất (công suất tiêu thụ ở R0 là nhỏ nhất), và với cách mắc đó công suất tiêu thụ ở R0 là bao nhiêu ? Công suất tiêu thụ của R0: P =

U2 . Vì U = 110 V = const nên Pmin khi R0max. R0

Trong bốn cách mắc ta nhận thấy rằng theo cách mắc ở sơ đồ (a) là lợi nhất: 126

Các chuyên đề Vật Lí 11

R0max = 1210 (); Pmin =

U2 R0 max

110 2 = 10 (W). 1210

Bài 2. Có thể mắc theo 3 cách như sau: Cách 1: Đ nt RAM.

Đèn sáng bình thường nên UĐ = 6 V; I = Iđm =

P§ = 1 A; UAM = E – UĐ = 6 V; U§

U AM = 6 . I Cách 2: (Đ // RMA) nt RAN. RAM =

Đèn sáng bình thường nên UĐ = 6 V; UMA = 6 V; IĐ = Iđm = UAN = E – UĐ = 6 V; IĐ +

P§ = 1 A; U§

U U AN U AM 6 6 = AN  1+ = RAM RAN RMN  RAM RAM 9  RAM

 RAM = 6 . Cách 3: (Đ nt RMA) // RAN.

Đèn sáng bình thường nên UĐ = 6 V; IĐ = Iđm = IAM = 1 A; U UAM = E – UĐ = 12 – 6 = 6 V; RAM = AM = 6 . I AM

127

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. a) Vào A ra D.

- Các đoạn mạch AB và AF; BC và FE; CD và ED đối xứng qua trục đối xứng AD. - Các đoạn mạch AB và CD; BO và OC; AF và ED; FO và OE đối xứng qua trục đối xứng xy. Do 2 sự đối xứng nói trên nên dòng điện qua các đoạn mạch đối xứng sẽ bằng nhau và có chiều như hình vẽ. Vì vậy ta có thể nhả nút O mà vẫn không làm thay đổi dòng điện qua các đoạn mạch.

r.2r 2r 8r + r = 2r + = ; r  2r 3 3 1 2.3 1 10 RAOD = 2r; = + =  RAD = 0,8r. RAD 8r 2r 8r Ta có: RABCOD = r +

b) Vào A ra E.

- Các đoạn mạch AB và DE; BC và CD; BO và OD; AO và OE; AF và FE đối xứng qua trục đối xứng FC, nên các dòng điện chạy qua các đoạn mạch này bằng nhau. - Nếu xét tại nút C (hoặc F) ta thấy dòng điện qua các đoạn OC và OF bằng 0. Vì vậy ta có thể nhả nút O mà không làm không làm thay đổi dòng điện trong mạch. Ta có: RABDE = r +  RAE =

1 1 1 1 2r.2r 33 2 4    + r = 3r; = = RAE 2r 2r 3r 2r  2r 6r 3r

3r = 0,75r. 4

Bài 4. a) Số điện trở tối thiểu phải dùng để mắc thành mạch có điện trở 3 . Gọi điện trở của mạch là R. Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song. Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với một mạch nào đó có điện trở X như hình (a). 128

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta có: R =

r. X 5. X  3 = rX 5 X

 X = 7,5 .

Với X = 7,5  ta có X có sơ đồ như hình (b).

Ta có : X = r + Y  Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 (). Để Y = 2,5  thì phải có 2 điện trở r mắc song song. Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c).

b). Số điện trở tối thiểu phải dùng để mắc thành mạch có điện trở 7 . Gọi điện trở của mạch là R’. Vì R’ > r nên coi mạch gồm điện trở r mắc nối tiếp với một đoạn mạch có điện trở X’ như hình (d).

Ta có : R’ = r + X’  X’ = R’ - r = 7 - 5 = 2 (). Vì X’ < r  X’ là đoạn mạch gồm r mắc song song với một đoạn mạch có điện trở Y’ như hình (e).

10 r.Y ' 5.Y ' 2 =  Y’ = . r Y' 5Y' 3 Vì Y’ < r nên Y’ là một đoạn mạch gồm r mắc song song với một đoạn mạch có điện trở Z như hình (g). Ta có : X’ =

129

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta có: Y’ =

r.Z 10 5.Z  = rZ 3 5 Z

 50 + 10 Z = 15.Z  Z = 10 (  ). Vậy Z là đoạn mạch gồm 2 điện trở r mắc nối tiếp với nhau như hình (h).

Vậy cần phải có 5 điện trở mắc theo sơ đồ như hình (h). Bài 5. a) Tìm điện trở giữa hai điểm A và B. Giả sử cho dòng điện đi vào mạng từ A, đi ra khỏi mạng tại B và chiều các dòng điện như hình vẽ.

Gọi V là giá trị điện thế tại các nút. Do đối xứng nên ta có: V1 = V1’; V2 = VC = V2’; V3 = V6 = V6’= V3’; V4 = VD = V4’ và V5 = V5’. Nên ta có thể chập các nút có cùng điện thế với nhau tạo thành mạch điện như hình vẽ.

Khi đó ta có: r r r r r r RA1 = ; R12 = ; R26 = ; R64 = ; R45 = ; R5B = . 2 4 6 6 4 2 r r r r r r 11r Vậy RAB = + + + + + = . 2 4 6 6 4 2 6 b) Tìm điện trở giữa hai điểm C và D. Giả sử cho dòng điện đi vào mạng từ D, đi ra khỏi mạng tại C và chiều các dòng điện như hình vẽ.

130

Các chuyên đề Vật Lí 11

Do tính chất đối xúng nên ta có: V1 = V1’; V2 = V2’; V3 = V6 = V6’ = V3’; V4 = V4’ và V5 = V5’. Do V1 = V1’ và V5 = V5’ nên không có dòng diện chạy qua đoạn 1A1’ và 5B5’. Khi đó ta có sơ đồ mạch điện như hình vẽ.

Ta có: RC2 = 2r; R23 =

r 5r  RC23 = ; RC6 2 2

5r .r 5r 2 = = ; 5r 7 r 2

10r 5r  RCD = . 7 7 Bài 6. a) Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R4 Chọn chiều dòng điện qua các điện trở trong mạch như hình vẽ.  RC6D =

* Xét tại nút A ta có: I = I1 + I2 (1) Với vòng kín ACDA ta có: I1R1 - IXRX - I2R2 = 0 (2) Thế (1) vào (2) ta được biểu thức I 1 : I1R1 - IXRX - (I - I1)R2 = 0 I1R1 - IXRX - IR2 + I1R2 = 0 I1(R1 + R2) = IXRX + IR2 I .R  I .R I .R  I .R2  I1 = X X = X X (3) 4.R R1  R2 * Xét tại nút B ta có: I3 = I - I4 Với vòng kín BCDB ta có: - I3R3 - IXRX + I4R4 = 0 - I3R - IXRX + I4R = 0 Thế (4) vào (5) ta có biểu thức I4: - (I - I4)R - IXRX + I4.R = 0 - I.R + I4R - IXRX + I4R = 0

(4) (5)

131

Các chuyên đề Vật Lí 11

 I4 =

I .R  I X .R X 2.R

(6) 2

4 I 4 .R I P Từ (3) và (6) ta có: 4 = 2  4 = 2 = 3 I 1 .3 R I1 P1 4 P1 = 12 W. 3 b) Tìm RX theo R để công suất tỏa nhiệt trên RX cực đại Từ (4) và (5) ta có biểu thức I3: - I3R - IXRX + (I - I3)R = 0 - I3R - IXRX + IR - I3R = 0 I .R  I X .R X  I3 = (7) 2.R Ta có: U = UAB = UAC + UCB = I1R1 + I3R3 U = I1.3R + I3R (8) Thế (3) và (7) vào (8) ta được: I .R  I .R I .R  I X .R X U = ( X X ).3R + ( ).R 4.R 2.R 4U = 3.IXRX + 3.I.R + 2I.R - 2IXRX 4U = 5.I.R + IXRX (9) Tính I: I .R  I .R Ta có: I = I1 + I2 = I1 + I4 + IX = 3I1 + IX = 3( X X ) + IX 4.R  4.I.R = 3IX.RX + 3I.R + 4IX.R  IR = 3IX.RX + 4IX.R thay vào (9) ta được: 4U = 5.(3IX.RX + 4IX.R) + IX.RX = 15.IX.RX + 20.IX.R + IX.RX Vậy công suất tỏa nhiệt trên R4 khi đó là P4 =

= 16. IXRX + 20. IXR  IX =

U 4 R X  5R

U2 U 2 Ta có: PX = = RX.( ) = (10) 2 4 R X  5R   5 R  4 RX     R X   5R 5R Hai số dương 4 R X và có tích 4 R X . = 20R = không đổi thì theo RX RX RX.I 2X

bất đẳng thức Côsi, tổng của hai số đó nhỏ nhất khi hai số đó bằng nhau nghĩa là khi 4 RX =

5R RX

 R X = 1,25.R; mẫu số ở vế phải của biểu thức (10) nhỏ nhất

nghĩa là PX cực đại. Vậy PX cực đại khi RX = 1,25.R. 132

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 7. Tính điện trở của vôn kế và ampe kế:

Từ sơ đồ 1 và 2 ta có:

U1 U1 + R2 RV

I1 = I2 + IV =

(1)

U2 = I2 (RA + R2) Ở sơ đồ 3: U3 = I3RV

(2)

 RV =

(3)

U3 I3

Từ (1), (2) và (3) ta được: RA =

U 2U 3 I1  U1U 3 I 2  U1U 2 I 3 . U 3 I1 I 2  U1 I 2 I 3

Bài 8. a) Ban đầu khóa K mở, R4 = 4 , vôn kế chỉ 1 V. Xác định hiệu điện thế U: Ta có: R12 = R1 + R2 = 6 ; R34 = R3 + R4 = 6 ; I12 = I1 = I2 = I34 = I3 = I4 =

U U = ; 6 R12

U U = ; 6 R34

UMN = VM – VN = VA – VN – VA + VM = I3R3 – I1R1 =

U U U .2 .3 = 6 6 6

U =1VU=6V 6 Khi khóa K đóng:  UV = UNM =

R13 =

3.2 6 R1 R3 R2 R4 3.4 12   1,2 (); R24 = = ();   3 2 5 R1  R3 R2  R4 3  4 7

RBD = R13 + R24 = 1,2 +

12 20,4 = (). 7 7

Cường độ dòng điện mạch chính: I =

U13

42 21 6 U   2,06 (A); = = 20,4 20,4 10,2 RBD 7 21 = U1 = U3 = I. R13 = .1,2 = 2,47 (V); 10,2 133

Các chuyên đề Vật Lí 11

2,47 U1 = = 0,823 (A); 3 R1 21 12 = U2 = U4 = I. R24 = . = 3,53 (V) 10,2 7

I1 = U24

I2 =

3,53 U2 = = 1,18 (A) 3 R2

Ta có : I2 > I1  IA = I2 - I1 = 1,18 - 0,823 = 0,357 (A). Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ IA = 0,357 (A); vôn kế chỉ 0 (V) b) Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào? Ta có: R13 =

3.2 6 R1 R3   1,2 (). = 3 2 5 R1  R3

Đặt phần điện trở còn hoạt động trong mạch của R4 là x, ta có:

3.x 3.x 4,2 x  3,6 R2 .x = ; RBD = 1,2 + = ; 3 x 3 x 3 x R2  x 6(3  x) 6 U I = = = ; 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6 RBD 3 x 6(3  x) 7,2(3  x) U13 = I.R13 = .1,2 = ; 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6 7,2(3  x) 2,4(3  x) U 4,2 x  3,6 I1 = 13 = = 4,2 x  3,6 3 R1 R24 =

3.x 6(3  x) 18.x . = 4,2 x  3,6 3  x 4,2 x  3,6 18.x 6. x 4,2 x  3,6 = = 4,2 x  3,6 3

U24 = I.R24 =

I2 =

U 24 R2

* Xét hai trường hợp: - Trường hợp 1: Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N.

2,4(3  x) 6. x 7,2  3,6 x = (1) 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6 Biện luận: Khi x = 0  IA = 2 (A) Khi đó : IA = I1 - I2 =

Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm; (4,2.x + 3,6) tăng do đó IA giảm 134

Các chuyên đề Vật Lí 11

Khi x = 2  IA =

7,2  3,6.2 = 0. 4,2.2  3,6

- Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M. Khi đó : IA = I2 - I1 =

6.x 2,4(3  x) 3,6 x  7,2 = 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6 4,2 x  3,6

7,2 x (2) IA = 3,6 4,2  x 3,6 

Biện luận:

7,2 3,6 và đều giảm do đó IA tăng. x x 7,2 3,6 Khi x rất lớn (x =  ) thì và tiến tới 0. Do đó IA  0,86 (A) và cường độ x x Khi x tăng từ 2  trở lên thì

dòng chạy qua điện trở R4 rất nhỏ. Bài 9. a) Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu A và D Khi K mở: không có dòng điện chạy qua R3, R4 và R5. Mạch ngoài: R1 nt R2 nt RX.

Điện trở mạch ngoài: RN = R1 + R2 + RX = 3,8 Ω. E Cường độ dòng điện mạch chính: I = = 1,25A. RN  r Số chỉ của vôn kế: UV = UAD = UAB = E – Ir = 4,75 V. Công suất tiêu thụ trên RX : PXm = I2RX = 3,125 W. Khi K đóng: mạch ngoài có: R1 nt R2 nt (RX // (R3 nt R4 nt R5)) R ( R  R4  R4 ) Điện trở mạch ngoài: RN = R1 + R2 + X 3 = 3 Ω. RX  R3  R4  R5 Cường độ dòng điện mạch chính: I =

E RN  r

= 1,5A.

Hiệu điện thế giữa CB: UCB = IRCB = 1,5.1,2 = 1,8 V. U Cường độ dòng điện chạy qua R5: I5 = CB = 0,6 A. R345 135

Các chuyên đề Vật Lí 11

Số chỉ của vôn kế: UV = UAD = UAB + UBD = E – Ir – I5R5 = 3,9 V. Cường độ qua RX: IX = I - I5 = 0,9 A. Công suất tiêu thụ trên Rx : Pxđ = Ix2 Rx = 1,62W b) Khi K đóng: mạch ngoài có: R1 nt R2 nt (RX // (R3 nt R4 nt R5)) Gọi RX là x khi K đóng: x( R3  R4  R5 ) 3x  Ta có: RCB = x  R3  R4  R5 3  x

3x 5, 4  4, 8 x = 3 x 3 x E 6 6(3  x )   Cường độ dòng điện mạch chính: I = 5 , 4  4 , 8 x RN  r  1 8, 4  5, 8 x 3 x 6(3  x ) 32, 4  10, 8 x  Hiệu điện thế hai đầu AC: UAC = I.R12 = 1, 8. (1) 8, 4  5, 4 x 8, 4  5, 8 x 6(3  x ) 3 x 18 x .  Hiệu điện thế hai đầu CB: UCB = I.RCB = (2) 8, 4  5, 4 x 3  x 8, 4  5, 8 x 18 x 6x  Cường độ dòng điện qua R345 là: I345 = (8, 4  5, 8 x ).3 8, 4  5, 8 x 6x 12 x .2  Hiệu điện thế hai đầu CD: UCD = I345.R34 = (3) 8, 4  5, 8 x 8, 4  5, 8 x Số chỉ của vôn kế bằng điện áp hai đầu AD: UAD = UAC + UCD 32, 4  10, 8 x 6x 32, 4  22, 8 x   Từ (1) và (3) ta có: UAD = 8, 4  5, 8 x 8, 4  5, 8 x 8, 4  5, 8 x 22, 8.8, 4  5, 8.32, 4 3, 6  Đạo hàm UAD theo x ta được: U 'AD = 2 (8, 4  5, 8 x ) (8, 4  5, 8 x )2 Điện trở mạch ngoài: RN = R12 + RCB = 1,8 +

U 'AD > 0 với mọi x nên UAD luôn tăng khi x tăng, nên khi x thay đổi từ 0 đến 10  thì số chỉ vôn kế luôn tăng. + Công suất tiêu thụ trên RX: 18 x 18 U  PX = I 2X .RX; với IX = CB = (8, 4  5, 8 x ) x 8, 4  5, 8 x RX Vậy PX =

182 182 x . x  . Khi x = 0 thì Px = 0. (8, 4  5, 8 x )2 70, 56  97, 44 x  33, 64 x 2

Khi x  0 ta có: PX =

18 2. 182 Px  70, 56 70,56 97, 44   33, 64 x 97 , 44   33,64 x x x 136

Các chuyên đề Vật Lí 11

70, 56  70, 56   33, 64 x  khi  33, 64 x  x = 1,45 Theo bất đẵng thức Côsi ta có:  x  x  min Vậy Pmax khi RX = 1,45  . Bài 10. Ta có: R34 = Ta nhận thấy:

R3 .R4 2.2   1 (); R56 = R5 + R6 = 2 (); R3  R4 2  2

R7 R1 = = 2. R3, 4 R5, 6

Đây là mạch cầu cân bằng, nên I2 = 0, UCD = 0, do đó có thể chập hai điểm C, D làm một khi tính điện trở. R134 =

2.1 2 R1 .R34 = = (); 2 1 3 R1  R34

R567 =

2.4 4 R56 .R7 = = (); 24 3 R56  R7

RAB = R134 + R567 =

2 4 + = 2 (). 3 3

b) Cường độ dòng điện qua các điện trở Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có: I = UAC = I.R134 = 3.

E RAB  r

9 = 3 (A); 2 1

2 4 = 2 (V); UCD = I.R567 = 3. = 4 (V); 3 3

Cường độ dòng điện qua các điện trở: I1 =

2 2 2 U AC U U = = 1 (A); I3 = AC = = 1 (A); I4 = AC = = 1 (A); 2 2 2 R1 R3 R4

I5 = I 6 =

4 4 U CB U = = 2 (A); I7 = CB = = 1 (A). 2 4 R56 R7

c) Số chỉ của các ampe kế và vôn kế Số chỉ của vôn kế: UV = UCB = 4 (V). Số chỉ của các ampe kế: IA1 = I - I 1 = 3 - 1 = 2 (A); IA2 = I 3 = 1 (A). 137

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 11. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn (hai nguồn mắc xung đối):

Eb = E1 - E2 = 8 - 2 = 6 (V); rb = r1 + r2 = 0,5 + 0,5 = 1 (). a) Khi K mở: Điện trở tương đương của mạch ngoài: R13 = R1 + R3 = 1 + 3 = 4 (); R24 = R2 + R4 = 3 + R4; RAB =

R13 .R24 4(3  R4 ) = . R13  R24 7  R4

Cường độ dòng điện mạch chính phát ra từ cực dương của nguồn E1: I =

Eb 42  6 R4 42  6 R4 6 = = = . 4(3  R4 ) R AB  rb 12  4 R4  7  R4 5 R4  19 1 7  R4

Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B: UAB = I.RAB =

42  6 R4 4(3  R4 ) 72  24 R4 . = 5 R4  19 7  R4 5 R4  19

Số chỉ Ampe kế khi K mở: IAm =

24 U AB 72  24 R4 = = (1) 5 R4  19 R2  R4 (5 R4  19)(3  R4 )

Khi K đóng: Điện trở tương đương của mạch ngoài: R12 =

3 R3 .R4 R1 .R2 3R4 = (); R34 = = ; 4 R1  R2 R3  R4 3  R4

RABđ = R 12 + R 34 =

3 3R4 9  3R4  12 R4 9  15 R4 + = = 4 3  R4 12  4 R4 12  4 R4

Cường độ dòng điện mạch chính:

Eb 6(12  4 R4 ) 6 = = 9  15 R4 R ABđ  rb 21  19 R4 1 12  4 R4 6(12  4 R4 ) 3R4 72 R4 UCB = U4 = Iđ.R34 = . = 21  19 R4 3  R4 21  19 R4 Iđ =

138

Các chuyên đề Vật Lí 11

IAđ =

72 U CB = 21  19 R4 R4

Theo đề bài ta có: IAđ =

(2)

9 9 72 24 .IAm  = . 5 5 5 R4  19 21  19 R4

 1800R4 + 6840 = 4536 + 4104R4  2304R4 = 2304  R4 = 1 () b) Cường độ dòng điện qua K khi K đóng: Ta có: IAđ = Iđ =

72 72 U CB = = = 1,8 (A); 21  19.1 21  19 R4 R4

6(12  4.1) 6(12  4 R4 ) = = 2,4 (A) 21  19.1 21  19 R4

U2 = Iđ.R12 = 2,4.

3 1,8 U2 = 1,8 (V); I2 = = = 0,6 (A) 4 3 R2

Cường độ dòng điện qua k khi k đóng: IK = IAđ - I 2 = 1,8 - 0,6 = 1,2 (A) và có chiều từ C đến D. Bài 12. a) Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN khi đóng K. * Xét sơ đồ (a):

Xét 2 bản của tụ điện nối với điểm M ta thấy: + Khi K ngắt q0M = 0. + Khi K đóng, các tụ được tích điện: 2 2 E Ta có: U1 = R. = .E; q1 = C. .E R 7 7 R  2R  2 4 4 E U2 = 2R. = .E; q2 = C. .E R 7 7 R  2R  2 Lượng điện tích chuyển qua MN khi K đóng từ N  M: q =

2CE 7

139

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Xét sơ đồ (b):

+ Khi K ngắt: q1 = 0; q2 = 0  Tổng điện tích các bản bên trái của hai tụ là: q = 0. + Khi K đóng: q1’ = CE ; q2’ = CE  q’ = 2CE. Điện lượng từ cực dương đến nút A cũng là q’ = 2CE. Gọi hiệu điện lượng chạy qua AM là q1, AN là q2; ta có: q1 + q2 = 2CE. Mặt khác:

2R q1 I t I = 1 = 1 = = 2. R q 2 I 2 t I2 2CE 4CE

Ta tính được: q2 =

; q1 =

CE . 3 b) Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở ở sơ đồ (b) khi đóng K.

Điện tích dịch chuyển từ M đến N là: q = q1 – q1’ =

Công của nguồn điện làm dịch chuyển điện tích q’ trong mạch là: A = q’E = 2CE 2 Năng lượng của hai tụ điện sau khi đã tích điện: W = 2.

1 CE 2 = CE 2 . 2

 Tổng nhiệt lượng tỏa ra trên các điện trở trong mạch là: Q = A - W = CE 2 . Bài 13. Khi K đóng vào chốt 1:

140

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Điện trở toàn mạch là: Rtm = R V +

RRV  RV R A  RR A RR A = R  RA R  RA

+ Dòng điện mạch chính khi đó là: U U (R  RA ) I = = Rtm RRV  RV R A  RR A + Dòng điện qua ampe kế khi đó là: IA =

IR UR = = 0,2 R  RA RRV  RV R A  RR A

(1)

Khi K đóng vào chốt 2:

+ Điện trở của toàn mạch là: /

R tm = R A +

RRV RR A  R A RV  RRV = R  RV R  RV

+ Số chỉ của ampe kế khi đó là: I /A =

U U ( R  RV ) = = 0,6 Rtm RR A  R A RV  RRV

(2)

+ Số chỉ vôn kế khi đó là: UV = I /A

RRV URRV = = 120 R  RV RR A  R A RV  RRV

(3)

Lấy (3) chia cho (1) ta được: RV = 600  Lấy (2) chia cho (1) ta được:

R  RV = 3  R = 300  . R

Bài 14. a) Xác định chiều và cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở. Đặt VB = 0 và giả sử các dòng điện chạy qua mỗi đoạn mạch có chiều và cường độ như hình vẽ.

141

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta có: VM = I2.R2  I2 =

10VM VM = 13 R2

(1)

Tương tự: VA = I1.R1 + I2.R2 = I1.R1 + VM  4,2 = I1 + VM  I1 = 4,2 – VM

(2)

VN = I4.R4, do đó: I4 =

(3)

5VN VN = 8 R4

VA = I3. R3 + I4.R4 = I3.R3 + VN

21  5VN 10 VM  VN VM - VN = I5.R5  I5 = 7  4,2 = 2I3 + VN  I3 =

(4) (5)

Tại nút M ta có: I1 = I2 + I5, từ (1), (2) và (5) ta được: 4,2 – VM =

VM  VN 10VM + 13 7

 174VM - 13VN = 382,2 (6) Tại nút N ta có: I 4 = I 3 + I 5 , từ (3), (4) và (5) ta được:

5VN 21  5VN VM  VN = + 8 10 7  355VN - 40VM = 588 Từ (6) và (7) ta được: VN = 1,92 (V); VM = 2,34 (V). Các cường độ dòng điện: I1 = 4,2 – VM = 4,2 – 2,34 = 1,86 (A).

(7) (8)

10VM 10.2,34 = = 1,8 (A). 13 13 21  5VN 21  5.1,92 I3 = = = 1,14 (A). 10 10 5VN 5.1,92 I4 = = = 1,2 (A). 8 8 I2 =

142

Các chuyên đề Vật Lí 11

I5 =

VM  VN 2,34  1,92 = = 0,06 (A). 7 7

Các cường độ dòng điện tìm được đều có giá trị dương, nên các dòng điện thực sự tương ứng có chiều đúng như đã chọn. b) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài. Áp dụng định luật ohm cho toàn mạch ta có: 2.2,1 I = 2E  RN = 2E = = 1,4 (  ). 1,86  1,14 I1  I 3 RN c) Chứng tỏ rằng nếu R4 = 2,6  thì không có dòng điện chạy qua điện trở R5 (UMN = VM - VN = 0 hay VM = VN và mạch cầu là cân bằng). Nêu nhận xét về các tỉ số

R R1 và 3 khi đó. R2 R4

Xét trường hợp R4 = 2,6  . Đặt VB = 0 và gọi UAB = U, tương tự như câu (a) ta có: I2 =

10VM 13

(1)

I1 = U – V M

5VN V I4 = N = 13 R4 U  VN I3 = 2 VM  VN I5 = 7

(2) (3) (4) (5)

Từ các phương trình nút: I1 = I2 + I5; I4 = I3 + I5 và các hệ thức (1), (2), (3), (4) và (5) ta được: U – VM =

VM  VN 10VM + 13 7

 174VM - 13VN = 91U

(6)

187VN - 26VM = 91U

(7)

5VN U  VN VM  VN = + 13 2 7

143

Các chuyên đề Vật Lí 11

Giải hệ phương trình (6) và (7) ta được: VN = VM =

13U . Do đó UMN = VM - VN = 0 và dòng điện chạy qua điện trở R5 là 23

I5 = 0 (mạch cầu cân bằng). V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết E1 = 9 V; E2 = 6 V; r1 = r2 = 0,5 ; R1 = 3,5 ; R2 = 4 ; R3 là biến trở; đèn Đ loại 6 V – 6 W. Điều chỉnh biến trở R3 để đèn Đ sáng bình thường. Tính R3 khi đó. Đề 2. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết E1 = 9 V; E2 = 3 V; r1 = 1 ; r2 = 0,5 ; R1 = 1,5 ; R2 = 6 ; R3 là biến trở; đèn Đ loại 3 V – 3 W. Điều chỉnh biến trở R3 để đèn Đ sáng bình thường. Tính R3 khi đó. Đề 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết E1 = 12 V; E2 = 6 V; r1 = 0,5 ; r2 = 0,25 ; R1 = 2,25 ; R2 là biến trở; R3 = 3 ; đèn Đ loại 9 V – 9 W. Điều chỉnh biến trở R2 để đèn Đ sáng bình thường. Tính R2 khi đó. Đề 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

144

Các chuyên đề Vật Lí 11

Biết E1 = 3E2 = 6 V; r1 = 2r2 = 1 ; R1 = 8,5 ; R2 = 2 ; đèn Đ loại 6 V – 6 W. Điện trở của dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. Xác định số chỉ của vôn kế và nhận xét về độ sáng của bóng đèn khi K mở và khi K đóng. Đề 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết 2E1 = E2 = 6 V; r1 = 3r2 = 1,5 ; R1 = 4 ; R2 = 6 ; đèn Đ loại 6 V – 3 W. Điện trở của dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. Xác định số chỉ của vôn kế và nhận xét về độ sáng của bóng đèn khi K mở và khi K đóng. Đề 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết E1 = 2E2 = 12 V; 2r1 = r2 = 2 ; R1 = 6 ; R2 = 3 ; đèn Đ loại 3 V – 3 W. Điện trở của dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. Xác định số chỉ của vôn kế và nhận xét về độ sáng của bóng đèn khi K mở và khi K đóng. Đề 7. Cho mạch điện như hình vẽ.

145

Các chuyên đề Vật Lí 11

Biết 3E1 = E2 = 12 V; r1 = r2 = 0,5 ; R1 = 5 ; R2 = 3 ; đèn Đ loại 12 V – 6 W. Điện trở của dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. Xác định số chỉ của vôn kế và nhận xét về độ sáng của bóng đèn khi K mở và khi K đóng. Đề 8. Hai nguồn điện có suất điện động 6 V và 3 V, có điện trở trong lần lượt là 0,6  và 0,4 . Người ta mắc nối tiếp hai nguồn điện trên rồi mắc với một điện trở mạch ngoài R = 3,5  thành mạch kín. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn và công suất tiêu thụ của mạch ngoài. Đề 9. Mắc vào giữa hai cực của nguồn điện một điện trở R1 = 7  thành mạch kín thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là I1 = 4 A; mắc vào giữa hai cực của nguồn điện này điện trở R2 = 13  thành mạch kín thì cường độ dòng điện chạy trong mạch là I2 = 2,5 A. Tính suất điện động, điện trở trong của nguồn điện và hiệu suất của nguồn trong từng trường hơp. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1: Nêu định nghĩa cường độ dòng điện, đơn vị cường độ dòng điện, khái niệm dòng điện không đổi. Câu 2: Nêu định nghĩa, viết biểu thức tính điện năng tiêu thụ và công suất điện của đoạn mạch điện có dòng điện chạy qua. Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết E1 = 9 V; E2 = 6 V; r1 = 1,2 ; r2 = 0,8 ; R1 = 3 ; R2 = 8 ; R3 = 2 ; R4 là biến trở; đèn Đ loại 6 V – 3 W; điện trở của ampe kế không đáng kể; điện trở của vôn kế vô cùng lớn. a) Khi R4 = 3 . Xác định số chỉ của ampe và vôn kế. Nếu mắc vào giữa hai điểm M và N một tụ điện có điện dung C = 6 F thì tụ điện tích được điện tích bằng bao nhiêu? b) Điều chỉnh biến trở R4 để đèn Đ sáng bình thường. Tính R4 khi đó. Đề 2 Câu 1: Phát biểu, viết biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch. Nêu khái niệm và viết biểu thức tính hiệu suất của nguồn điện. Câu 2: Phát biểu, viết biểu thức định luật Jun – Len-xơ. Nêu công suất toả nhiệt của vật đẫn có dòng điện chạy qua. Câu 3: Cho mạch điện như hình vẽ.

146

Các chuyên đề Vật Lí 11

Biết E1 = 12 V; E2 = 6 V; r1 = 1 ; r2 = 0,5 ; R1 = 6,5 ; R2 = 8 ; R3 = 12 ; R4 là biến trở; đèn Đ loại 6 V – 6 W; điện trở của ampe kế không đáng kể; điện trở của vôn kế vô cùng lớn. a) Khi R4 = 14 . Xác định số chỉ của ampe và vôn kế. Nếu mắc vào giữa hai điểm M và N một tụ điện có điện dung C = 5 F. Tính điện tích của tụ điện. b) Điều chỉnh biến trở R4 để đèn Đ sáng bình thường. Tính R4 khi đó. Đề 3 Câu 1: Nêu định nghĩa nguồn điện, suất điện động, đơn vị suất điện động và điện trở trong của nguồn điện. Câu 2: Nêu công và công suất của nguồn điện. Câu 3: Cho các linh kiện điện gồm: 5 nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2 V, điện trở trong r = 0,2 , ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô cùng lớn, điện trở R = 3 , bóng đèn loại 6 V - 6 W, biến trở Rt và một số dây nối có điện trở không đáng kể đủ để kết nối các linh kiện. Mắc mạch điện có các nguồn điện ghép nối tiếp, biến trở nối tiếp với đoạn mạch gồm điện trở R mắc song song với bóng đèn, vôn kế đo hiệu điện thế mạch ngoài, ampe kế đo cường độ dòng điện qua bóng đèn. a) Vẽ sơ đồ mạch điện. b) Xác định số chỉ của vôn kế và ampe kế khi Rt = 2 . c) Điều chỉnh biến trở để bóng đèn sáng bình thường. Xác định điện trở của biến trở và công suất toả nhiệt trên biến trở khi đó. Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung Điểm 1 Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: 2 E = E + E = 9 + 6 = 15 (V); r = r + r = 0,5 + 0,5 = 1 (). b

Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 6 RĐ = Ñ  = 6 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 6 UÑ 6

Mạch ngoài có: ((R2 nt R3)//RĐ) nt R1) ( R  R3 ).R Ñ (4  R3 ).6 59  9,5R3  RN = 2 .  R1   3,5 = R2  R3  RÑ 4  R3  6 10  R3

2 147

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đèn sáng bình thường nên: I = Iđm +

U ñm Eb  R2  R3 RN  rb

6 15   R3 = 2 . 4  R3 59  9,5R3 1 10  R3 Giải bằng chức năng SOLVE. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

1+

Eb = E1 + E2 = 9 + 3 = 12 (V); rb = r1 + r2 = 1 + 0,5 = 1,5 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 32 P 3 RĐ = Ñ  = 3 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 3 UÑ 3 Mạch ngoài có: ((RĐ nt R3)//R2) nt R1) (R Ñ  R3 ).R 2 (3  R3 ).6 31,5  7,5R3  RN = .  R1   1,5 = R2  R3  RÑ 3  R3  6 9  R3 Đèn sáng bình thường nên: I = Iđm +

I ñm ( RÑ  R3 ) Eb  R2 RN  rb

1.(3  R 3 ) 12   R3 = 3 . 31,5  7,5R3 6 1 9  R3 Giải bằng chức năng SOLVE. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

2 2

1+

Eb = E1 + E2 = 12 + 6 = 18 (V); rb = r1 + r2 = 0,5 + 0,25 = 0,75 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 92 P 9 RĐ = Ñ  = 9 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 9 UÑ 9 Mạch ngoài có: ((RĐ nt R3)//R2) nt R1) (R Ñ  R3 ).R 2 (9  3).R 2 27  14,25.R2  RN = .  R1   2,25 = R2  R3  RÑ R2  9  3 12  R2 Đèn sáng bình thường nên: I = Iđm +

1.(9  3) 18   R2 = 12 . 27  14,25. R2 R2  0,75 12  R2 Giải bằng chức năng SOLVE. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

1+

I ñm .( RÑ  R3 ) Eb  R2 RN  rb

2 2 2

148

Các chuyên đề Vật Lí 11

Eb = E1 + E2 = 6 + 2 = 8 (V); rb = r1 + r2 = 1 + 0,5 = 1,5 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U Ñ2 62 P 6  RĐ = = 6 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 6 UÑ 6 Khi K mở: Dòng điện không qua R2, mạch ngoài có R1 nt RĐ  RN = R1 + RĐ = 8,5 + 6 = 14,5 (). Eb 8 I = I1 =IĐ = = 0,5 (A).  RN  rb 14,5  1,5 UV = U1 = I1.R1 = 0,5.8,5 = 4,25 (V). IĐ < Iđm nên đèn sáng yếu hơn bình thường. Khi K đóng: Mạch ngoài có: R1 nt (RĐ // R2) R .R 6.3  RN = R1 + Ñ 2  8,5  = 10,5 (). RÑ  R2 63 I = I1 = IĐ2 =

RN  rb



8 2 = (A). 10,5  1,5 3

2 UV = U1 = I1.R1 = .8,5 = 5,67 (V). 3 2 4 UĐ2 = U2 = UĐ = IĐ2.RĐ2 = .2 = < Uđm nên đèn sáng yếu hơn 3 3 bình thường. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

Eb = E1 + E2 = 3 + 6 = 9 (V); rb = r1 + r2 = 1,5 + 0,5 = 2 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U Ñ2 62 P 3  RĐ = = 12 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 3 UÑ 6 Khi K mở: Dòng điện không qua R2, mạch ngoài có R1 nt RĐ  RN = R1 + RĐ = 4 + 12 = 16 (). Eb 9 I = I1 = IĐ = = 0,5 (A).  RN  rb 16  2 UV = UĐ = IĐ.RĐ = 0,5.12 = 6 (V). IĐ = Iđm nên đèn sáng bình thường (đúng công suất định mức). Khi K đóng: Mạch ngoài có: (R1 // R2) nt RĐ R .R 4.6  RN = RĐ + 1 2  12  = 14,4 (). R2  R2 46 I = I12 = IĐ =

RN  rb



9 = 0,57 (A). 14,4  1,5

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 149

Các chuyên đề Vật Lí 11

UV = UN = I.RN = 0,57.14,4 = 8,2 (V). IĐ > Iđm nên đèn sáng quá mức bình thường. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

Eb = E1 + E2 = 12 + 6 = 18 (V); rb = r1 + r2 = 1 + 2 = 3 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 32 P 3 RĐ = Ñ  = 3 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 3 UÑ 3

Khi K mở: Dòng điện không qua R2, mạch ngoài có RĐ nt R1  RN = RĐ + R1 = 3 + 6 = 9 (). Eb 18 I = I1 = IĐ = = 1,5 (A).  RN  rb 9  3 UV = UĐ = IĐ.RĐ = 1,5.3 = 4,5 (V). IĐ > Iđm nên đèn sáng quá mức bình thường (quá công suất định mức). Khi K đóng: Mạch ngoài có: RĐ nt (R1 // R2) R .R 6.3  R N = RĐ + 1 2  3  = 5 (). R2  R2 63 I = IĐ = I12 =

RN  rb



18 = 2,25 (A). 53

UV = UN = I.RN = 2,25.5 = 11,25 (V). IĐ > Iđm nên đèn sáng quá mức bình thường. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 3 + 12 = 15 (V); rb = r1 + r2 = 0,5 + 0,5 = 1 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 122 P 6 RĐ = Ñ  = 24 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 6 U Ñ 12 Khi K mở: Dòng điện không qua R2, mạch ngoài có RĐ nt R1  RN = RĐ + R1 = 24 + 5 = 29 (). Eb 15 I = IĐ = I1 = = 0,5 (A).  RN  rb 29  1 UV = U1 = I1.R1 = 0,5.5 = 2,5 (V). IĐ = Iđm nên đèn sáng bình thường (đúng công suất định mức). Khi K đóng: Mạch ngoài có: (RĐ // R2) nt R1 R .R 24.3  RN = Ñ 2  R1   5 = 7,67 (). RÑ  R2 24  3 I = I1 = IĐ2 =

RN  rb



15 = 1,73 (A). 7,67  1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 150

Các chuyên đề Vật Lí 11

UV = UN = I.RN = 1,73.7,67 = 13,27 (V). UĐ = UĐ2 = IĐ2.RĐ2 = 1,73.2,67 = 4,6 (V) < Uđm nên đèn sáng yếu hơn mức bình thường. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

Eb = E1 + E2 = 6 + 3 = 9 (V); rb = r1 + r2 = 0,6 + 0,4 = 1 (). Cường độ dòng điện chạy trong mạch: Eb 9 I= = 2 (A).  RN  rb 3,5  1

Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn: U1 = E1 - I.r1 = 6 – 2.0,6 = 4,8 (V); U2 = E2 - I.r2 = 3 – 2.0,4 = 2,2 (V). Công suất tiêu thụ của mạch ngoài: PN = I2.RN = 22.3,5 = 14 (W). 9

2 2 2 2

Ta có: E = I1.R1 + I1.r = I2.R2 + I2.r  4.7 + 4.r = 2,5.13 + 2,5.r  r = 3 ().

2 2

E = I1.R1 + I1.r = 4.7 + 4.3 = 40 (V). Hiệu suất của nguồn trong từng trường hợp: R1 7  H1 = = 0,7 = 70%. R1  r 7  3

H2 =

R2 13  = 0,8125 = 81,25%. R2  r 13  3

2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. + Đơn vị cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A). 1C 1A= . 1s + Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian. q Với dòng điện không đổi ta có: I = . t 2 + Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích. W = A = Uq = UIt. + Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn

2 2

Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5

151

Các chuyên đề Vật Lí 11

mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. P = 3

A = UI. t

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 9 + 6 = 15 (V); rb = r1 + r2 = 1,2 + 0,8 = 2 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 3 RĐ = Ñ  = 12 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 3 UÑ 6 Mạch ngoài có: R1 nt ((RĐ nt R2) // (R3 nt R4)) a) Khi R4 = 3 : RĐ2 = RĐ + R2 = 12 + 8 = 20 (); R34 = R3 + R4 = 2 + 3 = 5 (); R .R 20.5 RĐ234 = Ñ 2 34  = 4 () RÑ 2  R34 20  5  RN = R1 + RĐ234 = 3 + 4 = 7 (); Eb 15 5 IA = I1 = IĐ234 = I =   (A); RN  rb 7  2 3 UV = UAB = UĐ234 = IĐ234. RĐ234 =

5 20 .4 = (V). 3 3

20 U AB 1 IĐ2 = IĐ = I2 =  3  (A); RÑ 2 20 3 20 U AB 4 I34 = I3 = I4 =  3  (A); R34 5 3

UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = UAN – UAM 4 1 4 4 = I3.R3 – IĐ.RĐ = .2 - .12 = - (V)  UNM = (V); 3 3 3 3 4 q = C.UNM = 6.10-6. = 8.10-6 (C). 3 b) Tính R4 để đèn sáng bình thường R .R 20.(2  R4 ) Ta có: RN = R1 + RĐ234 = R1  Ñ 2 34  3  RÑ 2  R34 20  2  R4 =

1 1 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25

0,25

0,5

106  23.R4 ; 22  R4 152

Các chuyên đề Vật Lí 11

I ñm .RÑ 2 Eb 0,5.20 15    0,5 + 2  R4 106  23.R4 R3  R4 RN  rb 2 22  R4  R4 = 18 . I = Iđm +

Đề 2. Câu 1

Nội dung + Cường độ dòng điện chạy trong một mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó. I =

Rr

0,5

Điểm

+ Hiệu suất của nguồn điện bằng thương số giữa điện năng tiêu thụ trên mạch ngoài và điện năng tiêu thụ trên toàn mạch. H= 2

+ Định luật Jun – Len-xơ: Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó. Q = RI2t. + Công suất toả nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ toả nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian. P=

U N It U N RN   . E It E RN  r

Q = RI2. t

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 12 + 6 = 18 (V); rb = r1 + r2 = 1 + 0,5 = 2 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 6 RĐ = Ñ  = 6 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 6 UÑ 6 Mạch ngoài có: R1 nt ((R2 nt R3) // (RĐ nt R4)) a) Khi R4 = 3 : R23 = R2 + R3 = 8 + 12 = 20 (); RĐ4 = RĐ + R4 = 6 + 14 = 20 (); R Ñ 4 .R 23 20.20 RĐ234 = = 10 ()  RÑ 4  R23 20  20  RN = R1 + RĐ234 = 6,5 + 10 = 16,5 (); Eb 18 IA = I1 = IĐ234 = I = = 1 (A);  RN  rb 16,5  1,5 UV = UAB = UĐ234 = IĐ234. RĐ234 = 1.10 = 10 (V).

1 1 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 153

Các chuyên đề Vật Lí 11

IĐ4 = IĐ = I4 =

U AB 10  = 0,5 (A); RÑ 4 20

0,25

U AB 10  = 0,5 (A); R23 20 UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = UAN – UAM = IĐ.RĐ – I3.R3 =0,5.6 -0,5.12 = - 3 (V)  UNM = 3 (V); q = C.UNM = 5.10-6.3 = 15.10-6 (C). b) Tính R4 để đèn sáng bình thường R .R (6  R4 ).20 Ta có: RN = R1 + RĐ234 = R1  Ñ 4 23  6,5  RÑ 4  R23 6  R4  20 I23 = I2 = I3 =

= I = Iđm +

0,5

289  26,5.R4 ; 26  R4

I ñm .RÑ 4 Eb  R23 RN  rb

0,5

1.(6  R4 ) 18 1+  R4 = 1,14 .  289  26,5.R4 20  1,5 26  R4

Đề 3. Câu 1

Nội dung + Nguồn điện là dụng cụ tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó nhờ các lực khác bản chất với lực điện gọi là các lực lạ. + Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công của lực lạ khi dịch chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện. E =

A . q

+ Đơn vị suất điện động trong hệ SI là V (vôn): 1 V =

Điểm 0,5

0,5

1J . 1C

+ Nguồn điện cũng là một vật dẫn và cũng có điện trở. Điện trở này gọi là điện trở trong của nguồn điện. + Công của nguồn điện là công của các lực là bên trong nguồn điện và đúng bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch. Ang = EIt. + Công suất của nguồn điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn thực

0,5 0,5

1 154

Các chuyên đề Vật Lí 11

hiện trong một đơn vị thời gian. Công suất này cũng chính bằng 3

công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch. Png = EI. a) Sơ đồ mạch điện

1 b) Số chỉ của vôn kế và ampe kế Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = 5.e = 5.2 = 10 (V); rb = 5.r = 5.0,2 = 1 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U Ñ2 62 P 6  = 6 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). RĐ = PÑ 6 UÑ 6 Mạch ngoài có: Rt nt (RĐ // R) Khi Rt = 2  R .R 6.3 RĐR = Ñ = 2 ()  RÑ  R 6  3

0,5 0,5

0.5

 RN = Rt + RĐR = 2 + 2 = 4 (); Eb 10 I = It = IĐR = = 2 (A);  RN  rb 4  1

0,5

UV = UN = I.RN = 2.4 = 8 (V). UĐR = UĐ = UR = I.UĐR = 2.2 = 4 (V); U 4 2 IA = IĐ = Ñ   (A); RÑ 6 3

0,5

c) Tính Rt để đèn sáng bình thường Ta có: RN = Rt + RĐR = Rt + 2; I .R Eb I = Iđm + ñm Ñ  R2 RN  rb

1 1.6 10 10 3  1+  Rt = . 3 Rt  2  1 Rt  3 3

0,5

0,25 0,5 0,25 0,5 0,5

155

Các chuyên đề Vật Lí 11

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG I. LÝ THUYẾT 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại Nêu các đặc điểm của dòng điện trong kim loại. + Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt + Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. + Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải điện làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. + Điện trở suất  của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:  = 0(1 + (t – t0)). 2. Hiện tượng siêu dẫn. Hiện tượng nhiệt điện Nêu hiện tượng siêu dẫn và hiện tượng nhiệt điện. + Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm. Đến gần 0 K điện trở của các kim loại sạch đều rất bé. + Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở đột ngột giảm đến bằng 0 khi nhiệt độ T  TC (TC gọi là nhiệt độ tới hạn). + Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp, thì giữa đầu nóng và đầu lạnh có hiệu điện thế khác 0. + Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn T1, T2 khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện: ET = T(T1 – T2); với T là hệ số nhiệt điện động. 3. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân Nêu các đặc điểm của dòng điện trong chất điện phân + Chất điện phân là các dung dịch muối, axit, bazơ và các chất muối, axit, bazơ nóng chảy. + Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương, ion âm bị phân li từ các phân tử muối, axit, bazơ. + Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. + Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường. 4. Hiện tượng dương cực tan. Các định luật Fa-ra-đây Nêu hiện tượng, ứng dụng của hiện tượng dương cực tan. Phát biểu các định luật Fa-ra-đây. Viết công thức Fa-ra-đây. + Hiện tượng dương cực tan là hiện tượng khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà cực dương làm bằng kim loại đó thì sau một thời gian cực dương bị mòn đi còn cực âm được bồi đắp thêm một lớp kim loại ấy. 156

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Hiện tượng dương cực tan được ứng dụng để luyện kim, mạ điện, đúc điện. + Định luật Fa-ra-đây thứ nhất: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m = kq; trong đó k là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. + Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với

A 1 của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là , trong đó F gọi là số n F 1 A Fa-ra-đây. k = . . F n 1 A + Công thức Fa-ra-đây: m = . It; với F = 96500 C/mol, t tính ra s, m tính ra g F n đương lượng gam

5. Bản chất của dòng điện trong chất khí Nêu các đặc điểm của dòng điện trong chất khí + Hạt tải điện trong chất khí là các ion dương, ion âm và các electron, có được do chất khí bị ion hoá. + Bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường. + Sự dẫn điện của chất khí khi cần có tác nhân ion hoá để tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hai điện cực là sự dẫn điện không tự lực. Dòng điện trong chất khí sẽ biến mất khi ngừng tạo ra hạt tải điện. Quá trình dẫn diện không tự lực không tuân theo định luật Ôm. 6. Các cách tạo ra các hạt tải điện trong chất khí Nêu các cách tạo ra các hạt tải điện trong chất khí. + Dùng ngọn lửa ga, tia tử ngoại của đèn cao áp thuỷ ngân làm tác nhân ion hoá chất khí. + Dòng điện qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hoá. + Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hoá ngay khi nhiệt độ thấp. + Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó phát xạ nhiệt electron. + Catôt bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật ra các electron. 7. Tia lửa điện Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của tia lửa điện. + Định nghĩa: Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự do. + Điều kiện tạo ra: Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt từ 3.106 V/m trở lên. + Ứng dụng: Tia lửa điện được dùng phổ biến trong trong động cơ xăng để đốt hỗn hợp xăng, không khí. Bộ phận để tạo ra tia lửa điện là bugi. Sét là tia lửa điện hình thành giữa đám mây mưa và mặt đất nên thường đánh vào các mô đất cao, ngọn cây, … 157

Các chuyên đề Vật Lí 11

8. Hồ quang điện Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của hồ quang điện. + Định nghĩa: Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. + Điều kiện tạo ra: Thoạt đầu người ta phải làm cho hai điện cực nóng đỏ đến mức có thể phát ra được một lượng lớn electron bằng sự phát xạ nhiệt electron. Sau đó, tạo ra một điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để ion hoá chất khí, tạo ra tia lửa điện giữa hai điện cực. Khi đã có tia lửa điện, quá trình phóng điện tự lực sẽ vẫn tiếp tục duy trì, dù ta giảm hiệu điện thế giữa hai điện cực đến giá trị không lớn. + Ứng dụng: Hồ quang điện được ứng dụng để hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, … 9. Các tính chất của chất bán dẫn Nêu các tính chất của chất bán dẫn. + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm. + Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất. Chỉ cần pha một lượng nhỏ tạp chất cũng đủ làm điện trở của nó ở lân cận nhiệt độ phòng giảm rất nhiều lần. + Điện trở suất của của chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hoá khác. 10. Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn Nêu loại hạt tải điện, nguyên nhân tạo ra và bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn. + Hạt tải điện trong chất bán dẫn là các electron tự do và các lỗ trống, có được là do các electron trong mối liên kết cộng hoá trị bứt khỏi mối liên kết để trở thành electron tự do, chỗ mất electron trở thành lỗ trống. + Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là dòng dịch chuyển có hướng của các electron và lỗ trống. 11. Hai loại bán dẫn. Tính chất dẫn điện một chiều của lớp tiếp xúc p-n Nêu hai loại bán dẫn: loại p và loại n, tính chất dẫn điện một chiều của lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n. + Chất bán dẫn tinh khiết là các nguyên tố thuộc nhóm IV. Khi pha thêm một ít tạp chất thuộc nhóm III thì sẽ trở thành bán dẫn loại p (bán dẫn lỗ trống), khi pha thêm một ít tạp chất thuộc nhóm V thì sẽ trở thành bán dẫn loại n (bán dẫn electron). + Hạt dẫn điện trong bán dẫn loại p chủ yếu là các lỗ trống, hạt dẫn điện chủ yếu trong bán dẫn loại n chủ yếu là các electron tự do. + Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính chất dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang n. + Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p-n. Nó được dùng để lắp mạch chỉnh lưu biến điện xoay chiều thành điện một chiều. 12. Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn Nêu cấu tạo của điôt bán dẫn. Vẽ và nêu hoạt động của mạch chỉnh lưu hai nữa chu kì bằng điôt bán dẫn. 158

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Điôt bán dẫn là dụng cụ bán dẫn có một lớp chuyển tiếp p-n. Dòng điện chủ yếu chỉ chạy qua điôt theo một chiều từ p đến n. + Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì dùng điôt: Trong nửa chu kì đầu A là cực dương, B là cực âm, dòng điện đi từ A qua D1 đến Q, qua tải R đến P qua D2 rồi về B. Trong nửa chu kì sau B là cực dương, A là cực âm, dòng điện đi từ B qua D3 đến Q, qua tải R đến P qua D4 rồi về A. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ - Suất điện động nhiệt điện. * Các công thức: + Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm: I =

U . R

+ Sự phụ thuộc của điện trở, điện trở suất vào nhiệt độ: R = R0(1 + (t – t0);  = 0(1 + (t – t0). + Suất điện động nhiệt điện: End = T(T2 – T1). * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng liên quan đến sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn kim loại vào nhiệt độ và suất điện động nhiệt điện ta viết biểu thức liên quan đến những đại lượng đã biết và những đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập Bài 1. Một dây nhôm có điện trở R0 ở 00 C, có hệ số nhiệt điện trở là 4,4.10-3 K-1. Khi nhiệt độ là 500C thì dây nhôm này có điện trở là 122 . Tính giá trị R0. Bài 2. Một bóng đèn 220 V - 100 W có dây tóc làm bằng vônfram. Khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc bóng đèn là 20000 C. Xác định điện trở của bóng đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng. Biết nhiệt độ của môi trường là 200 C và hệ số nhiệt điện trở của vônfram là  = 4,5.10-3 K-1. Bài 3. Một bóng đèn 220 V - 40 W có dây tóc làm bằng vônfram. Điện trở của dây tóc bóng đèn ở 200 C là R0 = 121 . Tính nhiệt độ của dây tóc khi bóng đèn sáng bình thường. Cho biết hệ số nhiệt điện trở của vônfram là  = 4,5.10-3 K-1. Bài 4. Dây tóc của bóng đèn 220 V - 200 W khi sáng bình thường ở nhiệt độ 25000 C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở ở 1000 C. Tìm hệ số nhiệt điện trở  và điện trở R0 của dây tóc ở 1000 C. Bài 5. Ở nhiệt độ t1 = 250 C, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U1 = 20 mV thì cường độ dòng điện qua đèn là I1 = 8 mA. Khi sáng bình thường, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U2 = 240 V thì cường độ dòng điện chạy qua đèn là I2 = 8 A. Tính nhiệt độ của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường. Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc làm bóng đèn là  = 4,2.10-3 K-1. 159

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 6. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T = 65 V/K được đặt trong không khí ở 200 C, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 3200 C. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện đó. Bài 7. Một mối hàn của cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá đang tan, mối hàn kia được nhúng vào hơi nước sôi. Dùng milivôn kế đo được suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 4,25 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó. Bài 8. Nhiệt kế điện thực chất là một cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp mà ta không thể dùng nhiệt kế thông thường để đo được. Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động T = 42 V/K để đo nhiệt độ của một lò nung với một mối hàn đặt trong không khí ở 200 C còn mối hàn kia đặt vào lò thì thấy milivôn kế chỉ 50,2 mV. Tính nhiệt độ của lò nung. Bài 9. Người ta dùng một cặp nhiệt điện Sắt-Niken có hệ số nhiệt điện động T = 32,4 V/K, có điện trở trong r = 1  để làm một nguồn điện. Nhúng một đầu của hai mối hàn vào nước đá đang tan và đầu còn lại vào hơi nước đang sôi. a) Tính suất điện động của cạp nhiệt điện trên. b) Nối nguồn điện trên với một trở R = 19  để tạo thành mạch kín. Tính cường độ dòng điện qua điện trở và hiệu suất của nguồn điện đó. * Hướng dẫn giải Bài 1. Ta có: R = R0(1+(t – t0))  R0 =

R 122 = 100 ().  1   (t  t 0 ) 1  4,4.103 (50  0)

Bài 2. Khi thắp sáng điện trở của bóng đèn là: Rđ = sáng điện trở của bóng đèn là: R0 =

U đ2 = 484 . Khi không thắp Pđ

Rđ = 48,8 . 1   (t t 0 )

U đ2 = 1210 . Pđ R 1 Vì: Rđ = R0(1+(t – t0))  t = đ + t0 = 20200 C. R0  Bài 3. Khi sáng bình thường: Rđ =

Bài 4. Khi sáng bình thường: Rđ =

U đ2 = 242 . Pđ

Rđ = 22,4 . 10,8 Rđ 1 Vì Rđ = R0(1+(t – t0))   = = 0,0041 K-1. R0 (t  t0 ) t  t0 Ở nhiệt độ 1000 C: R0 =

160

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 5. Điện trở của dây tóc ở 250 C: R1 = bình thường: R2 =

U1 = 2,5 . Điện trở của dây tóc khi sáng I1

U2 = 30 . I2

Vì: R2 = R1(1+(t2 – t1))  t2 =

R2 1 + t1 = 26440 C. R1 

Bài 6. Ta có: E = T(T2 – T1) = 0,0195 V. Bài 7. Ta có: E = T(T2 – T1)  T = Bài 8. Ta có: E = T(T2 – T1)  T2 =

T2  T1

= 42,5.10-6 V/K.

E + T1 = 14880 K = 12150 C. T

Bài 9. a) Ta có: E = T(T2 – T1) = 32,4.10-6.(373 - 273) = 0,00324 (V). b) I =

E Rr



U 0, 00324 R 19  = 0,000162 (A); H = N  = 0,95 = 95%. E R  r 19  1 19  1

2. Dòng điện trong chất điện phân. * Các công thức: + Định luật I Farađay: m = k.q = k.I.t.

1 A ; với F = 9,65.107 C/mol. F n 1 A + Công thức Farađay: m = It. F n + Định luật II Farađay: k =

* Phương pháp giải: Sử dụng các công thức về ghép các nguồn điện, định luật Ôm cho mạch kín, công thức Farađay để giải. * Bài tập Bài 1. Hai bình điện phân: (FeCl3/Fe và CuSO4/Cu) mắc nối tiếp. Sau một khoảng thời gian, bình thứ nhất giải phóng một lượng sắt là 1,4 g. Tính lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai trong cùng khoảng thời gian đó. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là 64 g/mol, hoá trị 2 và sắt có khối lượng mol nguyên tử là 56 g/mol, hoá trị 3. Bài 2. Hai bình điện phân: (CuSO4/Cu và AgNO3/Ag) mắc nối tiếp. Trong một mạch điện. Sau một thời gian điện phân, khối lượng catôt của hai bình tăng lên 2,8 g. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là 64 g/mol, hoá trị 2 và bạc có khối lượng mol nguyên tử là 108 g/mol, hoá trị 1. a) Tính điện lượng qua các bình điện phân và khối lượng Cu và Ag được giải phóng ở catôt. b) Nếu cường độ dòng điện bằng 0,5 A. Tính thời gian điện phân. 161

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song; mỗi pin có suất điện động 0,9 V và điện trở trong 0,6 . Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có điện trở 205  được mắc vào hai cực của bộ nguồn nói trên. Anôt của bình điện phân bằng đồng. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình trong thời gian 50 phút. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và hoá trị n = 2. Bài 4. Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h = 0,05 mm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30 cm2. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Biết niken có khối lượng mol nguyên tử là A = 58 g/mol, hoá trị n = 2 và có khối lượng riêng là  = 8,9 g/cm3. Bài 5. Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dùng dịch CuSO4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol, hoá trị n = 2 và có khối lượng riêng là  = 8,9.103 kg/m3. Bài 6. Cho dòng điện chạy qua bình điện phân có anôt làm bằng kim loại của chất dùng làm dung dịch bình điện phân, kim loại làm anôt có hoá trị n = 2. Khi dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ I = 0,2 A trong thời gian 16 phút 5 giây thì có khối lượng m = 0,064 g chất thoát ra ở điện cực. Hỏi kim loại dùng làm anôt của bình điện phân là kim loại gì? Bài 7. Một bình điện phân có anôt là Ag nhúng trong dung dịch AgNO3, một bình điện phân khác có anôt là Cu nhúng trong dung dịch CuSO4. Hai bình đó mắc nối tiếp nhau vào một mạch điện. Sau 2 giờ, khối lượng của cả hai catôt tăng lên 4,2 g. Tính cường độ dòng điện đi qua hai bình điện phân và khối lượng Ag và Cu bám vào catôt mỗi bình. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là 64 g/mol, hoá trị 2 và bạc có khối lượng mol nguyên tử là 108 g/mol, hoá trị 1. * Hướng dẫn giải

1 A1 It. F n1 1 A2 Khối lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai: m2 = It. F n2 m An An  2 = 2 1  m2 = 2 1 m1 = 2,4 g. m1 A1n2 A1n2 A A 1 1 A1 1 A2 Bài 2. a) m = m1 + m2 = It + It = ( 1 + 2 ) It n1 n2 F F n1 F n2 mF 2,8.96500  q = It = = = 1930 (C). A1 A2 64 108   2 1 n1 n2 Bài 1. Khối lượng sắt giải phóng ở bình thứ nhất: m1 =

162

Các chuyên đề Vật Lí 11

1 A1 q = 0,64 g. F n1 1 A2 Khối lượng bạc được giải phóng ở catôt: m2 = q = 2,16 g. F n2 q b) Thời gian điện phân: t = = 3860 s = 1 giờ 4 phút 20 giây. I r Bài 3. Ta có: Eb = 3e = 2,7 V; rb = 3 = 0,18 ; 10 Khối lượng đồng được giải phóng ở catôt: m1 =

I =

R  rb

= 0,01316 A; m =

1 A It = 0,013 g. Fn

Bài 4. Ta có m = V = Sh = 1,335 g; m =

AIt 1 A It = Sh  h = = 0,018 cm. FnS F n

Bài 5. Ta có: m = Bài 6. Ta có m =

mFn 1 A It  I = = 2,47 A. Fn At

1 A mFn 0,064.96500.2 It  A =  = 64  kim loại đó là đồng. Fn It 0,2.965

A1 It A It A A It ; m2 = 2 ; m1 + m2 = ( 1 + 1 ) Fn1 Fn2 n1 n1 F A It (m1  m2 ) F I= = 0,4 A; m1 = 1 = 3,24 g; m2 = m – m1 = 0,96 g. Fn1  A1 A2    t  n1 n2  Bài 7. Ta có: m1 =

3. Mạch điện có nhiều dụng cụ ghép trong đó có bình điện phân. * Phương pháp giải: + Sử dụng các công thức về bộ nguồn ghép để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. + Sử dụng các công thức ghép các điện trở để tính điện trở của mạch ngoài. + Sử dụng định luật Ôm cho mạch kín để tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. + Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch để tính cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. + Sử dụng công thức Faraday để tính lượng chất giải phóng ra ở catôt của bình điện phân. * Bài tập Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ.

163

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó E = 9 V; r = 0,5 ; Rp là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 với cực dương bằng đồng; đèn Đ loại 6 V – 9 W; Rt là biến trở. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. a) Khi Rt = 12  thì đèn sáng bình thường. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân trong 1 phút, công suất tiêu thụ của mạch ngoài và công suất tiêu thụ của nguồn. b) Khi điện trở của biến trở tăng thì lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân trong 1 phút thay đổi như thế nào? Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ.

Ba nguồn điện giống nhau, mỗi cái có suất điện động e và điện trở trong r; R1 = 3 ; R2 = 6 ; bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 với cực dương bằng đồng và có điện trở Rp = 0,5 . Sau một thời gian điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng của bản cực làm catôt tăng lên 0,636 gam. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. a) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân và qua từng điện trở. b) Dùng một vôn có điện trở rất lớn mắc vào 2 đầu A và C của bộ nguồn. Nếu bỏ mạch ngoài đi thì vôn kế chỉ 20 V. Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn điện. Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết nguồn có suất điện động E = 24 V, điện trở trong r = 1 ; tụ điện có điện dung C = 4 F; đèn Đ loại 6 V - 6 W; các điện trở có giá trị R1 = 6 ; R2 = 4 ; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và có anốt làm bằng Cu, có điện trở Rp = 2 . Bỏ qua điện trở của dây nối. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. Tính: 164

Các chuyên đề Vật Lí 11

a) Điện trở tương đương của mạch ngoài. b) Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút 5 giây. c) Điện tích của tụ điện. Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Bộ nguồn gồm 6 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 2,25 V, điện trở trong r = 0,5 . Bình điện phân có điện trở Rp chứa dung dịch CuSO4, anốt làm bằng đồng. Tụ điện có điện dung C = 6 F. Đèn Đ loại 4 V - 2 W, các điện trở có giá trị R1 =

1 R2 = R3 = 1 . Ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở 2

của dây nối. Biết đèn Đ sáng bình thường. Tính: a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. b) Hiệu điện thế UAB và số chỉ của ampe kế. c) Khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây và điện trở Rp của bình điện phân. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. d) Điện tích và năng lượng của tụ điện. Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó bộ nguồn gồm 8 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động e = 5 V; có điện trở trong r = 0,25  mắc nối tiếp; đèn Đ có loại 4 V - 8 W; R1 = 3 ; R2 = R3 = 2  ; RB = 4  và là bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al. Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường. Tính: a) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch. b) Lượng Al giải phóng ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết Al có khối lượng mol nguyên tử là A = 27 g/mol và có hoá trị n = 3. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và M. Bài 6. Cho mạch điện như hình vẽ.

165

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó bộ nguồn có 8 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động e = 1,5 V, điện trở trong r = 0,5 , mắc thành 2 nhánh, mỗi nhánh có 4 nguồn mắc nối tiếp. Đèn Đ loại 3 V-3 W; R1 = R2 = 3 ; R3 = 2 ; RB = 1  và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, có cực dương bằng Cu. Tính: a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Tính lượng Cu giải phóng ra ở cực m trong thời gian 32 phút 10 giây. Biết Cu có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. c) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. * Hướng dẫn giải U2 P Bài 1. Điện trở của đèn: RĐ = Ñ = 4 ; Iđm = ñm = 1,5 A. PÑ U ñm a) Khi Rt = 12 : Cường độ dòng điện qua biến trở: It =

Ut U Ñ 6 = 0,5 (A).   Rt Rt 12

Cường độ dòng điện qua bình điện phân: I = Ip = Iđm + It = 1,5 + 0,5 = 2 (A). Khối lượng đồng bám vào catôt: : m =

1 A It = 0,0398 g. F n

Công suất tiêu thụ của mạch ngoài: PN = UNI = (E – rI)I = (9 – 0,5.2).2 = 16 (W). Công suất của nguồn: P = EI = 9.2 = 18 (W). b) Khi Rt tăng: RN = Rp +

RÑ Rt RÑ E tăng nên I = Ib = giảm,  Rp  RN  r RÑ RÑ  Rt 1 Rt

do đó khối lượng đồng bám vào ca tôt của bình điện phân giảm.

1 A mFn R1 R2 It  I = = 5 A; R12 = = 2 ; F n At R1  R2 5 U 10 U U12 = U1 = U2 = IR12 = 10 V; I1 = 1 = A; I2 = 2 = A. 3 R1 R2 3 U b) Khi bỏ mạch ngoài thì UV = E b = 2e  e = V = 10 V; 2 Bài 2. a) Ta có: m =

166

Các chuyên đề Vật Lí 11

R = R12 + Rp = 2,5 ; I =

Bài 3. a) Ta có: Rđ =

Eb r R r 2

 12,5 + 7,5r = 20  r = 1 .

U đ2 = 6 ; R1đ = R1 + Rđ = 12 ; Pđ

R1đ R2 = 3 ; R = Rp + R1đ2 = 5 . R1đ  R2 1 A E b) I = Ip = = 4 A; m = Ipt = 12,8 g. F n Rr

R1đ2 =

c) U1đ2 = U1đ = U2 = IR1đ2 = 12 V; I1đ = I1 = Iđ =

U1đ = 1 A; R1đ

UC = UAM = UAN + UNM = IRp + I1R1 = 14 V; q = CUC = 56.10-6 C. Bài 4. a) Ta có: Eb = e + 2e + e = 4e = 9 V; rb = r +

2r + r = 3r = 1,5 . r

U đ2 = 8 ; R1đ = R1 + Rđ = 9 . Vì đèn sáng bình thường nên: Pđ P I1đ = I1 = Iđ = Iđm = đ = 0,5 A; UAB = U1đ = Up2 = I1đ R1đ = 4,5 V; Uđ Eb U I = AB =  4,5RAB + 11,25 = 9RAB  RAB = 2,5 . RAB RAB  R3  rb U Số chỉ ampe kế: IA = I = AB = 1,8 A. RAB 1 A c) Ta có: Ip2 = Ip = I2 = I – I1đ = 1,3 A; m = Ipt = 0,832 g; F n U p2 b) Ta có: Rđ =

Rp2 =

I p2

= 3,46 ; Rp = Rp2 – R2 = 2,96 .

d) UC = UMN = VM – VN = VM – VB + VB – VN = UMB – UNB = IđRđ - I2R2 = 3,35 V; q = CUC = 20,1.10-6C; W =

1 CU2 = 33,67.10-6 J. 2

U đ2 Bài 5. a) Ta có: Rđ = = 2 ; R3đ = R3 + Rđ = 4 ; R2B = R2 + RB = 6 ; Pđ R2 B R3đ P RCD = = 2,4 ; đèn sáng bình thường nên: I3đ = I3 = Iđ = Iđm = đ = 2 A; R2 B  R3đ Uđ 167

Các chuyên đề Vật Lí 11

U CD 10 = A; Eb = 8e = 40 V; 3 RCD 10 40  =  10R + 20 = 120 3 R2

U3đ = U2B = UCD = I3đR3đ = 8 V; I = rb = 8r = 2 ; I =

Eb R  rb

 R = 10 ; Rt = R – R1 – RCD = 4,5 . b) Ta có: UCD = U2B = U3đ = IRCD = 8 V; I2B = I2 = IB = m=

U 2B 4 = A; R2 B 3

1 A IBt = 0,48 g. F n

c) UAM = VA – VM = VA – VC + VC – VM = UAC + UCM = IR1 + I2R2 = 12,67 V.

4r U2 = 1 ; Rđ = đ = 3 ; 2 Pđ Rđ 2 RB 3 Rđ2 = Rđ + R2 = 6 ; RB3 = RB + R3 = 3 ; RCB = = 2 ; Rđ 2  RB 3 Bài 6. a) Eb = 4e = 6 V; rb =

R = R1 + RCB = 4 ; I =

R  rb

= 1,2 A.

b) UCB = Uđ2 = UB3 = IRCB = 2,4 V; IB3 = IB = I3 =

U B3 = 0,8 A; RB 3

1 A IBt = 0,512 g. F n U c) Iđ2 = Iđ = I2 = đ 2 = 0,4 A; Rđ 2

UMN = VM – VN = VM – VC + VC – VN = - UCM + UCN = - IđRđ + IBRB = - 0,4 V. III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Hạt tải điện trong kim loại là A. ion dương và ion âm. B. electron và ion dương. C. electron tự do. D. electron, ion dương và ion âm. Câu 2. Hạt tải điện trong chất điện phân là A. ion dương và ion âm. B. electron và ion dương. C. electron. D. electron, ion dương và ion âm. Câu 3. Cho dòng điện có cường độ 0,75 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng trong thời gian 16 phút 5 giây. Khối lượng đồng giải phóng ra ở cực âm là A. 0,24 kg. B. 24 g. C. 0,24 g. D. 24 kg. Câu 4. Khi nhiệt độ tăng điện trở của kim loại tăng là do 168

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. số electron tự do trong kim loại tăng. B. số ion dương và ion âm trong kim loại tăng. C. các ion dương và các electron chuyển động hỗn độn hơn. D. sợi dây kim loại nở dài ra. Câu 5. Khi nhiệt độ tăng điện trở của chất điện phân giảm là do A. số electron tự do trong bình điện phân tăng. B. số ion dương và ion âm trong bình điện phân tăng. C. các ion và các electron chuyển động hỗn độn hơn. D. bình điện phân nóng lên nên nở rộng ra. Câu 6. Phát biểu nào dưới đây không đúng? Bán dẫn tinh khiết khác bán dẫn pha lẫn tạp chất ở chổ A. bán dẫn tinh khiết có mật độ electron và lổ trống gần như nhau. B. cùng một nhiệt độ, mật độ hạt mang điện tự do trong bán dẫn tinh khiết ít hơn trong bán dẫn có pha tạp chất. C. điện trở của bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt độ tăng. D. khi thay dổi nhiệt độ điện trở của bán dẫn tinh khiết thay đổi nhanh hơn điện trở của bán dẫn có pha tạp chất. Câu 7. Bản chất của dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời chủ yếu của A. các electron tự do. B. các ion dương và ion âm. C. các ion dương, ion âm và electron tự do. D. các electron tự do và các lỗ trống. Câu 8. Để có được bán dẫn loại n ta phải pha vào bán dẫn tinh khiết silic một ít tạp chất là các nguyên tố A. thuộc nhóm II trong bảng hệ thống tuần hoàn. B. thuộc nhóm III trong bảng hệ thống tuần hoàn. C. thuộc nhóm IV trong bảng hệ thống tuần hoàn. D. thuộc nhóm V trong bảng hệ thống tuần hoàn. Câu 9. Hiện tượng tạo ra hạt tải điện trong dung dịch điện phân A. là kết quả của dòng điện chạy qua chất điện phân. B. là nguyên nhân chuyển động của các phân tử. C. là dòng điện trong chất điện phân. D. cho phép dòng điện chạy qua chất điện phân. Câu 10. Cho dòng điện có cường độ 2 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối đồng có cực dương bằng đồng trong 1 giờ 4 phút 20 giây. Khối lượng đồng bám vào cực âm là A. 2,65 g. B. 6,25 g. C. 2,56 g. D. 5,62 g. Câu 11. Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt tải điện trong chất điện phân là A. do sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điện cực. B. do sự phân li của các phân tử trong dung môi thành các ion. C. do sự trao đổi electron với các điện cực. D. do nhiệt độ của bình điện phân giảm khi có dòng điện chạy qua.

169

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 12. Bóng đèn của tivi hoạt động ở điện áp (hiệu điện thế) 30 kV. Giả thiết rằng electron rời khỏi catôt với vận tốc ban đầu bằng không. Động năng của electron khi chạm vào màn hình là A. 4,8.10-16 J. B. 4,8.10-15 J. C. 8,4.10-16 J. D. 8,4.10-15 J. Câu 13. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chất điện phân A. tăng. B. giảm. C. không đổi. D. có khi tăng có khi giảm. Câu 14. Trong điôt bán dẫn, người ta sử dụng A. hai loại bán dẫn tinh khiết có bản chất khác nhau. B. một bán dẫn tinh khiết và một bán dẫn có pha tạp chất. C. hai loại bán dẫn có pha tạp chất có bản chất khác nhau. D. hai loại bán dẫn có pha tạp chất có bản chất giống nhau. Câu 15. Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt tải điện trong chất khí ở điều kiện thường là A. các electron bứt khỏi các phân tử khí. B. sự ion hóa do va chạm. C. sự ion hoá do các tác nhân đưa vào trong chất khí. D. không cần nguyên nhân nào cả vì đã có sẵn rồi. Câu 16. Chọn câu sai trong các câu sau A. Trong bán dẫn tinh khiết các hạt tải điện cơ bản là các electron và các lỗ trống. B. Trong bán dẫn loại p hạt tải điện cơ bản là lỗ trống. C. Trong bán dẫn loại n hạt tải điện cơ bản là electron. D. Trong bán dẫn loại p hạt tải điện cơ bản là electron. Câu 17. Điều nào sau đây là sai khi nói về lớp chuyển tiếp p-n? Lớp chuyển tiếp p-n A. có điện trở lớn vì ở gần đó có rất ít các hại tải điện tự do. B. dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n. C. dẫn điện tốt theo chiều từ n sang p. D. có tính chất chỉnh lưu. Câu 18. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của A. các ion dương cùng chiều điện trường. B. các ion âm ngược chiều điện trường. C. các electron tự do ngược chiều điện trường. D. các prôtôn cùng chiều điện trường. Câu 19. Nguyên nhân gây ra điện trở của vật dẫn làm bằng kim loại là A. do các electron va chạm với các ion dương ở nút mạng. B. do các electron dịch chuyển quá chậm. C. do các ion dương va chạm với nhau. D. do các nguyên tử kim loại va chạm mạnh với nhau. Câu 20. Trong dung dịch điện phân, các hạt tải điện được tạo thành do A. các electron bứt ra khỏi nguyên tử trung hòa. B. sự phân li các phân tử thành ion. C. các nguyên tử nhận thêm electron. D. sự tái hợp các ion thành phân tử. Câu 21. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng hồ quang điện? 170

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. Hồ quang điện là sự phóng điện tự lực. B. Hồ quang điện là sự phóng điện xảy ra trong chất khí ở áp suất cao. C. Hồ quang điện là hiện tượng phóng điện xảy ra trong chất khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. D. Hồ quang điện là sự phóng điện trong chất khí thường kèm theo sự toả nhiệt và toả sáng rất mạnh. Câu 22. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng mà khi ta hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại (hay hợp kim) A. tăng đến vô cực. B. giảm đến một giá trí khác không. C. giảm đột ngột đến giá trị bằng không. D. không thay đổi. Câu 23. Khi vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn, điện trở của nó A. vô cùng lớn. B. có giá trị âm. C. bằng không. D. có giá trị dương xác định. Câu 24. Chọn câu sai A. Ở điều kiện bình thường, không khí là điện môi. B. Khi bị đốt nóng chất khí trở nên dẫn điện. C. Nhờ tác nhân ion hóa, trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện. D. Khi nhiệt độ hạ đến dưới 0 0C các chất khí dẫn điện tốt. Câu 25. Để có thể tạo ra sự phóng tia lửa điện giữa hai điện cực đặt trong không khí ở điều kiện thường thì A. hiệu điện thế giữa hai điện cực không nhỏ hơn 220 V. B. hai điện cực phải đặt rất gần nhau. C. điện trường giữa hai điện cực phải có cường độ trên 3.106 V/m. D. hai điện cực phải làm bằng kim loại. Câu 26. Khi chất khí bị đốt nóng, các hạt tải điện trong chất khí A. chỉ là ion dương. B. chỉ là electron. C. chỉ là ion âm. D. là electron, ion dương và ion âm. Câu 27. Ở bán dẫn tinh khiết A. số electron tự do luôn nhỏ hơn số lỗ trống. B. số electron tự do luôn lớn hơn số lỗ trống. C. số electron tự do và số lỗ trống bằng nhau. D. tổng số electron và lỗ trống bằng 0. Câu 28. Để tạo ra hồ quang điện giữa hai thanh than, lúc đầu người ta cho hai thanh than tiếp xúc với nhau sau đó tách chúng ra. Việc làm trên nhằm mục đích A. để tạo ra sự phát xạ nhiệt electron. B. để các thanh than nhiễm điện trái dấu. C. để các thanh than trao đổi điện tích. D. để tạo ra hiệu điện thế lớn hơn. Câu 29. Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T được đặt trong không khí ở 200 C, còn mối hàn kia được nung nóng đến 5000 C, suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó là 6 mV. Hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó là A. 125.10-6 V/K. B. 25.10-6 V/K. -7 C. 125.10 V/K. D. 6,25.10-7 V/K. 171

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 30. Lớp chuyển tiếp p - n: A. có điện trở rất nhỏ. B. dẫn điện tốt theo một chiều từ p sang n. C. không cho dòng điện chạy qua. D. chỉ cho dòng điện chạy theo chiều từ n sang p. Câu 31. Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có điện trở 2,5 . Anôt của bình bằng bạc và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân là 10 V. Biết bạc có A = 108 g/mol, có n = 1. Khối lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân sau 16 phút 5 giây là A. 4,32 mg. B. 4,32 g. C. 2,16 mg. D. 2,14 g. Câu 32. Một dây bạch kim ở 200 C có điện trở suất 0 = 10,6.10-8 m. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạch kim là  = 3,9.10-3 K-1. Điện trở suất  của dây dẫn này ở 5000 C là A.  = 31,27.10-8 m. B.  = 20,67.10-8 m. -8 C.  = 30,44.10 m. D.  = 34,28.10-8 m. Câu 33. Một bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat (CuSO4) với anôt bằng đồng. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình này trong khoảng thời gian 30 phút, thì thấy khối lượng đồng bám vào catôt là 1,143 g. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 63,5 g/mol, có hoá trị n = 2. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 1,93 mA. B. 1,93 A. C. 0,965 mA. D. 0,965 A. Câu 34. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt nhiệt điện động T = 65 V/K đặt trong không khí ở 20 0C, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 232 0C. Suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện khi đó là A. 13,00 mV. B. 13,58 mV. C. 13,98 mV. D. 13,78 mV. Câu 35. Tia lửa điện hình thành do A. Catôt bị các ion dương đập vào làm phát ra electron. B. Catôt bị nung nóng phát ra electron. C. Quá trình tao ra hạt tải điện nhờ điện trường mạnh. D. Chất khí bị ion hóa do tác dụng của tác nhân ion hóa. Câu 36. Điện trở suất của vật dẫn phụ thuộc vào A. chiều dài của vật dẫn. B. chiều dài và tiết diện vật dẫn. D. tiết diện của vật dẫn. C. nhiệt độ và bản chất của vật dẫn. Câu 37. Phát biểu nào dưới đây không đúng với kim loại? A. Điện trở suất tăng khi nhiệt độ tăng. B. Hạt tải điện là các ion tự do. C. Khi nhiệt độ không đổi, dòng điện tuân theo định luật Ôm. D. Mật độ hạt tải điện không phụ thuộc vào nhiệt độ. Câu 38. Một bóng đèn sáng bình thường ở hiệu điện thế 220 V thì dây tóc có điện trở xấp xĩ 970 . Hỏi bóng đèn có thể thuộc loại nào dưới đây? A. 220 V - 25 W. B. 220 V - 50 W. C. 220 V - 100 W. D. 220 V - 200 W. Câu 39. Đương lượng điện hóa của niken k = 0,3.10-3 g/C. Một điện lượng 2C chạy qua bình điện phân có anôt bằng niken thì khối lượng của niken bám vào catôt là A. 6.10-3 g. B. 6.10-4 g. C. 1,5.10-3 g. D. 1,5.10-4 g. 172

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 40. Một cặp nhiệt điện có đầu A đặt trong nước đá đang tan, còn đầu B cho vào nước đang sôi, khi đó suất điện động nhiệt điện là 2 mV. Nếu đưa đầu B ra không khí có nhiệt độ 200 C thì suất điện động nhiệt điện bằng bao nhiêu? A. 4.10-3 V. B. 4.10-4 V. C. 10-3 V. D. 10-4 V. Câu 41. Đương lượng điện hóa của đồng là k = 3,3.10-7 kg/C. Muốn cho trên catôt của bình điện phân chứa dung dịch CuSO4, với cực dương bằng đồng xuất hiện 16,5 g đồng thì điện lượng chạy qua bình phải là A. 5.103 C. B. 5.104 C. C. 5.105 C. D. 5.106 C. Câu 42. Đối với dòng điện trong chất khí A. Dòng điện trong chất khi tuân theo định luật Ôm. B. Để có dòng điện trong chất khí thì catôt phải được nung nóng đỏ. C. Có hiện tượng hồ quang khi các ion đến đập vào catôt làm catôt phát ra electron. D. Tia lữa điện là sự phóng điện xảy ra trong chất khí khi có điện trường. Câu 43. Để tiến hành các phép đo cần thiết cho việc xác định đương lượng điện hóa của kim loại nào đó, ta cần phải sử dụng các thiết bị A. cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây. B. cân, vôn kế, đồng hồ bấm giây. C. vôn kế, ôm kế, đồng hồ bấm giây. D. ampe kế, vôn kế, đồng hồ bấm giây. Câu 44. Một thanh kim loại có điện trở 10  khi ở nhiệt độ 200 C, khi nhiệt độ là 1000 C thì điện trở của nó là 12 . Hệ số nhiệt điện trở của kim loại đó là A. 2,5.10-3 K-1. B. 2.10-3 K-1. C. 5.10-3 K-1. D. 10-3 K-1. 0 Câu 45. Ở nhiệt độ 25 C, hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn là 20 V, cường độ dòng điện là 8 A. Khi đèn sáng bình thường, cường độ dòng điện vẫn là 8 A, nhiệt độ của bóng đèn khi đó là 26440 C. Hỏi hiệu điện thế hai đầu bóng đèn lúc đó là bao nhiêu? Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc bóng đèn là 4,2.10-3 K-1. A. 240 V. B. 300 V. C. 250 V. D. 200 V. Câu 46. Lớp chuyển tiếp p-n có tính dẫn điện A. tốt khi dòng điện đi từ n sang p và rất kém khi dòng điện đi từ p sang n. B. tốt khi dòng điện đi từ p sang n và không tốt khi dòng điện đi từ n sang p. C. tốt khi dòng điện đi từ p sang n cũng như khi dòng điện đi từ n sang p. D. không tốt khi dòng điện đi từ p sang n cũng như khi dòng điện đi từ n sang p. Câu 47. Câu nào dưới đây nói về tạp chất đôno và tạp chất axepto trong bán dẫn là không đúng? A. Tạp chất đôno làm tăng các electron dẫn trong bán dẫn tính khiết. B. Tạp chất axepto làm tăng các lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết. C. Tạp chất axepto làm tăng các electron trong bán dẫn tinh khiết. D. Bán dẫn tinh khiết không pha tạp chất thì mật độ electron tự do và các lỗ trống tương đương nhau. Câu 48. Khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở của kim loại A. Tăng khi nhiệt độ giảm. B. Tăng khi nhiệt độ tăng. C. Không đổi khi nhiệt độ thay đổi. D. Tăng hay giảm khi nhiệt độ tăng tuỳ thuộc bản chất kim loại. Câu 49. Một sợi dây đồng có điện trở 75 Ω ở nhiệt độ 500 C. Điện trở của sợi dây đó ở 1000 C là bao nhiêu? Biết hệ số nhiệt điện trở của đồng là α = 0,004 K-1. 173

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. 60 Ω. B. 70 Ω. C. 80 Ω. D. 90 Ω. Câu 50. Một sợi dây đồng có điện trở 37 Ω ở nhiệt độ 500 C. Ở nhiệt độ nào thì diện trở của sợi dây đó 43 Ω? Biết hệ số nhiệt điện trở của đồng là α = 0,004 K-1. A. 750 C. B. 850 C. C. 950 C. D. 1050 C. Câu 51. Một sợi dây dẫn nhôm hình trụ có tiết diện 1,5 mm2 dài 2 m có điện trở 2 Ω. Nếu dây dẫn nhôm đó có tiết diện 0,5 mm2 dài 4 m thì có điện trở A. 1 Ω. B. 6 Ω. C. 12 Ω. D. 18 Ω. Câu 52. Khi cho hai kim loại khác nhau về bản chất tiếp xúc với nhau thì tại chỗ tiếp sẽ có sự khuếch tán A. ion dương từ kim loại này sang kim loại kia. B. ion âm từ kim loại này sang kim loại kia. C. lỗ trống từ kim loại này sang kim loại kia. D. electron tự do từ kim loại này sang kim loại kia. Câu 53. Phát biểu nào sau đây chưa đúng? A. Dòng điện chạy qua kim loại gây ra tác dụng nhiệt. B. Dòng điện chạy qua chất điện phân gây ra tác dụng nhiệt. C. Điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng. D. Điện trở của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng. Câu 54. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện 65 µV/K đặt trong không khí ở 200 C, còn mối kia được nung nóng đến nhiệt độ 2320 C. Suất nhiệt điện của cặp này là A. 1,378 V. B. 13,78 mV. C. 13,8 V. D. 0,378 V. Câu 55. Hai bình điện phân mắc nối tiếp với nhau trong một mạch điện, bình 1 chứa dung dịch CuSO4 có các điện cực bằng đồng, bình 2 chứa dung dịch AgNO3 có các điện cực bằng bạc. Trong cùng một khoảng thời gian nếu lớp bạc bám vào catot của bình thứ 2 là m2 = 41,04g thì khối lượng đồng bám vào catot của bình thứ nhất là bao nhiêu? Biết ACu = 64, nCu = 2, AAg = 108, nAg = 1. A. 12,16 g. B. 6,08 g. C. 24,32 g. D. 18,24 g. Câu 56. Dòng điện trong chất khí A. Có cường độ dòng điện luôn luôn tăng khi hiệu điện thế tăng. B. Luôn tồn tại khi trong chất khí có điện trường. C. Là dòng chuyển dời có hướng của các phân tử, nguyên tử. D. Là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các electron. Câu 57. Trong các hiện tượng sau đây, hiện tượng nào có sự phát xạ nhiệt electron? A. Tia lửa điện. B. Hồ quang điện. C. Sự dẫn điện một chiều của điôt. D. Hiện tượng cực dương tan. Câu 58. Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của chùm tia electron (tia catôt)? A. Có thể làm ion hoá chất khí. B. Có thể xuyên qua các tờ giấy mỏng. C. Bị lệch trong điện trường. D. Không bị lệch trong từ trường. Câu 59. Trong các bán dẫn loại nào thì mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron tự do? A. Bán dẫn tinh khiết. B. Bán dẫn loại p. C. Bán dẫn loại n. D. Bán dẫn có pha tạp chất. 174

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 60. Chọn phát biểu sai khi nói về chất bán dẫn A. Ở nhiệt độ thấp chất bán dấn dẫn điện không tốt. B. Ở nhiệt độ cao chất bán dẫn dẫn điện tương đối tốt. C. Dòng điện trong chất bán dẫn tuân theo định luật Ôm giống kim loại. D. Mật độ lỗ trống và electron tự do trong bán dẫn tinh khiết tương đương nhau. Câu 61. Pin nhiệt điện gồm có hai dây kim loại A. cùng bản chất hàn hai đầu với nhau và hai đầu mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. B. khác bản chất hàn một đầu với nhau và mối hàn được nung nóng hoặc làm lạnh. C. khác bản chất hàn hai đầu với nhau và hai đầu mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. D. cùng bản chất hàn một đầu với nhau và đầu mối hàn được nung nóng hoặc làm lạnh. Câu 62. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng khi nhiệt độ A. hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị bằng không. B. hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại tăng đột ngột đến giá trị khác không. C. tăng tới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị bằng không. D. tăng tới dưới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Câu 63. Một sợi dây đồng có điện trở 74 Ω ở 500 C. Điện trở của sợi dây đó ở 1000 C là bao nhiêu biết hệ số nhiệt điện trở là α = 4.10–4 K–1. A. 74,5 Ω. B. 76,5 Ω. C. 75,5 Ω. D. 77,0 Ω. Câu 64. Một bóng đèn ở 00 C có điện trở 250 Ω, ở 12500 C có điện trở 255 Ω. Điện trở dây tóc bóng đèn ở 250 C là A. 250,1 Ω. B. 251,2 Ω. C. 250,5 Ω. D. 251,0 Ω. Câu 65. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Dòng điện trong dây dẫn kim loại có tác dụng nhiệt. B. Hạt tải điện trong kim loại là các ion. C. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. D. Điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng. Câu 66. Khi nhúng một đầu của cặp nhiệt điện vào nước đá đang tan, đầu kia vào nước đang sôi thì suất nhiệt điện của cặp là 0,860 mV. Hệ số nhiệt điện động của cặp này là A. 6,8 µV/K. B. 8,6 µV/K. C. 6,8 V/K D. 8,6 V/K. E 0,86.10 3 Câu 66. T = = 0,86.10-5 (V/K). Đáp án B.  T2  T1 373  173 Câu 67. Dùng một cặp nhiệt điện sắt – Niken có hệ số nhiệt điện động là 32,4 µV/K có điện trở trong r = 1 Ω làm nguồn điện nối với điện trở R = 19 Ω thành mạch kín. Nhúng một đầu vào nước đá đang tan, đầu kia vào hơi nước đang sôi. Cường độ dòng điện qua điện trở R là 175

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. 1,62 mA. B. 3,24 mA. C. 0,162 A. D. 0,324 A. Câu 68. Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có anôt bằng bạc, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là 5 A. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là 108 g/mol, có hoá trị 1. Lượng bạc bám vào cực âm của bình điện phân trong 2 giờ là A. 40,29 g. B. 40,29 mg. C. 42,9 g. D. 42,9 mg. Câu 69. Bình điện phân có anốt làm bằng kim loại của chất điện phân có hóa trị 2. Cho dòng điện 0,2 A chạy qua bình trong 16 phút 5 giây thì có 64 mg chất thoát ra ở điện cực. Kim loại dùng làm anot của bình điện phân là A. Ni. B. Fe. C. Cu. D. Zn. Câu 70. Hai bình điện phân mắc nối tiếp với nhau trong một mạch điện, bình (1) chứa dung dịch CuSO4 có các điện cực bằng đồng, bình (2) chứa dung dịch AgNO3 có các điện cực bằng bạc. Trong cùng một khoảng thời gian nếu lớp bạc bám vào catot của bình (2) là m2 = 41,04 g thì khối lượng đồng bám vào catôt của bình (1) là bao nhiêu? Biết A1 = 64, n1 = 2, A2 = 108, n2 = 1. A. 12,16 g. B. 6,08 g. C. 24,32 g. D. 18,24 g. Câu 71. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân A. dung dịch muối của kim loại có anốt làm bằng kim loại khác. B. dung dịch axit có anốt làm làm bằng kim loại. C. dung dịch muối của kim loại có anốt làm bằng kim loại đó. D. dung dịch muối, axit, bazơ có anốt làm bằng kim loại. Câu 72. Do nguyên nhân nào mà độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng? A. chuyển động nhiệt của các phân tử tăng làm khả năng phân ly thành ion tăng. B. độ nhớt của dung dịch giảm làm các ion chuyển động dễ dàng hơn. C. điện cực bức xạ electron nhiệt vào trong dung dịch. D. các chất khí tan tốt vào trong dung dịch khi nhiệt độ tăng. Câu 73. Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của A. các electron theo chiều điện trường. B. các ion dương theo chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường. C. các ion dương theo chiều điện trường, ion âm và electron ngược chiều điện trường. D. các ion dương ngược chiều điện trường, ion âm và electron theo chiều điện trường. Câu 74. Dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và electron tự do là dòng điện trong A. chất khí. B. chất bán dẫn. C. kim loại D. chất điện phân. Câu 75. Chọn câu phát biểu sai khi nói về tính chất điện của bán dẫn A. Điện trở suất ρ của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi. B. Điện trở suất ρ của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng. C. Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc rất mạnh vào các tạp chất có mặt trong tinh thể. D. Điện trở của chất bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt độ tăng. Câu 76. Chọn câu phát biểu sai khi nói về chất bán dẫn 176

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. Bán dẫn có mật độ electron cao hơn mật độ lỗ trống thì nó là bán dẫn loại n. B. Bán dẫn có mật độ lỗ trống cao hơn mật độ electron thì nó là bán dẫn loại p. C. Bán dẫn có mật độ lỗ trống bằng mật độ electron thì nó là bán dẫn tinh khiết. D. Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các ion. Câu 77. Điốt chỉnh lưu bán dẫn A. có lớp tiếp xúc p–n chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều từ p sang n. B. có lớp tiếp xúc p–n chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều từ n sang p. C. nối cực dương của nguồn với n, cực âm nguồn với p, thì cho dòng điện thuận. D. cho dòng điện chạy qua theo cả hai chiều đều tốt. Câu 78. Bán dẫn có mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron tự do là bán dẫn A. tinh khiết. B. loại p. C. loại n. D. loại p hoặc n Câu 79. Một bóng đèn dây tóc loại 6 V – 2,4 W. Số electron chạy qua tiết diện thẳng của dây tóc khi đèn sáng bình thường trong thời gian 4 phút là A. 375.1017. B. 600.1018. C. 425.1018. D. 50.1019. Câu 80. Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 với cực dương bằng đồng được nối vào hiệu điện thế một chiều U = 3 V. Sau 16 phút 5 giây khối lượng của catôt tăng thêm 6,36 mg. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là 64 g/mol, có hoá trị 2. Điện trở của bình điện phân là A. 150 . B. 15 . C. 300 . D. 60 . Câu 81. Chọn câu sai khi nói về hồ quang điện, A. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực. B. Hồ quang điện là sự phóng điện trong chất khí ở áp suất cao. C. Hồ quang điện là sự phóng điện trong chất khí ở điều kiện thường. D. Hồ quang điện có thể kèm theo toả nhiệt và toả sáng rất mạnh. Câu 82. Một bóng đèn dây tóc loại 220 V – 100 W khi sáng bình thường ở nhiệt độ dây tóc là 20000 C. Biết dây tóc bóng đèn làm bằng vônfram có hệ số nhiệt điện trở  = 4,5.10-3 K-1. Điện trở của dây tóc bóng đèn khi không thắp sáng ở 200 C là A. 480 (). B. 84,8 (). C. 48,8 (). D. 88 (). Câu 83. Một sợi dây đồng có điện trở 50  ở 200 C. Hệ số nhiết điện trở của đồng là  = 4,3.10-3 K-1. Điện trở của sợi dây đồng đó ở 400 C là A. 54,3 (). B. 45,3 (). C. 64,3 (). D. 74,1 (). Câu 84. Một sợi dây nhôm có điện trở 122  ở 500 C. Hệ số nhiết điện trở của nhôm là  = 4,4.10-3 K-1. Điện trở của sợi dây nhôm đó ở 00 C là A. 75 (). B. 86 (). C. 90 (). D. 100 (). Câu 85. Một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T = 65.10-6 V/K. Một mối hàn của cặp nhiệt điện này đặt trong không khí ở nhiệt độ 200 C, mối hàn còn lại nung lên đến nhiệt độ 2320 C. Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện này là A. 1,378 V. B. 0,1378 V. C. 13,78 mV. D. 1,378 mV. Câu 86. Một cặp nhiệt điện có một mối hàn của cặp nhiệt điện này đặt trong không khí ở nhiệt độ 200 C, mối hàn còn lại nung lên đến nhiệt độ 8200 C thì cặp nhiệt điện này có suất điện động nhiệt điện 0,2 V. Hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện này là A. 25 mV/K. B. 25 V/K. C. 52 mV/K. D. 52 V/K. 177

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 87. Dùng một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động T = 42,5 V/K nối với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy của thiếc. Một mối hàn của cặp nhiệt điện được nhúng vào nước đá đang tan, mối hàn còn lại nhúng vào thiếc đang nóng chảy. Khi đó milivôn kế chỉ 10,03 mV. Nhiệt độ nóng chảy của thiếc là A. 5090 C. B. 2360 C. C. 6320 C. D. 5260 C. Câu 88. Suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện phụ thuộc vào A. Nhiệt độ mối hàn. B. Sự chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn. C. Bản chất của hai kim loại. D. Bản chất của hai kim loại và sự chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn. Câu 89. Một bóng đèn dây tóc ở 270 C có điện trở 45 Ω, ở 21230 C có điện trở 360 Ω. Hệ số nhiệt điện trở của dây tóc bóng đèn là A. 3,34.10-3 K-1. B. 4,33.10-3 K-1. C. 3,34.10-4 K-1. D. 4,34.10-4 K-1. Câu 90. Chọn phát biểu sai khi nói về dòng điện trong chất khí A. Ở điều kiện thường không khí không dẫn điện. B. Khi bị đốt nóng không khí có thể dẫn điện được. C. Không khí có thể dẫn điện tốt với điều kiện độ ẩm của không khí không cao. D. Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm. Câu 91. Chọn phát biểu sai khi nói về chất bán dẫn A. Ở nhiệt độ thấp chất bán dẫn gần như không dẫn điện. B. Ở nhiệt độ cao chất bán dẫn dẫn điện khá tốt. C. Ở nhiệt độ cao trong chất bán dẫn tinh khiết xuất hiện nhiều electron tự do và nhiều lỗ trống, D. Dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết tuân theo định luật Ôm. Câu 92. Khi pha thêm một ít tạp chất có số electron ở lớp ngoài cùng là 3 electron vào chất bán đẫn có số electron ở lớp ngoài cùng là 4 ta được A. bán dẫn loại p. B. bán dẫn loại n. C. cả hai loại bán dẫn p và n. D. bán dẫn tinh khiết. Câu 93. Các kim loại đều A. dẫn điện tốt, có điện trở suất không đổi. B. dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ. C. dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất thay đổi. D. dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi như nhau theo nhiệt độ. Câu 94. Bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat (AgNO3) có cực dương bằng bạc. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là 108 g/mol, có hoá trị 1. Sau thời gian điện phân 5 phút có 316 mg bạc bám vào catôt của bình điện phân này. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 0,49 A. B. 0,94 A. C. 1,94 A. D. 1,49 A. Câu 95. Khi điện phân dung dịch nhôm oxit Al2O3 nóng chảy, người ta cho dòng điện cường độ 20 kA chạy qua dung dịch này. Biết nhôm có khối lượng mol nguyên tử là 27 g/mol, có hoá trị 3. Xách định thời gian điện phân để thu được một tấn nhôm. A. 194 h. B. 491 h. C. 149 h. D. 419 h.

178

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 96. Khi cho dòng điện chạy qua một sợi dây thép thì nhiệt độ của sợi dây này tăng thêm 2500 C và điện trở của nó tăng gấp đôi. Hệ số nhiệt điện trở của sợi dây thép này là A. 4.10-4 K-1. B. 5.10-4 K-1. C. 5.10-3 K-1. D. 4.10-3 K-1. Câu 97. Một bóng đèn 6 V – 5 A được nối với hai cực của một nguồn điện. Ở 200 C, khi hiệu điện thế giữa hai cực của đèn là 36 mV thì cường độ dòng điện qua nó là 50 mA. Biết hệ số nhiệt điện trở của dây tóc đèn là 4,5.10-4 K-1. Nhiệt độ của dây tóc đèn khi được thắp sáng bình thường là A. 15010 C. B. 20510 C. C. 25010 C. D. 20010 C. Câu 98. Điện trở của một thanh than chì giảm từ 6  xuống còn 4  khi nhiệt độ của nó tăng từ 500 C lên đến 5500 C. Hệ số nhiệt điện trở của than chì là A. 0,001 K-1. B. - 0,001 K-1. C. 0,002 K-1. D. - 0,002 K-1. Câu 99. Nối cặp nhiệt điện có điện trở 0,8  với một điện kế có điện trở 20  thành một mạch kín. Nhúng một mối hàn của cặp nhiệt điện này vào nước đá đang tan và đưa mối hàn còn lại vào trong lò điện. Khi đó điện kế chỉ 1,6 mA. Biết hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 52 V/K. Nhiệt độ bên trong lò điện là A. 9130 C. B. 8130 C. C. 6400 C. D. 5400 C. * Đáp án và giải chi tiết. Đáp án 1C. 2A. 3C. 4C. 5B. 6C. 7C. 8D. 9D. 10C. 11B. 12B. 13B. 14C. 15C. 16D. 17C. 18C. 19A. 20B. 21B. 22C. 23C. 24D. 25C. 26D. 27C. 28A. 29C. 30B. 31B. 32C. 33B. 34D. 35C. 36C. 37B. 38B. 39B. 40B. 41B. 42C. 43A. 44A. 45A. 46B. 47C.48 B. 49D. 50A. 51C. 52D. 53D. 54B. 55A. 56D. 57B. 58D. 59B. 60C. 61C. 62A. 63C. 64A. 65B. 66B. 67A. 68A. 69C. 70A. 71C. 72A. 73C. 74A. 75D. 76D. 77A. 78B. 79B. 80A. 81B. 82C. 83A. 84D. 85C. 86A. 87B. 88D. 89A. 90C. 91D. 92A. 93B. 94B. 95C. 96D. 97A. 98B. 99C. Giải chi tiết Câu 1. Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Đáp án C. Câu 2. Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và ion âm. Đáp án A. 1 64 . .0,75.(16.60 + 5) = 0,24 (g). Đáp án C. Câu 3. m = 96500 2 Câu 4. Khi nhiệt độ tăng thì các ion dương ở nút mạng và các electron tự do chuyển động nhiệt hỗn độn hơn nên cản trở dòng điện nhiều hơn. Đáp án C. Câu 5. Khi nhiệt độ tăng thì các phân tử bị phân li nhiều hơn, các ion dương, ion âm tăng nên khả năng dẫn điện của chất điện phân tăng. Đáp án B. Câu 6. Điện trở của bán dẫn tinh khiết giảm khi nhiệt độ tăng. Đáp án C. Câu 7. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của ion dương cùng chiều điện trường, ion âm và electron tự do ngược chiều điện trường. Đáp án C. Câu 8. Khi pha tạp chất thuộc nhóm V (có 5 electron ở lớp ngoài cùng) vào bán dẫn tinh khiết silic (nhóm IV) thì sẽ xuất hiện nhiều electron tự do. Đó là bán dẫn loại n. Đáp án D. 179

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 9. Các ion dương, ion âm tạo ra trong dung dịch điện phân cho phép dòng điện chạy qua chất điện phân. Đáp án D. 1 64 . .2.(1.3600 + 4.60 + 20) = 2,56 (g). Đáp án C. Câu 10. m = 96500 2 Câu 11. Các ion dương và ion âm được tạo ra trong chất điện môi là do sự phân li của các phân tử trong dung môi. Đáp án B. Câu 12. Wđ = eU = 1,6.10-19.30.103 = 4,8.10-15 (J). Đáp án B. Câu 13. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chất điện phân giảm. Đáp án B. Câu 14. Điôt bán dẫn là dụng cụ bán dẫn có một lớp tiếp xúc p-n. Đáp án C. Câu 15. Để tạo ra hạt tải điện trong chất khí ở điều kiện thường thì cần dùng tác nhân ion hoá. Đáp án C. Câu 16. bán dẫn loại p là bán dẫn có các hạt tải điện chủ yếu là các lỗ trống. Đáp án D. Câu 17. Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo chiều từ n sang p. Đáp án C. Câu 18. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường. Đáp án C. Câu 19. Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là do các electron tự do khi chuyển động có hướng va chạm với các ion dương ở nút mạng. Đáp án A. Câu 20. Hạt tải điện được tạo thành trong chất điện phân là do các phân tử phân li thành các ion dương và ion âm. Đáp án B. Câu 21. Hồ quang điện là hiện tượng phóng điện xảy ra trong không khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. Đáp án B. Câu 22. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng khi nhiệt độ hạ thấp đến một giới hạn nào đó thì điện trở của kim loại hoặc hợp kim giảm đến bằng không. Đáp án C. Câu 23. Khi ở trạng thái siêu dẫn điện trở của vật dẫn bằng không. Đáp án C. Câu 24. Ở điều kiện nhiệt độ thấp, chất khí gần như không dẫn điện. Đáp án D. Câu 25. Sự phóng điện thành tia xảy ra trong không khí ở điều kiện thường khi cường độ điện trường lên đến trên 3.106 V/m. Đáp án C. Câu 26. Khi chất khí bị đốt nóng, trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện là các ion dương, ion âm và các electron tự do. Đáp án D. Câu 27. Ở bán dẫn tinh khiết số electron và số lỗ trống bằng nhau. Đáp án C. Câu 28. Cho hai thanh than tiếp xúc với nhau để dòng điện nung nóng lớp khí giữa hai thanh than tạo ra sự phát xạ nhiệt electron. Đáp án A. E 6.10 3 Câu 29. T = = 1,25.10-5 (V/K). Đáp án C.  T2  T1 773  293 Câu 30. Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n. Đáp án B. 1 108 10 . . Câu 31. m = .(16.60 + 5) = 4,32 (g). Đáp án B. 96500 1 2,5 Câu 32.  = 0(1 + (t – t0)) = 10,6.10-8.(1 + 3,9.10-3(500 – 20)) = 30,44.10-8 (m). Đáp án C. n 2 Câu 33. I = m.F. = 1,143.96500. = 0,193 (A). Đáp án B. A.t 63,5.30.60 180

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 34. E = T(T1 – T1) = 65.10-6.(505 – 293) = 0,01378 (V). Đáp án D. Câu 35. Tia lửa điện là sự phóng điện trong không khí ở điều kiện thường khi cường độ điện trường trong không khí lên đến 3.106 V/m. Đáp án C. Câu 36. Điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của vật dẫn. Đáp án C. Câu 37. Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Đáp án B. U 2 2202  Câu 38. P = = 49,9 (W). Đáp án B. R 970 Câu 39. m = kq = 0,3.10-3.2 = 6.10-4 (g). Đáp án B. T' T 3 20  0 Câu 40. E’ = E. 2 1  2.10 . = 4.10-4 (V). Đáp án B. T2  T1 100  0

16,5.103 m Câu 41. q = = = 5.10-4 (C). Đáp án B. k 3,3.107 Câu 42. Hồ quang điện được duy trì khi các ion đến đập vào catôt phải làm catôt phát ra các electron. Đáp án C. Câu 43. Đo khối lượng bằng cân, đo cường độ dòng điện bằng ampe kế, đo thời gian bằng đồng hồ. Đáp án A. R 12 1 1 R0  10 Câu 44. T = = 25.10-3 (K-1). Đáp án A. t  t0 100  20 Câu 45. U = I.R0(1 + (t – t0)) = U0(1 + (t – t0)) = 20.(1 + 4,2.10-3.(2644 – 25)) = 240 (V). Đáp án A. Câu 46. Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo chiều từ p sang n và dẫn điện không tốt theo chiều từ n sang p. Đáp án B. Câu 47. Tạp chất đôno (tạp chất cho) làm tăng các electron trong bán dẫn tinh khiết, tạp chất axepto (tạp chất nhận) làm tăng các lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết. Đáp án C. Câu 48. Điện trở của kim loại tăng khi hiệt độ tăng. Đáp án B. Câu 49. R = R0(1 + α(t – t0)) = 75(1 + 0,004(100 – 50)) = 90 (Ω). Đáp án D. 44  40 R  R0 Câu 50. t = + t0 = + 50 = 750 C. Đáp án A. 40.0,004 R0 .

l Sl 1,5.4  R2 = R1. 1 2  2. = 12 (Ω). Đáp án C. S S2 l1 0,5.2 Câu 52. Các electron tự do sẽ khuếch tán từ kim loại có mật độ electron tự do lớn sang kim loại có mật độ electron tự do bé hơn. Đáp án D. Câu 53. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chất điện phân giảm. Đáp án D. Câu 54. E = T(T2 = T1) = 65.10-6(505 – 293) = 0,01378 (V). Đáp án B. Câu 51. R = 

181

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 55. m =

A .n 1 A 64.1 . .I.t  m1 = m2 Cu Ag  41,04. = 12,16 (g). Đáp án A F n AAg .nCu 108.2

Câu 56. Bản chất của dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường, ion âm và electron tự do theo chiều ngược chiều điện trường. Đáp án D. Câu 57. Để có hồ quang điện thì catôt phải phát ra các electron nhờ sự phát xạ nhiệt electron. Đáp án B. Câu 58. Tia catôt là chùm electron chuyển động có hướng nên bị lệch trong điện trường và trong từ trường. Đáp án D. Câu 59. Bán dẫn loại p là bán dẫn mà hạt tải điện chủ yếu là các lỗ trống. Đáp án B. Câu 60. Đường đặc trưng vôn – ampe của dòng điện trong chất bán dẫn không phải là đường thẳng. Đáp án C. Câu 61. Pin nhiệt điện gồm có hai dây kim loại khác bản chất hàn hai đầu với nhau và hai đầu mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau. Đáp án C. Câu 62. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Đáp án A. Câu 63. R = R0(1 + (t – t0)) = 74(1 + 4.10-4.(100 – 50) = 75,48 (Ω). Đáp án C. R1  R0 255  250 Câu 64.  = = 1,6.10-5 (K-1);  R0 (t1  t0 ) 250(1250  0) R2 = R0(1 + (t2 – t0)) = 250(1 + 1,6.10-5.(25 – 0) = 250,1 (Ω). Đáp án A. Câu 65. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Đáp án B. E 0,86.10 3 Câu 66. T = = 0,86.10-5 (V/K). Đáp án B.  T2  T1 373  173 Câu 67. E = T(T2 – T1) = 32,4.10-6.(373 – 273) = 32,4.10-4 (V);

32,4.104 16,2.10-4 (A). Đáp án A. Rr 19  1 1 A 1 108 It  .5.2.3600 = 40,29 (g). Đáp án A. Câu 68. m = F n 96500 1



mFn 64.103.96500.2 1 A  It  A = Câu 69. m = = 64. Đáp án C. It 0,2.(16.60  5) F n 1 A1 It m1 F n1 An An 64.1   1 2  m1 = m2 1 2  41,04. Câu 70. = 12,16 (g). m2 1 A2 A2 n1 A2 n1 108.2 It F n2 Đáp án A. Câu 71. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân dung dịch muối của kim loại có anốt làm bằng kim loại đó. Đáp án C.

182

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 72. Nhiệt độ tăng thì khả năng phân li của phân tử thành ion tăng làm tăng hạt dẫn điện trong chất điện phân. Đáp án A. Câu 73. Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường, ion âm và electron ngược chiều điện trường. Đáp án B. Câu 74. Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường, ion âm và electron ngược chiều điện trường. Đáp án A. Câu 75. Điện trở của chất bán dẫn tinh khiết giảm khi nhiệt độ tăng. Đáp án D. Câu 76. Chọn câu phát biểu sai khi nói về chất bán dẫn. D. Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các ion.Đáp án D. Câu 77. Điốt bán dẫn cho dòng điện đi qua theo một chiều từ p đến n. Đáp án A. Câu 78. Bán dẫn có mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron là bán dẫn loại p. Đáp án B. P 2,4  Câu 79. I = = 0,4 (A); q = I.t = 0,4.4.60 = 96 (C); U 6 q 9,6 n=  = 6.1020. Đáp án B. e 1,6.10 19 Câu 80. I =

mFn 6,36.103.96500.2 U 3  = 0,02 (A); R = = 150 ().  A.t 64.(16.60  5) I 0,02

Đáp án A. Câu 81. Hồ quang điện là sự phóng điện trong chất khí ở điều kiện thường giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn lắm và thường kèm theo sự toả nhiệt và toả sáng rất mạnh. Đáp án B. U 2 2202  Câu 82. Khi thắp sáng: R = = 484 (). P 100 R 484 Khi không thắp sáng: R0 = = 48,8 (). Đáp án C.  3 1   (t  t0 ) 1  4,5.10 .(2000  20) Câu 83. R = R0(1 + (t – t0)) = 50(1 + 4,3.10-3(40 – 20)) = 54,3 (). Đáp án A. Câu 84. R0 =

R 122 = 100 (). Đáp án D.  1   (t  t0 ) 1  4,4.103.(50  0)

Câu 85. E = T.(T2 – T1) = 65.10-6.(505 – 293) = 0,01378 (V). Đáp án C. Câu 86. T =

E T2  T1



0,2 = 2,5.10-4 V/K. Đáp án A. 1093  293

E 10,03.10 3  T1   273 = 509 (K) = 2360 C. Đáp án B. T 42,5.10 6 Câu 88. Suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện phụ thuộc vào bản chất của hai kim loại và sự chênh lệch nhiệt độ của hai mối hàn. Đáp án D. Câu 87. T2 =

Câu 89.  =

R  R0 360  45 = 3,34.10-3 (K-1). Đáp án A.  R0 (t  t0 ) 45.(2123  27)

183

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 90. Không khí khô (độ ẩm thấp) là chất cách điện. Đáp án C. Câu 91. Dòng điện trong chất bán dẫn không tuân theo định luật Ôm. Đáp án D. Câu 92. Khi pha thêm một ít tạp chất thuộc phân nhóm III vào chất bán dẫn thuộc phân nhóm IV ta được bán dẫn loại p. Đáp án A. Câu 93. Các kim loại dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ. Đáp án B. mFn 316.10 3.96500.1  Câu 94. I = = 0,94 (A). Đáp án B. A.t 108.5.60 mFn 106.96500.3 Câu 95. t = = 536111 (s) = 149 (h). Đáp án C.  A.I 27.2.10 4 R  R0 2 R  R0 1 1 Câu 96.  = = 0,004 (K-1). Đáp án D.  0   R.(t  t0 ) R0 . t t 250 Câu 97. R0 = t=

U 6 U 0 36.10 3 = 0,72 (); R =  = 1,2 ();  3 I 5 I 0 50.10

R  R0 1,2  0,72  t0   20 = 1501 (0C). Đáp án A. R0 0,72.4,5.10 4

Câu 98.  =

R  R0 46 = - 0,001 (K-1). Đáp án B.  R.(t  t0 ) 4.(550  50)

Câu 99. E = I.(R + r) = 1,6.10-3.(20 + 0,8) = 33,3.10-3 (V); T2 =

E 33,3.10 3  T1   273 = 913 (K) = 640 (0C). Đáp án C. T 52.10 6

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,9  để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương bằng kẻm, có điện trở R = 3,6 . Hỏi phải mắc hỗn hợp đối xứng bộ nguồn như thế nào để dòng điện qua bình điện phân là lớn nhất. Tính lượng kẻm bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết kẽm có khối lượng mol nguyên tử là A = 65 g/mol và có hoá trị n = 2. Bài 2. Cho điện như hình vẽ.

184

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trong đó bộ nguồn có n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,5 . Mạch ngoài gồm các điện trở R1 = 20 ; R2 = 9 ; R3 = 2 ; đèn Đ loại 3V - 3W; Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực đương bằng bạc. Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn, ampe kế A1 chỉ 0,6 A, ampe kế A2 chỉ 0,4 A. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol và có hoá trị n = 1.Tính: a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân. b) Số pin và công suất của bộ nguồn. c) Số chỉ của vôn kế. d) Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau 32 phút 10 giây. e) Đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao? Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 13,5 V, r = 1 , R1 = 3 , R2 = R3 = 4 , Rp là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 với cực dương bằng đồng. Điện trở của ampe kế và của dây nối không đáng kể. Sau 16 phút 5 giây điện phân, khối lượng đồng được giải phóng ở catôt là 0,48 g. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol và có hoá trị n = 2. Tính: a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân. b) Điện trở của bình điện phân. c) Số chỉ của ampe kế. d) Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài. Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E1 = 24 V, E2 = 12 V, r1 = r2 = 2 , đèn Đ loại 6 V – 3 W, R1 = R2 = 3 , tụ điệnk C có điện dung C = 2 F, Rt là biến trở, Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 với cực dương bằng bạc. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol và có hoá trị n = 1. Điều chỉnh biến trở Rt để đèn Đ sáng bình thường thì sau 32 phút 10 giây điện phân lượng bạc bám vào ca tôt của bình điện phân là 32 gam. Tính: a) Điện trở của Rp của bình điện phân. 185

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Điện trở Rt của biến trở tham gia trong mạch. c) Điện tích của tụ điện. d) Giá trị của Rt để công suất tiêu thụ trên mạch ngoài đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài 5. Mạch điện gồm một nguồn E = 150 V, r = 2 , một đèn Đ có công suất định mức 180 W và một biến trở Rt mắc nối tiếp với nhau. a) Khi Rt = 18  thì đèn sáng bình thường. Tìm hiệu điện thế định mức của đèn. b) Mắc song song với đèn Đ một đèn giống với nó. Tìm Rt để hai đèn sáng bình thường. c) Với nguồn trên, có thể thắp sáng tối đa bao nhiêu đèn giống như Đ. Hiệu suất của nguồn khi đó là bao nhiêu? * Hướng dẫn giải.

36 nguồn. Khi đó: x Eb 54 36 54 yr 32,4 E b = ye = .1,5 = ; rb = = ;I= = . 2 32,4 R  rb x x x x 3,6 x  x

Bài 1. Gọi x là số nhánh thì mỗi nhánh sẽ có y =

32,4  x = 3. x Vậy phải mắc thành 3 nhánh, mỗi nhánh có 12 nguồn mắc nối tiếp.

Để I = Imax thì 3,6x =

Khi đó Imax = 2,5 A; m = Bài 2. a) Ta có: Rđ =

1 A It = 3,25 g. F n

U đ2 = 3 ; R2đ = R2 + Rđ = 12 ; Pđ

U2đ = U3p = UCB = IA2.R2đ = 4,8 V; I3p = I3 = Ip = IA1 – IA2 = 0,2 A; R3p =

U3p I3 p

= 24 ; Rp = R3p – R3 = 22 .

b) Điện trở mạch ngoài: R = R1 + RCB = R1 + I=

U CB = 28 ; I

ne  16,8 + 0,3n = 1,5n  n = 14 nguồn; R  nr

Công suất của bộ nguồn: Png = Ieb = Ine = 12,6 W. c) Số chỉ vôn kế: UV = UN = IR = 16,8 V. d) Khối lượng bạc giải phóng: m = e) Iđ = IA2 = 0,4 A < Iđm =

1 A Ipt = 0,432 g. F n

Pđ = 1 A; đèn sáng yếu hơn mức bình thường. Uđ 186

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân: mFn 0,48.96500.2 1 A  Ta có: m = Ipt  Ip = = 1,5 (A). At 64.(16.60  5) F n b) Điện trở của bình điện phân: Vì điện trở của ampe kế không đáng kể nên mạch ngoài có: (Rp nt (R2 // R3))//R1. R2 R3 R23 = = 2 ; UAB = U1 = Up23 = Ip(Rp + R23) = 1,5(Rp + 2) = 1,5Rp + 3; R2  R3 I1 =

U1 1,5Rp  3 = = 0,5Rp + 1; I = I1 + I2 = 0,5Rp + 1 + 1,5 = 0,5Rp + 2,5; 3 R1

UAB = E – Ir  1,5Rp + 3 = 13,5 – (0,5Rp + 2,5).1  Rp = 4 . c) Số chỉ của ampe kế: U 9 Ta có: U1 = 1,5Rp + 3 = 1,5.4 + 3 = 9 (V); I1 = 1 = = 3 (A); 3 R1 U23 = U2 = U3 = IpR23 = 1,5.2 = 3 (V); I2 =

U2 3  = 0,75 (A); R2 4

IA = I1 + I2 = 3 + 0,75 = 3,75 (A). d) Công suất mạch ngoài: UN = UAB = U1 = 9 V; I = I1 + Ip = 3 + 1,5 = 4,5 (A); P = UN.I = 9.4,5 = 40,5 (W). U 2 62 Bài 4. Điện trở của đèn: RĐ = Ñ  = 12 (). PÑ 3 Cường độ dòng điện định mức của bóng đèn: Iđm =

PÑ 3  = 0,5 (A). UÑ 6

Hiệu điện thế: UAB = U2p = U1Đ = Iđm.(RĐ + R1) = 0,5.(12 + 3) = 7,5 (V). a) Điện trở của bình điện phân: mFn 4,32.96500.1 1 A  Ta có: m = Ipt  Ip = = 2 (A). At 108.(32.60  10) F n R2p = R2 + Rp =

U2 p Ip



7,5 = 3,75 ()  Rp = 0,75 . 2

b) Điện trở của biến trở tham gia trong mạch:

187

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta có: RAB =

(R Ñ  R1 )( Rp  R2 ) RÑ  R1  Rp  R2



(12  3)(0,75  3) = 3 (); 12  3  0,75  3

I = IĐ + Ip = 0,5 + 2 = 2,5 (A); E E 2 24  12  r1  r2   2  2 = 10,4 () RN = Rt + RAB = 1 I 2,5  Rt = 10,4 – 3 = 7,4 (). c) Điện tích của tụ điện: Ta có: UMN = VM – VN = VM – VA + VA – VN = - UĐ + Up = - 6 + 2.0,75 = - 4,5 (V); Hiệu điện thế giữa hai bản tụ: U = UNM = - UMN = 4,5 V; Điện tích của tụ điện: q = CU = 2.10-6.4,5 = 9.10-6 (C). d) Giá trị của Rt tham gia trong mạch để công suất của mạch đạt cực đại: 36 RN E 1 E 2 36 .RN   Ta có: PN = IRN = ; 4 RN  r1  r2 RN  4 1 RN Để PN đạt giá trị cực đại thì (1 + Côsi thì (1 +

4 ) phải có giá trị cực tiểu. Theo bất đẵng thức RN

4 4 ) cực tiểu khi 1 =  RN = 4 () RN RN

 Rt = RN – RAB = 4 – 3 = 1 (); Công suất mạch ngoài cực đại khi đó: 36 Pnmax = = 18 (W). 4 1 4 Bài 5. a) Hiệu điện thế định mức của đèn: E 150 150 150 RÑ   Ta có: I = ; UĐ = I.RĐ = ; Rt  RÑ  r 18  RÑ  2 20  RÑ 20  RÑ UĐ = P  I

150 RÑ 2 180 = 24 + 1,2RĐ =  1,2R Ñ - 102RĐ + 108 = 0 20  R 150 Ñ 20  RÑ

 RĐ = 80  hoặc RĐ = 5   UĐ = 120 V hoặc UĐ = 30 V. b) Tìm Rt để hai đèn sáng bình thường: P 180 * Khi UĐ = 120 V: IĐ =  = 1,5 (A); I = 2.IĐ = 2.1,5 = 3 (A); U 120 UN = Ut + UĐ = E – Ir = 150 – 3.2 = 144 (V)  Ut = UN – UĐ = 144 – 120 = 24 (V)

188

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ut 24  = 8 (). I 3 P 180 * Khi UĐ = 30 V: IĐ =  = 6 (A); I = 2.IĐ = 2.6 = 12 (A); U 30

 Rt =

UN = Ut + UĐ = E – Ir = 150 – 12.2 = 126 (V)  Ut = UN – UĐ = 126 – 30 = 96 (V) Ut 96  = 8 (). I 12 c) Số đèn tối đa có thể thắp sáng: P 180 * Với đèn có UĐ = 120 V: IĐ =  = 1,5 (A); I = n.IĐ = 1,5n. U 120

 Rt =

I = 1,5n =

Rt 

RÑ r n

 E = 1,5.n.Rt + 1,5.RĐ + 1,5.n.r  n =

 n = nmax khi Rt = 0 và nmax =

E  1,5.RÑ

1,5( Rt  r )

150  1,5.80 U 120 = 10. Hiệu suất khi đó: H =  = 1,5.2 E 150

0,8 = 80%. * Với đèn có UĐ = 30 V: IĐ =

P 180  = 6 (A); I = n.IĐ = 6n. U 30

 E = 6.n.Rt + 6.RĐ + 6n.r RÑ Rt  r n E  6.RÑ 150  6.5 n=  n = nmax khi Rt = 0 và nmax = = 10. 6.2 6( Rt  r ) I = 6n =

Hiệu suất khi đó: H =



30 = 0,2 = 20%. 150

V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT, 1 TIẾT VÀ KIỂM TRA HỌC KÌ I Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Để mắc đường dây tải điện từ địa điểm A đến địa điểm B, ta cần 1000 kg dây đồng. Muốn thay dây đồng bằng dây nhôm mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền điện, ít nhất phải dùng bao nhiêu kg dây nhôm? Biết khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m3, của nhôm là 2700 kg/m3, điện trở suất của đồng là 1,69.10-8 .m, của nhôm là 2,75. 10-8 .m. Đề 2. Dây tóc bóng đèn 220 V – 100 W khi sáng bình thường ở 2500 0C có điện trở lớn gấp 12 lần so với điện trở của nó ở 20 0C. Tính hệ số nhiệt điện trở và điện trở của dây tóc đèn ở 20 0C. Coi điện trở của dây tóc trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ. 189

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đề 3. Một bóng đèn 220 V – 100 W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc đèn là 2000 0C. Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và khi không thắp sáng. Biết nhiệt độ của môi trường là 20 0C và hệ số nhiệt điện trở của dây tóc là 3,5.10-3 K-1. Đề 4. Mắc bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương bằng Zn, có điện trở Rp = 2  nối tiếp với điện trở R = 4  rồi đặt vào hai đầu mạch điện này một hiệu điện thế 12 V. Tính lượng Zn bám vào bình điện phân sau 1 giờ. Biết kẽm có khối lượng mol nguyên tử là A = 65 g/mol; hoá trị n = 2. Đề 5. Người ta muốn bóc một lớp đồng dày 10 m trên một bản đồng có diện tích 2 cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,01 A. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol; hoá trị n = 2 và khối lượng riêng là 8900 kg/m3. Đề 6. Một vật kim loại được mạ niken có diện tích 100 cm2. Dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ 0,5 A và thời gian mạ là 5 giờ. Tính độ dày của lớp niken phủ đều trên mặt của vật được mạ. Biết niken có khối lượng mol nguyên tử là A = 58,7 g/mol; hoá trị n = 2 và khối lượng riêng là 8,8.103 kg/m3. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Nêu hiện tượng siêu dẫn và hiện tượng nhiệt điện. Câu 2 (2 điểm): Nêu loại hạt mang điện, nguyên nhân tạo ra và bản chất dòng điện trong chất khí. Câu 3 (2 điểm): Một bóng đèn 220 V – 40 W có dây tóc làm bằng vonfram. Điện trở của dây tóc đèn ở 20 0C là 121 . Xác định nhiệt độ của dây tóc đèn khi sáng bình thường. Cho biết điện trở của dây tóc bóng đèn trong khoảng nhiệt độ này tăng bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở là 4,5.10-3 K-1. Câu 4 (4 điểm): Cho mạch điện có bộ nguồn gồm hai nguồn điện có suất điện động E1 = 3E2 = 12 V, điện trở trong 2r1 = r2 = 2  mắc nối tiếp; mạch ngoài có một điện trở R = 3 ; một bóng đèn loại 3 V – 3 W; một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng, có điện trở RB = 6 , một ampe kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể, đủ để kết nối các linh kiện. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol, hoá trị n = 2. Mắc đèn Đ song song với bình điện phân RB, sau đó mắc nối tiếp với điện trở R: (RĐ // RB) nt R; ampe kế mắc trong mạch để đo cường độ dòng điện qua bình điện phân. a) Vẽ sơ đồ mạch điện, tính công suất toả nhiệt trên điện trở R và lượng đồng giải phóng ở catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. b) Thay bóng đèn Đ bằng điện trở RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân là 1 A. Tính RX và nhiệt lượng toả ra trên RX trong thời gian 1 giờ. Đề 2 Câu 1 (2 điểm): Nêu loại hạt mang điện, bản chất dòng điện trong kim loại, nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại và sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ. Câu 2 (2 điểm): Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của hồ quang điện. 190

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 3 (2 điểm): Dây tóc của một bóng đèn 120 V – 40 W khi thắp sáng bình thường có nhiệt độ là 2500 0C và có điện trở lớn gấp 16 lần so với điện trở của nó ở 20 0C. Xác định điện trở của dây tóc bóng đèn này khi thắp sáng bình thường và hệ số nhiệt điện trở của nó. Cho biết trong khoảng nhiệt độ này, điện trở của dây tóc tăng bậc nhất theo nhiệt độ. Câu 4 (4 điểm): Cho mạch điện có bộ nguồn gồm hai nguồn điện có suất điện động E1 = 2E2 = 12 V, điện trở trong r1 = 5r2 = 2,5  mắc nối tiếp; mạch ngoài có một điện trở R = 6 ; một bóng đèn loại 6 V – 3 W; một bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có cực dương bằng bạc, có điện trở RB = 6 , một ampe kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể, đủ để kết nối các linh kiện. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol, hoá trị n = 1. Mắc điện trở R nối tiếp với bình điện phân RB, sau đó mắc song song với đèn Đ: (R nt RB) // Rđ; ampe kế mắc trong mạch để đo cường độ dòng điện qua bình điện phân. a) Vẽ sơ đồ mạch điện, tính công suất toả nhiệt trên điện trở R và lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây. b) Thay bóng đèn Đ bằng điện trở RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân là 0,75 A. Tính RX và nhiệt lượng toả ra trên RX trong thời gian 30 phút. 3. Kiểm tra học kì I Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Nêu cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. Câu 2 (2 điểm): Chất điện phân là gì? Nêu loại hạt mang điện, nguyên nhân tạo ra, so sánh sự dẫn điện của chất điện phân và chất khí. Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân. Câu 3 (2 điểm): Hai điện tích điểm q1 = - 2q2 = 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 15 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp q1 và q2 gây ra tại điểm C. Biết AC = 12 cm; BC = 9 cm. Câu 4 (4 điểm): Cho mạch điện có bộ nguồn gồm hai nguồn điện có suất điện động 2E1 = E2 = 12 V, điện trở trong r1 = 2r2 = 2  mắc nối tiếp; mạch ngoài có một điện trở R = 4 ; một bóng đèn loại 6 V – 6 W; một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng, có điện trở RB = 3 , một ampe kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể, đủ để kết nối các linh kiện. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol, có hoá trị n = 2. Mắc đèn Đ song song với bình điện phân RB, sau đó mắc nối tiếp với điện trở R: (RĐ // RB) nt R; ampe kế mắc trong mạch để đo cường độ dòng điện qua bình điện phân. a) Vẽ sơ đồ mạch điện, tính công suất toả nhiệt trên điện trở R và lượng đồng giải phóng ở catôt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. b) Thay bóng đèn Đ bằng điện trở RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân là 0,8 A. Tính RX và nhiệt lượng toả ra trên RX trong thời gian 2 giờ. Đề 2 191

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa và các tính chất của đường sức điện. Nêu đặc điểm của điện trường đều. Câu 2 (2 điểm): Nêu hiện tượng dương cực tan, phát biểu các định luật Fa-ra-đây. Viết công thức Fa-ra đây. Câu 3 (2 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 3q2 = 9.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại điểm C. Biết AC = 16 cm; BC = 12 cm. Câu 4 (4 điểm): Cho mạch điện có bộ nguồn gồm hai nguồn điện có suất điện động E1 = 4E2 = 12 V, điện trở trong r1 = 5r2 = 2,5  mắc nối tiếp; mạch ngoài có một điện trở R = 6 ; một bóng đèn loại 6 V – 3 W; một bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có cực dương bằng bạc, có điện trở RB = 6 , một ampe kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể, đủ để kết nối các linh kiện. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol, có hoá trị n = 1. Mắc điện trở R nối tiếp với bình điện phân RB, sau đó mắc song song với đèn Đ: (R nt RB) // RĐ; ampe kế mắc trong mạch để đo cường độ dòng điện qua bình điện phân. a) Vẽ sơ đồ mạch điện, tính công suất toả nhiệt trên điện trở R và lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây. b) Thay bóng đèn Đ bằng điện trở RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân là 0,5 A. Tính RX và nhiệt lượng toả ra trên RX trong thời gian 45 phút. Đề 3 Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa dòng điện, quy ước chiều dòng điện, điều kiện để có dòng điện nói chung và điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn. Câu 2 (2 điểm): Nêu hai loại bán dẫn: loại n và loại p, loại hạt mang điện chủ yếu trong từng loại bán dẫn, tính chất dẫn điện một chiều của lớp tiếp xúc p-n. Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = 16.10-6 C và q2 = 4.10-6 C đặt tại hai điểm A và B trong không khí cách nhau 30 cm. a) Xác định lực tác dụng của q1 lên q2. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích q1 và q2 gây ra tại điểm C cách A 40 cm, cách B 10 cm. c) Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích q1 và q2 gây ra bằng không. Câu 4 (3 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E = 8 V, r = 1 , R = 0,6 , Đ là bóng đèn loại 6 V – 6 W, Rp = 4  và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng. Biết đồng có khối lượng mol nguyên tử là A = 64 g/mol, có hoá trị n = 2. 192

Các chuyên đề Vật Lí 11

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua từng linh kiện trong mạch. b) Tính khối lượng đồng bám vào catốt sau 32 phút 10 giây và điện năng tiêu thụ trên bình điện phân trong thời gian đó. Đề 4 Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa và viết công thức tính hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường. Câu 2 (2 điểm): Nêu định nghĩa, điều kiện tạo ra và ứng dụng của tia lửa điện. Câu 3 (3 điểm): Hai điện tích điểm q1 = - 4q2 = 16.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 40 cm trong không khí. a) Xác định véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích. b) Xác định cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại điểm C. Biết AC = 30 cm; BC = 10 cm. c) Xác định vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích q1 và q2 gây ra bằng không. Câu 4 (3 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ.

Trong đó E1 = 12 V, E2 = E3 = 6 V, r1 = r2 = r3 = 0,5 , R là biện trở, đèn Đ loại 6 V – 3 W; B là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3 có cực dương bằng bạc, có điện trở RB = 6 , ampe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Biết bạc có khối lượng mol nguyên tử là A = 108 g/mol, có hoá trị n = 1. Điều chỉnh biến trở để đèn Đ sáng bình thường. Xác định: a) Số chỉ của vôn kế, của ampe kế và điện trở của biến trở tham gia trong mạch. b) Lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây và điện năng tiêu thụ trên bình điện phân trong thời gian đó. Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung Điểm 2 2 1 l l l Ta có: RAl = Al. = Al. = Al. 3 l.SAl VAl SAl

DAl .l 2 l2 = Al. = Al. ; mAl mAl DAl D .l l2 l2 l l2 RCu = Cu. = Cu. = Cu. = Cu. = Cu. Cu . l.SAl VCu SAl mCu mCu DAl 2

193

Các chuyên đề Vật Lí 11

Để chất lượng truyền điện như nhau thì điện trở của đường dây tải trong hai trường hợp là như nhau. D .l 2 D .l 2 Do đó: Al. Al = Cu. Cu mAl mCu  mAl =

mCu . Al .DAl 1000.2,75.108.2700  = 493,65 (kg). Cu .DCu 1,69.108.8900

2 Điện trở khi sáng bình thường: Rđ =

U đ2 2202 = = 484 (). Pđ 100

Rñ 484 = 40,3 ().  12 12 Hệ số nhiệt điện trở: Ta có Rđ = R0(1+(t – t0)) R  R0 484  40,3  = ñ = 0,1789 (K-1). t  t0 2500  20

Điện trở ở nhiệt độ 20 0C: R0 =

U đ2 2202 Điện trở khi thắp sáng: Rđ = = = 484 (). Pđ 100 Điện trở khi không thắp sáng ở 20 0C: Ta có Rđ = R0(1+(t – t0)) Rñ 484   R0 = = 61 (). 3 1   (t  t0 ) 1  3,5.10 .(2000  20)

Ta có: I =

U 12  = 2 (A). Rp  R 2  4

1 A 1 65 . .I .t  . .2.3600 = 2,425 (g). F n 96500 2 Khối lượng đồng muốn bóc: m = D.V = D.h.S = 8900.10.10-6.2.10-4 = 1,78.10-5 (g). Thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng: 1 A Ta có: m = . I .t F n m=

m.F.n 1,78.10 5.96500.2 = 5,37 (s).  A.I 64.0,01 Khối lương niken trên vật mạ:

2 2 3 3 4

4 2 4 4 6 4 2

t=

1 58,7 . .0,5.5.3600 = 2,7373 (g). 96500 2 Độ dày lớp niken: Ta có m = D.V = D.h.S

2 194

Các chuyên đề Vật Lí 11

h=

m 2,7373.10 3 = 31,1.10-6 (m) = 31,1 (m).  D.S 8,8.103.100.10 4

2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm. Đến gần 0 K điện trở của các kim loại sạch đều rất bé. + Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở đột ngột giảm đến bằng 0 khi nhiệt độ T  TC (TC gọi là nhiệt độ tới hạn). + Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp, thì giữa đầu nóng và đầu lạnh có hiệu điện thế khác 0. + Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn T1, T2 khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện: ET = T(T1 – T2); với T là hệ số nhiệt điện động. 2

+ Hạt tải điện trong chất khí là các ion dương, ion âm và các electron, có được do chất khí bị ion hoá. + Bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường. + Sự dẫn điện của chất khí khi cần có tác nhân ion hoá để tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hai điện cực là sự dẫn điện không tự lực. Dòng điện trong chất khí sẽ biến mất khi ngừng tạo ra hạt tải điện. Quá trình dẫn diện không tự lực không tuân theo định luật Ôm. Điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường:

U đ2 2202 Rđ = = = 1210 (). Pđ 40 Nhiệt độ của dây tóc khi đèn sáng bình thường: Ta có: Rđ = R0(1+(t – t0)) R  R0 1210  121  t0   20 = 2020 (0C). t= ñ R0 . 121.4,5.103

Điểm 0,5 0,5 0,5

0,5 0,5 0,5

0,5 0,5 1

a) Sơ đồ mạch điện:

0,5 195

Các chuyên đề Vật Lí 11

0,5 0,25 Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 12 + 4 = 16 (V); rb = r1 + r2 = 1 + 2 = 3 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 32 P 3 RĐ = Ñ  = 3 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 3 UÑ 3 Mạch ngoài có: (RĐ // RB) nt R R .R 3.6 RĐB = Ñ B  = 2 () RÑ  RB 3  6  RN = RĐB + R = 2 + 3 = 5 (); Eb 16 I = IR = IĐB = = 2 (A);  RN  rb 5  3 PR = IR2.R = 22.3 = 12 (W). U I .R 2.2 2 IB = ÑB  ÑB ÑB   (A). RÑ RB 6 3

1 A 1 64 2 . . .(3600  4.60  20) = 0,853 (g). m = . .I B .t = F n 96500 2 3 b) Thay bóng đèn bằng RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 1 A 18  9.RX R .R 6.RX Ta có: RN = RBX + R = B X  3 = 6  RX RB  RX 6  RX I = IB +

0,25 0,25 0,25

0,5

Eb I B .RB  RX RN  rb

1.6 16   RX = 9 . RX 18  9.RX 3 6  RX Nhiệt lượng toả ra trên RX: I .R 1.6 2  ; IX = B B  RX 9 3 1+

0,5

196

Các chuyên đề Vật Lí 11

2 QX = I 2X .RX.t = ( )2.9.3600 = 14400 (J) = 14,4 (kJ). 3 Đề 2. Câu 1

Nội dung + Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt + Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. + Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải điện làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. + Điện trở suất  của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:  = 0(1 + (t – t0)). + Định nghĩa: Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. + Điều kiện tạo ra: Thoạt đầu người ta phải làm cho hai điện cực nóng đỏ đến mức có thể phát ra được một lượng lớn electron bằng sự phát xạ nhiệt electron. Sau đó, tạo ra một điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để ion hoá chất khí, tạo ra tia lửa điện giữa hai điện cực. Khi đã có tia lửa điện, quá trình phóng điện tự lực sẽ vẫn tiếp tục duy trì, dù ta giảm hiệu điện thế giữa hai điện cực đến giá trị không lớn. + Ứng dụng: Hồ quang điện được ứng dụng để hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, … Điện trở của bóng đèn khi sáng bình thường: U2 1202 Rđ = ñ = = 360 (). Pñ 40 Điện trở của dây tóc khi không thắp sáng: R 360 R0 = ñ  = 22,5 (). 16 16 Hệ số nhiệt điện trở: Ta có Rđ = R0(1+(t – t0)) R  R0 360  22,5  = ñ = 0,136 (K-1). t  t0 2500  20

Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5

0,5

1 0,5 0,5

0,5 0,5 0,5

a) Sơ đồ mạch điện

197

Các chuyên đề Vật Lí 11

0,5 0,5

Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 12 + 18 = 9 (V); rb = r1 + r2 = 2,5 + 0,5 = 3 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 3 RĐ = Ñ  = 12 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 3 UÑ 6 Mạch ngoài có: (R nt RB) // RĐ RRB = R + RB = 6 + 6 = 12 (). R .R 12.12 RN = Ñ RB  = 6 () RÑ  RRB 12  12 I=

RN  rb



18 = 2 (A); 63

I .RN 2.6  IR = IB = = 1 (A). R  RB 6  6 PR = IR2.R = 12.6 = 6 (W). 1 A 1 108 . .1.(2.3600  8.60  40) m = . .I B .t = F n 96500 1 = 8,64 (g). b) Thay bóng đèn bằng RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 0,75 A 12.RX (R  R B ).RX (6  6).RX Ta có: RN = =  12  RX R  RB  RX 6  6  RX

Eb I .(R  RB )  I = IB + B RX RN  rb 0,75.12 16   RX = 5,684 . 12.RX RX 3 12  RX Nhiệt lượng toả ra trên RX: I .(R  RB ) 0,57.12  IX = B = 1,58 (A); RX 5,684  0,75 +

0,25 0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,5

0,25

0,25 0,25 0,25

198

Các chuyên đề Vật Lí 11

QX = I 2X .RX.t = 1,582.30.60 = 25541 (J) = 25,541 (kJ). 2. Kiểm tra học kì 1. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là nơtron không mang điện và prôtôn mang điện dương. Electron có điện tích qe = –1,6.10-19 C, có khối lượng me = 9,1.10-31 kg. Prôtôn có điện tích qp = +1,6.10-19 C, có khối lượng mp = 1,67.10-27 kg. Khối lượng của nơtron xấp xĩ bằng khối lượng của prôtôn. Số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn của tổng điện tích âm của các electron và nguyên tử ở trạng thái trung hoà về điện. + Trong các hiện tượng điện mà ta xét ở chương trình Vật lí THPT thì điện tích của electron và điện tích của prôtôn là điện tích có độ lớn nhỏ nhất có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố. 2 + Chất điện phân là các dung dịch muối, axit, bazơ và các chất muối, axit, bazơ nóng chảy. + Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương, ion âm bị phân li từ các phân tử muối, axit, bazơ. + Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. + Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường. 3 a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích có phương chiều như hình vẽ:

Điểm

0,5

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

0,5 Có độ lớn: F12 = F21 =

k . | q1 .q2 | AB 2



9.109.8.10 6.4.10 6 = 12,8 (N). 0,152

0,25

b) Tam giác ABC vuông tại C vì AB2 = AC2 + BC2. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ:

199

Các chuyên đề Vật Lí 11

0,5

Có độ lớn: E1 =

k | q1 | AC 2 k | q2 |

9.109.8.10 6 = 50.105 (V/m);  0,122

9.109.4.10 6 = 44,44.105 (V/m); BC 2 0,092 Cường độ điện trường tổng hợp tại C là:

E2 =







E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

0,25 0,25

0,25

E = E12  E22  (50.105 )2  (44,44.105 )2 = 66,89.105 (V/m). 4

a) a) Sơ đồ mạch điện:

0,25 Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 6 + 12 = 18 (V); rb = r1 + r2 = 2 + 1 = 3 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 6 RĐ = Ñ  = 6 (); Iđm = Ñ  = 1 (A). PÑ 6 UÑ 6

0,25 0,25

Mạch ngoài có: (RĐ // RB) nt R R .R 6.3 RĐB = Ñ B  = 2 () RÑ  RB 6  3

0,25

 RN = RĐB + R = 2 + 4 = 6 (); Eb 18 I = IR = IĐB = = 2 (A);  RN  rb 6  3

0,25 0,25

PR = IR2.R = 22.4 = 16 (W). U I .R 2.2 4 IB = ÑB  ÑB ÑB   (A). RB RB 3 3

0,25 0,25 200

Các chuyên đề Vật Lí 11

1 A 1 64 4 . .I B .t = . . .(3600  4.60  20) = 1,7 (g). F n 96500 2 3 b) Thay bóng đèn bằng RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 1 A 12  7.RX R .R 3.RX Ta có: RN = RBX + R = B X  4 = 3  RX RB  RX 3  RX m=

I = IB +

0,25

Eb I B .RB  RX RN  rb

0,8.3 18   RX = 1,68 . 12  7.RX RX 3 3  RX Nhiệt lượng toả ra trên RX: I .R 0,8.3 IX = B B  = 1,43 (A); RX 1,68  0,8 +

QX = I 2X .RX.t = 1.432.1,68.2.3600 = 24735 (J) = 24,735 (kJ). Đề 2. Câu 1

0,25

Nội dung + Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó. + Các đặc điểm của đường sức điện: Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi. Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó. Đường sức điện của điện trường tĩnh là những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc từ vô cực đến điện tích âm. Qui ước vẽ số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

0,25

Điểm

0,5 0,5

0,5

0,5 2

+ Hiện tượng dương cực tan là hiện tượng khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà cực dương làm bằng kim loại đó thì sau một thời gian cực dương bị mòn đi còn cực âm được bồi đắp thêm một lớp kim loại ấy.

0,5 201

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Định luật Fa-ra-đây thứ nhất: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m = kq; trong đó k là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. + Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một

A của nguyên tố đó. Hệ n 1 1 A số tỉ lệ là , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. k = . . F F n 1 A + Công thức Fa-ra-đây: m = . It; với F = 96500 C/mol, t F n

0,5

nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam

tính ra giây, m tính ra gam. a) Véc tơ lực tương tác giữa hai điện tích có phương chiều như hình vẽ:

0.5

0,5

0,5 Có độ lớn: k . | q1 .q2 |

F12 = F21 =

AB 2



9.109.9.10 6.3.10 6 = 6,075 (N). 0,22

0,25

b) Tam giác ABC vuông tại C vì AB2 = AC2 + BC2. Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện 



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ. Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC 2 k | q2 | BC



9.109.9.10 6 = 20,25.105 (V/m); 0,162



9.10 .3.10 0,122 9

6

0,25

= 18,75.105 (V/m); 0,25

0,5 Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: 



E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E12  E22  (20,25.105 )2  (18,75.105 )2 = 27,6.105 (V/m).

0,25 202

Các chuyên đề Vật Lí 11

a) Sơ đồ mạch điện:

0,25 Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 = 12 + 3 = 15 (V); rb = r1 + r2 = 2,5 + 0,5 = 3 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 3 RĐ = Ñ  = 12 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 3 UÑ 6 Mạch ngoài có: (R nt RB) // RĐ RRB = R + RB = 6 + 6 = 12 (); R Ñ .R RB 12.12 RN = = 6 ()  RÑ  R  RB 12  6  6 I=

RN  rb



15 5  (A); 63 3

5 U N I .RN 3 .6 5 IR = IB =    (A). RRB RRB 12 6

5 PR = IR2.R = ( )2.6 = 4,17 (W). 6 1 A 1 108 5 . . .(2.3600  8.60  40) = 68,75 (g). m = . .I B .t = F n 96500 1 6 b) Thay bóng đèn bằng RX để cường độ dòng điện qua bình điện phân bằng 0,5 A (R  R B ).RX 12.RX Ta có: RN = ;  R  RB  RX 12  RX I = IB +

0,25 0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,25

0,25

Eb I B .(R  RB )  RX RN  rb

0,5.12 15   RX = 2,4 . 12.RX RX 3 12  RX Nhiệt lượng toả ra trên RX:  0,5 +

0,25

203

Các chuyên đề Vật Lí 11

IX =

I B .(R  RB ) 0,5.12  = 2,5 (A); RX 2,4

0,25

QX = I 2X .RX.t = 2,52.2,4.45.60 = 40500 (J) = 40,5 (kJ). Đề 3. Câu 1

Nội dung + Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. + Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương (ngược chiều chuyển động của các điện tích âm). + Điều kiện để có dòng điện là phải có các điện tích tự do và phải có điện trường để đẩy các điện tích tự do chuyển động có hướng. + Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn: phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn. + Chất bán dẫn tinh khiết là các nguyên tố thuộc nhóm IV. Khi pha thêm một ít tạp chất thuộc nhóm III thì sẽ trở thành bán dẫn loại p (bán dẫn lỗ trống), khi pha thêm một ít tạp chất thuộc nhóm V thì sẽ trở thành bán dẫn loại n (bán dẫn electron). + Hạt dẫn điện trong bán dẫn loại p chủ yếu là các lổ trống, hạt dẫn điện chủ yếu trong bán dẫn loại n chủ yếu là các electron tự do. + Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính chất dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang n. a) Véc tơ lực tác dụng của điện tích q1 lên q2 có phương chiều như hình vẽ:

Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5

1 0,5 0,5

0,5 k . | q1 .q2 |

9.109.16.10 6.4.10 6 = 6,4 (N). AB 2 0,32 b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện

Có độ lớn: F12 = 



0,25



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ: 0,5 Có độ lớn: E1 = E2 =

k | q1 | AC k | q2 | 2



9.109.16.10 6 = 9.105 (V/m); 0,42



9.109.4.10 6 = 36.105 (V/m); 0,12

0,25 0,25 204

Các chuyên đề Vật Lí 11

Cường độ điện trường tổng hợp tại C là: 



E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E1 + E2 = 9.105 + 36.105 = 45.105 (V/m). 



c) Gọi E1' và E2' là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M 



0,25



là: E = E1' + E2' = 0  E1' = - E2'  E1' và E2' phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB (như hình vẽ).

0,25 0,25

Với E 1' = E '2  9.109

| q1 | | q2 | = 9.109 AM 2 ( AB  AM ) 2

0,25

| q1 | AM 2. AB 2.30    = 2  AM = = 20 (cm). AB  AM | q2 | 3 3 Vậy M nằm cách A 20 cm và cách B 10 cm. 4

Điện trở của bóng đèn: RĐ =

U 6  = 6 (). PÑ 6 2 Ñ

Điện trở đoạn mạch gồm đèn Đ và bình điện phân mắc song R .R 6.4 song: RĐp = Ñ p  = 2,4 (). RÑ  Rp 6  4 Điện trở mạch ngoài: RN = R + RĐp = 0,6 + 2,4 = 3 (). a) Cường độ dòng điện qua mạch chính: E 8  I = IR = IĐp = = 2 (A). RN  r 3  1 Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn và hai đầu bình điện phân: UĐp = UĐ = Up = IĐp.RĐp = 2.2,4 = 4,8 (V). Cường độ dòng điện qua đèn và qua bình điện phân: U U 4,8 4,8 IĐ = Ñ  = 0,8 (A); Ip = p  = 1,2 (A). RÑ 6 Rp 4 b) Lượng đồng bám vào catốt: 1 A 1 64 . .1,2.(32.60  10) = 0,64 (g). m = . I p .t  F n 96500 2

0,25 0,25

0,25 0,25 0,5

0,25 0,5

0,5 205

Các chuyên đề Vật Lí 11

Điện năng tiêu thụ trên bình điện phân: W = I 2p .Rp.t = 1,22.4.(32.60 + 10) = 11116,8 (J) = 11,1168 (kJ). Đề 4. Câu 1

Nội dung + Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q. + Công thức: UMN = VM – VN =

AMN q

0,5 Điểm

; trong đó UMN là hiệu điện

thế giữa hai điểm M và N, đơn vị V (vôn); VM và VN là điện thế tại M và N, đơn vị V (vôn); AMN là công của lực điện trường thực hiện khi điện tích q di chuyển từ M đến N, đơn vị J (jun); q là độ lớn điện tích, đơn vị C (culong). + Định nghĩa: Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự do. + Điều kiện tạo ra: Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt từ 3.106 V/m trở lên. + Ứng dụng: Tia lửa điện được dùng phổ biến trong trong động cơ xăng để đốt hỗn hợp xăng, không khí. Bộ phận để tạo ra tia lửa điện là bugi. Sét là tia lửa điện hình thành giữa đám mây mưa và mặt đất nên thường đánh vào các mô đất cao, ngọn cây, … a) Véc tơ lực tương giữa hai điện tích trái dấu có phương chiều như hình vẽ:

1 0,5 0,5 0,5 0,5

0,5 k . | q1 .q2 |

9.109.16.106.4.106 = 3,6 (N). AB 2 0,42 b) Các điện tích q1 và q2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện

Có độ lớn: F12 = F21 = 



0,25



trường E1 và E2 có phương chiều như hình vẽ: 0,5

206

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: E1 =

k | q1 | AC 2 k | q2 |



9.109.16.10 6 = 16.105 (V/m); 0,32

9.109.4.10 6 = 36.105 (V/m); BC 2 0,12 Cường độ điện trường tổng hợp tại C là:

E2 =





0,25 0,25



E = E1 + E2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: E = E2 + E1 = 36.105 + 16.105 = 20.105 (V/m).  ' 1

 ' 2

0,25

c) Gọi E và E là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M 



là: E = E1' + E2' = 0  E1' = - E2'  E1' và E2' phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần q2 hơn (vì |q2| < |q1|) (như hình vẽ).

0,25 0,5

Với E 1' = E '2  9.109  4

| q2 | | q1 | = 9.109 2 ( AM  AB ) 2 AM

| q1 | AM  = 2  AM = 2.AB = 2.40 = 80 (cm). AM  AB | q2 |

0,25 0,25

Vậy M nằm cách A 80 cm và cách B 40 cm. a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn: Eb = E1 + E2 + E3 = 12 + 6 +6 = 24 (V); rb = r1 + r2 + r3 = 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,5 (). Điện trở và cường độ định mức của đèn: U 2 62 P 3 RĐ = Ñ  = 12 (); Iđm = Ñ  = 0,5 (A). PÑ 3 UÑ 6 Điện trở đoạn mạch gồm đèn Đ và bình điện phân mắc song song: R .R 12.6 RĐB = Ñ B  = 4 (). RÑ  RB 12  6 Điện trở mạch ngoài: RN = Rt + RĐB = Rt + 4. a) Cường độ dòng điện qua mạch chính: U Eb I = IRt = IĐB = Iđm + ñm = RB RN  rb

0,25 0,25 0,25

0,25 0,25 0,25 207

Các chuyên đề Vật Lí 11

6 24   Rt = 11,5 ). 6 Rt  4  1,5 Hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn và hai đầu bình điện phân: UĐp = UĐ = Up = IĐp.RĐp = 2.2,4 = 4,8 (V). b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân: U 6 IB = ñm  = 1 (A). RB 6

0,25

Lượng bạc bám vào catốt: 1 A 1 108 . .1.(2.3600  8.60  40) = 8,64 (g). m = . I B .t  F n 96500 1 Điện năng tiêu thụ trên bình điện phân: W = I 2B .RB.t = 12.6.(2.3600+8.60 + 40)

0,25

 0,5 +

= 463200 (J) = 463,2 (kJ).

0,5

0,25

208

Các chuyên đề Vật Lí 11

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG I. LÝ THUYẾT 1. Từ trường. Hướng của từ trường tại một điểm. Nêu định nghĩa từ trường, cách phát hiện từ trường và quy ước hướng của từ trường tại một điểm. + Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó. + Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó người ta sử dụng nam châm nhỏ đặt tại những vị trí bất kì trong khoảng không gian ấy. Nếu kim nam châm nhỏ được định hướng khác với hướng Nam – Bắc của Trái Đất thì ta khẵng định trong không gian đó có từ trường (khác với từ trường của Trái Đất). + Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc ( vào Nam ra Bắc) của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. 2. Đường sức của từ trường. Nêu định nghĩa và các tính chất của đường sức từ. + Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó. + Các tính chất của đường sức từ: - Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ (không cắt nhau). - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc). - Quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chổ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chổ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa. 3. Véc tơ cảm ứng từ. Đơn vị cảm ứng từ. 

Nêu đặc điểm của véc tơ cảm ứng từ B tại một điểm trong không gian có từ trường. Đơn vị cảm ứng từ. 

+ Véc tơ cảm ứng từ B tại một điểm trong từ trường có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): tại điểm ta xét. - Hướng: trùng với hướng của từ trường (hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó); F - Độ lớn: B = ; với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ Il dài l, cường độ I, đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó. 1N + Đơn vị cảm ứng từ trong hệ SI là tesla (T): 1T = . 1A.1m

209

Các chuyên đề Vật Lí 11

4. Lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường. 



Nêu đặc điểm của véc tơ lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện Il đặt trong từ 

trường đều, tại đó có cảm ứng từ B . 



Lực từ F tác dụng lên Il có: + Điểm đặt (gốc véc tơ): tại trung điểm của l; 



+ Phương: vuông góc với Il và B ; + Chiều tuân theo qui tắc bàn tay trái: 

để bàn tay trái sao cho B hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều dòng điện, khi đó chiều 

ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của F ; 



+ Độ lớn: F = BIlsin; với  là góc hợp giữa B và Il . 5. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Nêu đặc điểm từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. + Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên trục dây dẫn. + Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ. 

+ Véc tơ cảm ứng từ B tại điểm cách dây dẫn một khoảng r có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): tại điểm ta xét; - Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và điểm ta xét; - Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải; - Độ lớn: B = 2.10-7

I . r

6. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn. Nêu đặc điểm của từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn. + Đường sức từ đi qua tâm O và vuông góc với mặt phẵng chứa vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu còn các đường khác là những đường cong. + Chiều của các đường sức từ đi qua phần mặt phẳng giới hạn bởi vòng dây: vào mặt Nam (khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ), ra mặt Bắc (khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ) của dòng điện tròn đó. +(Hoặc chiều của đường cảm ứng từ được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 (Sách cũ): 210

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đặt đinh ốc dọc theo trục của khung, quay đinh ốc theo chiều dòng điện trong khung, thì chiều tiến của đinh ốc là chiều của các đường sức xuyên qua mặt phẳng dòng điện.



+ Véc tơ cảm ứng từ B tại tâm O của vòng dây có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): tại tâm vòng dây; - Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây; - Chiều: vào mặt Nam ra mặt Bắc; - Độ lớn: B = 2.10-7

I I ; nếu khung có bởi N vòng dây thì: B = 2.10-7 N . R R

7. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. Nêu đặc điểm của từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. + Trong lòng ống dây các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau (từ trường đều). Ở gần miệng ống và ở ngoài ống các đường cảm ứng từ là những đường cong. + Chiều của các đường sức từ trong lòng ống dây: đi vào mặt Nam (khi nhìn đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ), đi ra mặt Bắc (khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ) của dòng điện tròn đó. + (Hoặc bên ngoài ống: giống với đường cảm ứng từ của nam châm thẳng, đi ra ở cực Bắc, đi vào ở cực Nam).

Chiều của đường cảm ứng từ và chiều dòng điện được xác định theo quy tắc đinh ốc 2( Sách cũ). 

+ Véc tơ cảm ứng từ B trong lòng ống dây (tại vùng có từ trường đều) có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): tại điểm ta xét; - Phương: song song với trục ống dây; - Chiều: vào Nam ra Bắc; N - Độ lớn: B = 4.10-7 I = 4.10-7 nI. l 8. Lực Lo-ren-xơ. Nêu các đặc điểm của véc tơ lực Lo-ren-xơ. 211

Các chuyên đề Vật Lí 11 

Véc tơ Lực Lo-ren-xơ f có: + Điểm đặt (gốc véc tơ): đặt lên điện tích; 



+ Phương: vuông góc với v và B ; + Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: 

để bàn tay trái mở rộng sao cho B hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón 

giữa là chiều của v khi q0 > 0 (và ngược 

chiều v khi q0 < 0). Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra; 



+ Độ lớn: f = |q0|vBsin; với  là góc tạo bởi v và B . II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Từ trường gây bởi các dòng điện thẳng. * Các công thức: 

+ Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện thẳng gây ra có: Điểm đặt: tại điểm ta xét; Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và điểm ta xét. Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ; Độ lớn: B = 2.10-7

I . r 



+ Nguyên lý chồng chất từ trường: B = B1 + B2 + ... + Bn . * Phương pháp giải: + Vẽ hình biểu diễn các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ta xét, vẽ véc tơ cảm ứng từ tổng hợp. + Tính độ lớn các véc tơ cảm ứng từ thành phần. + Viết biểu thức (véc tơ) cảm ứng từ tổng hợp. + Dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình để tìm độ lớn của cảm ứng từ tổng hợp. + Rút ra kết luận chung (nếu cần). * Bài tập: Bài 1. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 12 A; I2 = 15 A chạy qua. Xác định 212

Các chuyên đề Vật Lí 11

cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 15 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 5 cm. Bài 2. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 6 A; I2 = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 5 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 15 cm. Bài 3. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I1 = 9 A; I2 = 16 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 6 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 8 cm. Bài 4. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = I2 = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 16 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 12 cm. Bài 5. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 9 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 30 cm. Bài 6. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 6 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 20 cm. Bài 7. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I1 = 10 A, I2 = 5 A chạy qua. Xác định điểm M mà tại đó cảm ừng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. Bài 8. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 20A, I2 = 10A chạy qua. Xác định điểm N mà tại đó cảm ừng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. Bài 9. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng điện qua dây Ox chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 2 A, dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2 = 3 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm A có tọa độ x = 4 cm và y = -2 cm. Bài 10. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 6 A, dòng điện qua dây Oy chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2 = 9 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M có tọa độ x = 4 cm và y = 6 cm. * Hướng dẫn giải: Bài 1. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 



B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

213

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 I = 1,6.10-5 T; B2 = 2.10-7 2 = 6.10-5 T. AM BM 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 . 



Vì B1 và B2 cùng phương, cùng chiều nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và 

B2 và có độ lớn B = B1 + B2 = 7,6.10-5 T.

Bài 2. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 



B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 I = 2,4.10-5 T; B2 = 2.10-7 2 = 1,6.10-5 T. AM BM 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 . Vì B1 và B2 cùng phương, ngược 



chiều và B1 > B2 nên B cùng phương, chiều với B1 và có độ lớn: B = B1 - B2 = 0,8.10-5 T. Bài 3. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây 



ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

214

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 I = 3.10-5 T; B2 = 2.10-7 2 = 4.10-5 T. AM BM 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B1  B2 = 5.10-5 T. Bài 4. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây ra 2



tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

I1 12 = 1,5.10-5 (T);  2.107. AM 16.102 I 12 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 2.10-5 (T). 2 BM 12.10

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B =

B12  B22  (1,5.10 5 )2  (2.10 5 )2 = 2,5.10-5 (T).

Bài 5. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào 

tại A, dòng I2 đi ra tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 

và B2 có phương chiều như hình vẽ.

215

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7

I1 = 6.10-6 T. AM 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2B1

AH = 4.10-6 T. AM

Bài 6. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 



B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7

I1 = 6.10-6 T. AM 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = 2B1cos = 2B1

AM 2  AH 2 = 11,6.10-6 T. AM

Bài 7. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 



B1 và B2 . Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì B = B1 + B2 = 0  B1 = - B2 



tức là B1 và B2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB (như hình vẽ). 216

Các chuyên đề Vật Lí 11

Với B1 = B2 thì 2.10-7  AM =

I1 I2 = 2.10-7 AM AB  AM

AB.I1 = 10 cm;  MB = 5 cm. I1  I 2

Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 10 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 5 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0. Bài 8. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào 

tại A, dòng I2 đi ra tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 



và B2 . Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì B = B1 + B2 = 0  B1 = - B2 tức 



là B1 và B2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dòng I2 hơn (vì I1 > I2) (như hình vẽ).

Với B1 = B2 thì 2.10-7

I1 I2 AB.I1 = 2.10-7  AM = = 20 cm; AM AM  AB I1  I 2

 BM = 10 cm. Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 20 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 10 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0. 

Bài 9. Dòng I1 gây ra tại A véc tơ cảm ứng từ B1 vuông góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 = 2.10-5 T. | y| 217

Các chuyên đề Vật Lí 11 

Dòng I2 gây ra tại A véc tơ cảm ứng từ B2 vuông góc với mặt phẳng xOy, hướng từ trong ra, có độ lớn: B2 = 2.10-7

I2 = 1,5.10-5 T. | x|



Cảm ứng từ tổng hợp tại A là B = B1 + B2 . Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều 



và B1 > B2 nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và có độ lớn: B = B1 – B2 = 0,5.10-5 T. 

Bài 10. Dòng I1 gây ra tại M véc tơ cảm ứng từ B1 vuông góc với mặt phẳng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 = 2.10-5 T. | y|



Dòng I2 gây ra tại M véc tơ cảm ứng từ B2 vuông góc với mặt phẳng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B2 = 2.10-7



I2 = 4,5.10-5 T. | x|



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 . Vì B1 và B2 cùng phương, cùng chiều 



và nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và B2 và có độ lớn: B = B1 + B2 = 6,5.10-5 T. 2. Từ trường gây bởi dòng điện tròn, dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. Lực Lo-ren-xơ. * Các công thức: 218

Các chuyên đề Vật Lí 11 

+ Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong khung dây tròn gây ra tại tâm của vòng dây có: Điểm đặt: tại tâm vòng dây; Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây; Chiều: vào Nam ra Bắc: mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại;

NI ; (N là số vòng dây). R

Độ lớn: B = 2.10-7. 

+ Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong ống dây dài ở trong lòng ống dây (nơi có từ trường đều) có: Điểm đặt: tại điểm ta xét; Phương: song song với trục của ống dây; Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc. Độ lớn: B = 4.10-7

N I = 4.10-7nI; n là số vòng dây trên 1 m dài của ống dây. l



+ Lực Lo-ren-xơ f do từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động có: Điểm đặt: đặt trên điện tích; 



Phương: vuông góc với v và B ; Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ 

trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của v khi 

q0 > 0 và ngược chiều v khi q0 < 0. Lúc đó, chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra; 



Độ lớn: f = |q|vBsin( v , B ). * Bài tập: Bài 1. Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kín R = 10 cm mang dòng điện I = 50 A. a) Tính độ lớn của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây. b) Nếu cho dòng điện trên qua vòng dây có bán kín R’ = 4R thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn là bao nhiêu? Bài 2. Một khung dây tròn đặt trong chân không có bán kín R = 12 cm mang dòng điện I = 48 A. Biết khung dây có 15 vòng. Tính độ lớn của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây.

219

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, ở khoảng giữa được uốn thành vòng tròn, bán kính R = 20 cm như hình vẽ.

Dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ 5 A. Xác định cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn. Bài 4. Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5 mm được phủ một lớp sơn cách điện mỏng và quấn thành một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau. Cho dòng điện có cường độ I = 2 A chạy qua ống dây. Xác định cảm ứng từ tại một điểm trên trục trong ống dây. Bài 5. Cho dòng điện cường độ I = 0,15 A chạy qua các vòng dây của một ống dây, thì cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 35.10-5 T. Ống dây dài 50 cm. Tính số vòng dây của ống dây. Bài 6. Dùng một dây đồng có phủ một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = 4 cm để làm một ống dây. Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm và các vòng dây được quấn sát nhau. Hỏi nếu cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, thì cảm ứng từ bên trong ống dây bằng bao nhiêu? Bài 7. Một electron bay vào trong từ trường đều với vận tốc ban đầu vuông góc với véc tơ cảm ứng từ. Biết v = 2.105 m/s, B = 0,2 T. Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron. Cho me = 9,1.10-31 kg, qe = -1,6.10-19 C. Bài 8. Một prôtôn bay vào trong từ trường đều theo phương làm với đường sức từ một góc 300 với vận tốc 3.107 m/s, từ trường có cảm ứng từ 1,5 T. Tính lực Lo-renxơ tác dụng lên prôtôn. * Hướng dẫn giải:

I = 31,4.10-5 T. R I B b) Với vòng dây có bán kính R’ = 4R thì: B’ = 2.10-7 = = 7,85.10-5 T. 4R 4 I Bài 2. B = 2.10-7N = 367,8.10-5 T. R Bài 1. a) Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây: B = 2.10-7

220

Các chuyên đề Vật Lí 11 

Bài 3. Dòng điện chạy trong vòng tròn gây ra tại tâm O cảm ứng từ B1 vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngoài vào.

Có độ lớn: B1 = 2.10-7

I = 15,7.10-6T. R 

Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng gây ra tại tâm O cảm ứng từ B2 vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ trong ra. Có độ lớn: B2 = 2.10-7

I = 5.10-6T. R 



Cảm ứng từ tổng hợp tại O là B = B1 + B2 . Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều 



và B1 > B2 nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và có độ lớn: B = B1 – B2 = 10,7.10-6 T. Bài 4. Số vòng dây quấn sát nhau trên ống dây: N =

l . d

Cảm ứng từ tại một điểm bên trong ống dây: B = 4.10-7

N I = 5.10-4 T. l

lB N IN= = 929 vòng. 4 .10 7 I l l Bài 6. Chu vi của mỗi vòng dây: d, số vòng dây: N = . d N l -5 Cảm ứng từ bên trong ống dây: B = 4.10-7 L I = 4.10-7 dL I = 2,5.10 T. Bài 5. Ta có: B = 4.10-7

Bài 7. Lực Lo-ren-xơ: f = evBsin = 0,64.10-14 N. Bài 8. Lực Lo-ren-xơ: f = evBsin = 7,2.10-12 N.

221

Các chuyên đề Vật Lí 11

3. Từ trường tác dụng lên khung dây. * Các công thức: + Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường có: Điểm đặt: trung điểm của đoạn dây. 

Phương: vuông góc với đoạn dây và với B . Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái. 



Độ lớn: F = BIlsin( Il , B ). * Phương pháp giải: + Vẽ hình, biểu diễn các lực từ thành phần tác dụng lên cạnh của khung dây. + Tính độ lớn của các lực từ thành phần. + Viết biểu thức (véc tơ) lực từ tổng hợp. + Chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Tính độ lớn của lực từ tổng hợp. * Bài tập: Bài 1. Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25 cm, có dòng điện I = 5A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và hướng từ ngoài vào trong như hình vẽ.

Biết B = 0,02T. Xác định các véc tơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây. Bài 2. Cho một khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dòng điện I = 4A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây như hình vẽ.

Biết B = 0,04 T. Xác định các véc tơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây. 222

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 3. Cho khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dòng điện I = 5 A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây và hợp với cạnh AD một góc  = 300 như hình vẽ.

Biết B = 0,02 T. Xác định các véc tơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây. Bài 4. Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.



Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. 5. Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.

Biết I1 = 15 A; I2 = 10 A; I3 = 4 A; a = 15 cm; b = 10 cm; AB = 15 cm; BC = 20 cm. Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây. Bài 6. Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.

Biết I1 = 12 A; I2 = 15 A; I3 = 4A; a = 20 cm; b = 10 cm; AB = 10 cm; BC = 20 cm. Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây. 223

Các chuyên đề Vật Lí 11

Hướng dẫn giải: Bài 1. Các lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây có điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh, có phương nằm trong mặt phẳng chứa khung dây và vuông góc với từng cạnh, có chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: fAB = fCD = B.I.AB = 15.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC = 25.10-3 N. Các lực này cân bằng với nhau từng đôi một nhưng có tác dụng kéo dãn các cạnh của khung dây. Bài 2. Các cạnh AB và CD song song với các đường sức từ nên lực từ tác dụng lên các cạnh này bằng 0. Lực từ tác dụng lên các cạnh BC và AD có điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh, có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây, lực tác dụng lên cạnh BC hướng từ trong ra ngoài, lực tác dụng lên cạnh AD hướng từ ngoài vào trong như hình vẽ.

Có độ lớn: fBC = fAD = B.I.BC = 32.10-3 N. Hai lực này tạo thành một ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay đến vị trí mà mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Bài 3. Các lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây có điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và vuông góc với từng cạnh, lực tác dụng lên các cạnh AB và BC hướng từ trong ra, các lực tác dụng lên các cạnh CD và AD hướng từ ngoài vào như hình vẽ.

Có độ lớn: fAB = fCD = B.I.AB.sin(900 - ) = 8,66.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC.sin = 10-2 N. 224

Các chuyên đề Vật Lí 11 



Bài 4. Lực từ tác dụng lên cạnh AC là FAC = 0 vì AB song song với B . 

Lực từ tác dụng lên cạnh AB là FAB có điểm đặt tại trung điểm của AB, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, hướng từ ngoài vào như hình vẽ.

Có độ lớn: FAB = I.B.AB = 2.10-3 N. 

Lực từ tác dụng lên cạnh BC là FBC có điểm đặt tại trung điểm của BC, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, hướng từ trong ra và có độ lớn: FBC = I.B.BC.sin = I.B.BC.

AB = 2.10-3 N. BC

Bài 5. Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ ngoài vào và có độ lớn: B1 = 2.10-7

I1 . a  AB  b 

Từ trường của dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1 đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với BC và hướng từ A đến B, có độ lớn: F1 = B1.I3.BC.sin900 = 2.10-7

I1.I 3 .BC = 60.10-7 N. a  AB  b



Lập luận tương tự ta thấy từ trường của dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ F2 có 

cùng điểm đặt, cùng phương, cùng chiều với F1 và có độ lớn: F2 = 2.10-7

I 2 .I 3 .BC = 128.10-7 N. b

Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung 



dây là F = F1 + F2 cùng phương cùng chiều với F1 và F2 và có độ lớn: F = F1 + F2 = 188.10-7 N. 225

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 6. Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ trong ra và có độ lớn: B1 = 2.10-7.

 I1 ; từ trường của dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1 đặt tại trung b

điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với BC và hướng từ B đến A, có độ lớn: F1 = B1.I3.BC.sin900 = 2.10-7

I1 I 3 BC = 192.10-7 N. a



Lập luận tương tự ta thấy từ trường của dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ F2 có 

cùng điểm đặt, cùng phương, ngược chiều với F1 và có độ lớn: F2 = 2.10-7

I 2 .I 3 .BC = 80.10-7 N. ab

Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung 



dây là F = F1 + F2 cùng phương cùng chiều với F1 và có độ lớn: F = F1 - F2 = 112.10-7 N. III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Mọi từ trường đều phát sinh từ A. Các nguyên tử sắt. B. Các nam châm vĩnh cửu. C. Các mômen từ. D. Các điện tích chuyển động. Câu 2. Một nam châm vĩnh cửu không tác dụng lực lên A. Thanh sắt chưa bị nhiễm từ. B. Thanh sắt đã bị nhiễm từ. C. Điện tích không chuyển động. D. Điện tích chuyển động. Câu 3. Cảm ứng từ bên trong ống dây dài không phụ thuộc vào A. Môi trường trong ống dây. B. Chiều dài ống dây. C. Đường kính ống dây. D. Dòng điện chạy trong ống dây. Câu 4. Khi một lõi sắt từ được luồn vào trong ống dây dẫn diện, cảm ứng từ bên trong lòng ống dây A. Giảm nhẹ. B. Giảm mạnh. C. Tăng nhẹ. D. Tăng mạnh. 226

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 5. Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện ngược chiều là I1, I2. Cảm ứng từ tại điểm cách đều hai dây dẫn và nằm trong mặt phẵng chứa hai dây dẫn là A. B = B1 + B2. B. B = |B1 - B2|. C. B = 0. D. B = 2B1 - B2. Câu 6. Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện cùng chiều là I1, I2. Cảm ứng từ tại điểm cách đều hai dây dẫn và nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn là A. B = B1 + B2. B. B = |B1 - B2|. C. B = 0. D. B = 2B1 - B2. Câu 7. Đặt một dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện 20 A trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với dây, người ta thấy mỗi 50 cm của dây chịu lực từ là 0,5 N. Cảm ứng từ có độ lớn là A. 5 T. B. 0,5 T. C. 0,05 T. D. 0,005 T. Câu 8. Khi một electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo song song với các đường sức từ, thì A. Chuyển động của electron không bị thay đổi. B. Hướng chuyển động của electron bị thay đổi. C. Vận tốc của electron bị thay đổi. D. Năng lượng của electron bị thay đổi. Câu 9. Một vòng dây tròn bán kính 30 cm có dòng điện chạy qua. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây là 3,14.10-5 T. Cường độ dòng điện chạy trong vòng dây là A. 5 A. B. 10 A. C. 15 A. D. 20 A. Câu 10. Một dòng điện 20 A chạy trong một dây dẫn thẳng dài đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm cách dây 10 cm là A. 10-5 T. B. 2. 10-5 T. C. 4. 10-5 T. D. 8. 10-5 T. Câu 11. Hai dây dẫn thẳng, dài vô hạn trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy, có các dòng điện I1 = 2 A, I2 = 5 A chạy qua cùng chiều với chiều dương của các trục toạ độ. Cảm ứng từ tại điểm A có toạ độ x = 2 cm, y = 4 cm là A. 10-5 T. B. 2. 10-5 T. C. 4. 10-5 T. D. 8. 10-5 T. Câu 12. Khi một electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo vuông góc với các đường sức từ, thì A. Chuyển động của electron tiếp tục không bị thay đổi. B. Hướng chuyển động của electron bị thay đổi. C. Độ lớn vận tốc của electron bị thay đổi. D. Năng lượng của electron bị thay đổi. Câu 13. Khi hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với nhau và có hai dòng điện cùng chiều chạy qua thì A. Chúng hút nhau. B. Chúng đẩy nhau. C. Lực tương tác không đáng kể. D. Có lúc hút, có lúc đẩy. Câu 14. Từ trường của thanh nam châm thẳng giống với từ tường tạo bởi A. Một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua. B. Một chùm electron chuyển động song song với nhau. C. Một ống dây có dòng điện chạy qua. D. Một vòng dây có dòng điện chạy qua.

227

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 15. Một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua nằm trong từ trường luôn luôn có xu hướng quay mặt phẳng của khung dây đến vị trí A. Vuông góc với các đường sức từ. B. Song song với các đường sức từ. C. Song song hoặc vuông góc với đường sức từ tuỳ theo chiều dòng điện chạy trong khung dây. D. Tạo với các đường sức từ góc 450. Câu 16. Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với nhau có dòng điện chạy qua tương tác với nhau một lực khá lớn vì A. Hai dây dẫn có khối lượng. B. Trong hai dây dẫn có các điện tích tự do. C. Trong hai dây dẫn có các ion dương dao động quanh nút mạng D. Trong hai dây dẫn có các electron tự do chuyển động có hướng. Câu 17. Dùng nam châm thử ta có thể biết được A. Độ mạnh yếu của từ trường nơi đặt nam châm thử. B. Dạng đường sức từ nơi đặt nam châm thử. C. Độ lớn và hướng của véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử. D. Hướng của véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử. Câu 18. Tương tác giữa điện tích đứng yên và điện tích chuyển động là A. Tương tác hấp dẫn. B. Tương tác điện. C. Tương tác từ. D. Vừa tương tác điện vừa tương tác từ. Câu 19. Kim nam châm của la bàn đặt trên mặt đất chỉ hướng Bắc - Nam địa lí vì A. Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó. B. Lực điện của Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó. C. Từ trường của Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó. D. Vì một lí do khác chưa biết. Câu 20. Một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều. Lực từ lớn nhất tác dụng lên đoạn dây dẫn khi A. Đoạn dây dẫn đặt song song với các đường sức từ. B. Đoạn dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. C. Đoạn dây dẫn đặt hợp với các đường sức từ góc 450. D. Đoạn dây dẫn đặt hợp với các đường sức từ góc 600. Câu 21. Đoạn dây dẫn dài 10 cm mang dòng điện 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,08 T. Đoạn dây đặt vuông góc với các đường sức từ. Lực từ tác dụng lên đoạn dây là A. 0,01 N. B. 0,02 N. C. 0,04 N. D. 0 N. Câu 22. Đoạn dây dẫn dài 10 cm mang dòng điện 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,08 T. Đoạn dây đặt hợp với các đường sức từ góc 300. Lực từ tác dụng lên đoạn dây là A. 0,01 N. B. 0,02 N. C. 0,04 N. D. 0,05 N.

228

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 23. Một hạt mang điện tích q = 3,2.10-19 C bay vào trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,5 T, với vận tốc v = 106 m/s theo phương vuông góc với các đường sức từ. Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là A. 0. B. 1,6.10-13 N. C. 3,2.10-13 N. D. 6,4.10-13 N. Câu 24. Một dòng điện 20 A chạy trong một dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn 20 cm là A. 10-5 T. B. 2.10-5 T. C. 4.10-5 T. D. 8.10-5 T. Câu 25. Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn 10 cm là 4.10-5 T. Cảm ứng từ tại điểm cách dây 40 cm là A. 10-5 T. B. 2.10-5 T. C. 4.10-5 T. D. 8.10-5 T. Câu 26. Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với nhau trong không khí cách nhau 16 cm có các dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua cùng chiều nhau. Cảm ứng từ tại điểm cách đều hai dây dẫn 8 cm là A. 0. B. 10-5 T. C. 2,5.10-5 T. D. 5. 10-5 T. Câu 27. Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với nhau trong không khí cách nhau 16 cm có các dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua ngược chiều nhau. Cảm ứng từ tại điểm cách đều hai dây dẫn 8 cm là A. 0. B. 10-5 T. C. 2,5.10-5 T. D. 5. 10-5 T. Câu 28. Khung dây tròn bán kính 30 cm có 10 vòng dây. Cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là 0,15 A. Cảm ứng từ tại tâm khung dây là A. 10-6 T. B. 3,14.10-6 T. C. 6,28.10-6 T. D. 9,42.10-6 T. Câu 29. Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vòng dây đặt trong không khí. Cảm ứng từ bên trong ống dây là 75.10-3 T. Cường độ dòng điện chạy trong ống dây là A. 5 A. B. 10 A. C. 15 A. D. 20 A. Câu 30. Một ống dây dài 20 cm, có 2400 vòng dây đặt trong không khí. Cường độ dòng điện chạy trong các vòng dây làg 15 A. Cảm ứng từ bên trong ống dây là A. 28. 10-3 T. B. 56. 10-3 T. C. 113. 10-3 T. D. 226. 10-3 T. Câu 31. Một electron bay vào trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 1,2 T. Lúc lọt vào trong từ trường vận tốc của hạt là 107 m/s và hợp thành với đường sức từ góc 300. Lực Lorenxơ tác dụng lên electron là A. 0. B. 0,32.10-12N. C. 0,64.10-12N. D. 0,96.10-12N. Câu 32. Một khung dây tròn bán kính R = 5 cm, có 12 vòng dây có dòng điện cường độ I = 0,5 A chạy qua. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây là A. 24.10-6 T. B. 24.10-6 T. C. 24.10-5 T. D. 24.10-5 T. Câu 33. Chọn câu đúng. A. Chỉ có từ trường mới làm lệch được quỹ đạo chuyển động của electron. B. Chỉ có điện trường mới làm lệch được quỹ đạo chuyển động của electron. C. Từ trường và điện trường không thể làm lệch quỹ đạo chuyển động của electron. D. Từ trường và điện trường đều có thể làm lệch được quỹ đạo chuyển động của electron. Câu 34. Một dây dẫn thẳng, dài có dòng điện I = 12 A chạy qua được đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm cách dây 5 cm là A. 1,2.10-5T. B. 2,4.10-5T. C. 4,8.10-5T. D. 9,6.10-5T. 229

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 35. Một dòng điện cường độ I = 5 A chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm M có giá trị B = 4.10-5 T. Điểm M cách dây A. 1 cm. B. 2,5 cm. C. 5 cm. D. 10 cm. Câu 36. Trong các trường hợp sau đây trường hợp nào là tương tác từ A. Trái Đất hút Mặt Trăng. B. Lược nhựa sau khi cọ xát với dạ có thể hút những mẫy giấy vụn. C. Hai quả cầu tích điện đặt gần nhau. D. Hai dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt gần nhau. Câu 37. Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây 10 cm có giá trị B = 2.10-5 T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là A. 2 A. B. 5 A. C. 10 A. D. 15 A. Câu 38. Một hạt mang điện tích q = 4.10-10 C, chuyển động với vận tốc 2.105 m/s trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với véc tơ cảm ứng từ. Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là f = 4.10-5 N. Cảm ứng từ B của từ trường là A. 0,05 T. B. 0,5 T. C. 0,02 T. D. 0,2 T. Câu 39. Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc các đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,6.106 m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là f1 = 2.10-6 N. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4.107 m/s thì lực Lorenxơ f2 tác dụng lên hạt là A. 4.10-6 N. B. 4. 10-5 N. C. 5.10-6 N. D. 5.10-5 N. Câu 40. Một hạt  (điện tích 3,2.10-19 C) bay với vận tốc 107 m/s theo phương vuông góc với các đường sức từ của từ trường đều có cảm ứng từ B = 1,8 T. Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là A. 5,76.10-12 N. B. 57,6.10-12 N. C. 0,56.10-12 N. D. 56,25.10-12 N. Câu 41. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường A. Vuông góc với đường sức từ. B. Nằm theo hướng tiếp tuyến của đường sức từ. C. Nằm theo hướng của lực từ. D. Không có hướng xác định. Câu 42. Chọn câu trả lời sai. A. Tương tác giữa dòng điện với dòng điện gọi là tương tác từ. B. Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ. C. Xung quanh một điện tích đứng yên có điện trường và từ trường. D. Ta chỉ vẽ được một đường sức từ qua mỗi điểm trong từ trường. Câu 43. Trong một nam châm điện, lõi của nam châm có thể dùng là A. Kẻm. B. Sắt non. C. Đồng. D. Nhôm. Câu 44. Một dây dẫn thẳng, dài có dòng điện chạy qua được đặt trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm cách dây 5 cm là 1,2.10-5 T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là A. 1 A. B. 3 A. C. 6 A. D. 12 A. Câu 45. Để xác định một điểm trong không gian có từ trường hay không, ta A. Đặt tại đó một điện tích. B. Đặt tại đó một kim nam châm. C. Đặt tại đó một sợi dây dẫn. D. Đặt tại đó một sợi dây tơ. 230

Các chuyên đề Vật Lí 11 

Câu 46. Một đoạn dây có dòng điện đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B . 

Để lực từ tác dụng lên dây đạt giá trị cực đại thì góc  giữa dây dẫn và B phải bằng A.  = 00. B.  = 300. C.  = 600. D.  = 900. Câu 47. Một đoạn dây có dòng điện được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 



B . Để lực từ tác dụng lên dây có giá trị cực tiểu thì góc  giữa dây dẫn và B phải bằng A.  = 00. B.  = 300. C.  = 600. D.  = 900. Câu 48. Một dòng điện cường độ I = 3 A chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí gây ra cảm ứng từ tại điểm M là BM = 6.10-5 T. Khoảng cách từ M đến dây dẫn là A. 1 cm. B. 3,14 cm. C. 10 cm. D. 31,4 cm. Câu 49. Khung dây tròn bán kính 31,4 cm có 10 vòng dây quấn cách điện với nhau, có dòng điện I chạy qua. Cảm ứng từ tại tâm khung dây là 2.10-5 T. Cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là A. 1 mA. B. 10 mA. C. 100 mA. D. 1 A. Câu 50. Một ống dây dài l = 25 cm có dòng điện I = 0,5 A chạy qua đặt trong không khí. Cảm ứng từ bên trong ống dây là 6,28.10-3 T. Số vòng dây được quấn trên ống dây là A. 1250 vòng. B. 2500 vòng. C. 5000 vòng. D. 10000 vòng. Câu 51. Chọn câu phát biểu sai khi nói về từ trường A. Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường cảm ứng từ đi qua. B. Các đường cảm ứng từ là những đường cong không khép kín. C. Các đường cảm ứng từ không cắt nhau. D. Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó. Câu 52. Công thức nào sau đây tính cảm ứng từ tại tâm của vòng dây tròn có bán kính R mang dòng điện I? I I A. B = 2.10–7 . B. B = 2π.10–7 . R R I C. B = 2π.10–7I.R. D. B = 4π.10–7 . R Câu 53. Độ lớn cảm ứng từ trong lòng một ống dây có N vòng dây, chiều dài l và có dòng điện I chạy qua tính bằng biểu thức IN A. B = 2π.10–7I.N. B. B = 4π.10–7 . l Nl IN C. B = 4π.10–7 . D. B = 4π. . I l

231

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 54. Cho dòng điện cường độ 1 A chạy trong dây dẫn thẳng, dài trong không khí. Cảm ứng từ tại những điểm cách dây 10 cm có độ lớn A. 2.10–6 T. B. 2.10–5 T. C. 5.10–6 T. D. 0,5.10–6 T. Câu 55. Dây dẫn thẳng dài đặt trong không khí có dòng điện 5 A chạy qua. Cảm ứng từ tại M có độ lớn 10–5 T. Điểm M cách dây một khoảng A. 20 cm. B. 10 cm. C. 1 cm. D. 2 cm. Câu 56. Tại tâm của dòng điện tròn có một vòng dây trong không khí, cường độ dòng điện là 5 A, người ta đo được cảm ứng từ B = 31,4.10–6T. Đường kính của dòng điện tròn là A. 20 cm. B. 10 cm. C. 2 cm. D. 1 cm. Câu 57. Tại tâm của dòng điện tròn gồm 100 vòng dây, đặt trong không khí, người ta đo được cảm ứng từ B = 62,8.10–4 T. Đường kính vòng dây là 10 cm. Cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng là A. 5,0 A. B. 1,0 A. C. 2,0 A. D. 0,5 A. Câu 58. Nếu muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10–5 T bên trong một ống dây đặt trong không khí, mà dòng điện chạy trong mỗi vòng của ống dây là 2 A thì số vòng quấn trên ống phải là bao nhiêu, nếu ống dây có chiều dài l = 50 cm? A. N = 7490. B. N = 4790. C. N = 489. D. N = 498. Câu 59. Dùng loại dây đồng đường kính 0,5 mm, bên ngoài có phủ một lớp sơn cách điện mỏng quấn quanh một hình trụ tạo thành một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau. Cho dòng điện 0,1A chạy qua các vòng dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây là A. B = 18,6.10–5 T. B. B = 26,1.10–5 T. –5 C. B = 25.10 T. D. B = 30.10–5 T. Câu 60. Các đường sức từ của dòng điện chay qua dây dẫn thẳng dài có dạng là các đường A. thẳng vuông góc với dòng điện. B. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện. C. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện, có tâm nằm trên trục của dây dẫn. D. tròn vuông góc với dòng điện. Câu 61. Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau một khoảng cố định 42 cm. Dây thứ nhất mang dòng điện 3 A, dây thứ hai mang dòng điện 1,5A. Gọi (P) là mặt phẳng chứa hai dây dẫn. Nếu hai dòng điện cùng chiều, những điểm mà tại đó cảm ứng từ bị triệt tiêu nằm trên đường thẳng Δ song song với I1, I2 và A. cách dây dẫn mang dòng I1 28 cm, cách dây dẫn mang dòng I2 14 cm. B. cách dây dẫn mang dòng I1 14 cm, cách dây dẫn mang dòng I2 28 cm. C. cách dây dẫn mang dòng I1 56 cm, cách dây dẫn mang dòng I2 14 cm. D. cách dây dẫn mang dòng I1 14 cm, cách dây dẫn mang dòng I2 56 cm. Câu 62. Tính cảm ứng từ tại tâm của hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm nằm trong cùng mặt phẳng, bán kính một vòng là R1 = 8 cm, vòng kia là R2 = 16 cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10 A chạy qua. Biết dòng điện chạy trong hai vòng dây cùng chiều. A. B = 9,78.10–5 T. B. B = 10,78.10–5 T. –5 C. B = 11,78.10 T. D. B = 12,78.10–5T. 232

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 63. Các đường sức từ trường bên trong ống dây dài hình trụ có dòng điện chạy qua có đặc điểm là A. các đường tròn đòng tâm có tâm nằm trên trục ống dây. B. các đường thẳng vuông góc với trục ống và cách đều nhau. C. các đường thẳng song song với trục ống và cách đều nhau. D. các đường xoắn ốc rất đều. Câu 64. Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều vuông góc với véctơ cảm ứng từ. Dòng điện có cường độ 0,75 A qua dây dẫn thì lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn là 3.10–3 N. Cảm ứng từ tại các điểm trên dây có giá trị A. 0,8 T. B. 0,08 T. C. 0,16 T. D. 0,016 T. Câu 65. Một đoạn dây có chiều dài l đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T hợp với đường cảm ứng từ một góc 300. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5 A, thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10–2 N. Chiều dài đoạn dây dẫn là A. 32 cm. B. 3,2 cm. C. 16 cm. D. 1,6 cm. Câu 66. Một hạt mang điện có thể chuyển động thẳng đều trong từ trường đều được không? A. Có thể, nếu hạt chuyển động vuông góc với đường sức từ của từ trường đều. B. Không thể, vì nếu hạt chuyển động luôn chịu lực tác dụng vuông góc với vận tốc. C. Có thể, nếu hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều. D. Có thể, nếu hạt chuyển động hợp với đường sức từ trường một góc nhọn không đổi. Câu 67. Một hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,8.106 m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là 2.10–6 N. Hỏi nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4,5.107 m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là A. 5.10–5 N. B. 4.10–5 N. C. 3.10–5 N. D. 2.10–5 N. –19 Câu 68. Một hạt mang điện 3,2.10 C bay vào trong từ trường đều có B = 0,5 T hợp với hướng của đường sức từ 300. Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn 8.10– 14 N. Vận tốc của hạt đó khi bắt đầu vào trong từ trường là A. 106 m/s. B. 5.106 m/s. C. 5.105 m/s. D. 105 m/s. Câu 69. Phát biểu nào sau đây sai? Người ta nhận ra từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện vì A. có lực tác dụng lên một dòng điện khác đặt song song cạnh nó. B. có lực tác dụng lên một kim nam châm đặt song song cạnh nó. C. có lực tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động dọc theo nó. D. có lực tác dụng lên một hạt mang điện đứng yên đặt bên cạnh nó. Câu 70. Tính chất cơ bản của từ trường là A. gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. B. gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó. C. gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó. D. gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.

233

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 71. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Qua bất kỳ điểm nào trong từ trường ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ. B. Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng. C. Đường sức mau ở nơi có cảm ứng từ lớn, đường sức thưa ở nơi có cảm ứng từ nhỏ. D. Các đường sức từ là những đường cong kín. Câu 72. Phát biểu nào sau đây sai? Từ trường đều là từ trường có A. các đường sức từ là những đường thẳng song song và cách đều nhau. B. cảm ứng từ tại mọi điểm trong đó đều bằng nhau. C. lực từ tác định hướng cho kim nam châm thử đặt trong đó là như nhau. D. mômen lực từ tác dụng lên một khung dây có dòng điện chạy qua tại mọi vị trí là như nhau. Câu 73. Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với A. các điện tích đang chuyển động. B. nam châm đứng yên. C. các điện tích đứng yên. D. nam châm đang chuyển động. Câu 74. Phát biểu nào sau đây sai? A. Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương vuông góc với dòng điện. B. Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương vuông góc với đường cảm ứng từ. C. Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và đường cảm ứng từ. D. Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương tiếp tuyến với các đường cảm ứng từ. Câu 75. Phát biểu nào sau đây sai? A. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện trong đoạn dây. B. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây. C. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ. D. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cảm ứng từ tại điểm đặt đoạn dây. Câu 76. Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện I đặt song song với đường sức từ, chiều của dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ. Khi đó A. Lực từ không thay đổi khi tăng cường độ dòng điện. B. Lực từ giảm khi giảm cường độ dòng điện. C. Lực từ giảm khi tăng cường độ dòng điện. D. Lực từ đổi chiều khi ta đổi chiều dòng điện. Câu 77. Phát biểu nào sau đây sai? Một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I đặt trong từ trường đều thì A. lực từ tác dụng lên mọi phần của đoạn dây. B. lực từ chỉ tác dụng vào trung điểm của đoạn dây. C. lực từ chỉ tác dụng lên đoạn dây khi nó không song song với đường sức từ. D. lực từ tác dụng lên đoạn dây có điểm đặt là trung điểm của đoạn dây.

234

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 78. Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 cm có dòng điện I = 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10–2 N. Góc α hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là A. 50. B. 300. C. 600. D. 900. Câu 79. Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài. Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện. Độ lớn của cảm ứng từ tại M và N là BM và BN thì A. BM = 2BN. B. BM = 4BN. C. BN = 2BM. D. BN = 4BM. Câu 80. Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện I chạy qua. Hai điểm M và N nằm trong cùng một mặt phẳng chứa dây dẫn, đối xứng với nhau qua dây. Kết luận nào sau đây là không đúng? A. Vectơ cảm ứng từ tại M và N bằng nhau. B. M và N đều nằm trên một đường sức từ. C. Cảm ứng từ tại M và N có chiều ngược nhau. D. Cảm ứng từ tại M và N có độ lớn bằng nhau. Câu 81. Một dòng điện có cường độ I = 5 A chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10–5 T. Điểm M cách dây một khoảng A. 25 cm. B. 10 cm. C. 5 cm. D. 2,5 cm. Câu 82. Một dòng điện thẳng, dài có cường độ 20 A, cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 cm có độ lớn là A. 8.10–5 T. B. 8π.10–5 T. C. 4.10–6 T. D. 4π.10–6 T. Câu 83. Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Tại điểm A cách dây 10 cm cảm ứng từ do dòng điện gây ra có độ lớn 2.10–5 T. Cường độ dòng điện chạy trên dây là A. 10 A. B. 20 A. C. 30 A. D. 50 A. Câu 84. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, cường độ dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 A, cường độ dòng điện chạy trên dây 2 là I2. Điểm M nằm trong mặt phẳng 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách dòng I2 một khoảng 8 cm. Để cảm ứng từ tại M bằng không thì dòng điện I2 có A. cường độ I2 = 2 A và cùng chiều với I1. B. cường độ I2 = 2 A và ngược chiều với I1. C. cường độ I2 = 1 A và cùng chiều với I1. D. cường độ I2 = 1 A và ngược chiều với I1. Câu 85. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là A. 5,0.10–6 T. B. 7,5.10–6 T. C. 5,0.10–7 T. D. 7,5.10–7 T. Câu 86. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I1 một khoảng 8 cm. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là A. 1,0.10–5 T. B. 1,1.10–5 T. C. 1,2.10–5 T. D. 1,3.10–5 T. 235

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 87. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 cm. Trong hai dây có hai dòng điện cùng cường độ I1 = I2 = 100 A, cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M nằm trong mặt phẳng hai dây, cách dòng I1 một khoảng 10 cm, cách dòng I2 một khoảng 30 cm có độ lớn là A. 0 T. B. 2.10–4 T. C. 24.10–5 T. D. 13,3.10–5 T. Câu 88. Một ống dây dài 40 cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 A. cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10–4 T. Số vòng dây của ống dây là A. 1250. B. 800. C. 400. D. 250. 4 B.l 25 .10 .0,4 N  Câu 88. B = 4.10-7 I  N = = 1250. Đáp án A. 7 l 4 .10 .I 4. .107.2 Câu 89. Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 mm, lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây có dài l = 40 cm. Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là A. 936. B. 1125. C. 1250. D. 1379. Câu 90. Một sợi dây đồng đường kính 0,8 mm, điện trở R = 1,1 Ω, lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài l = 40 cm. Cho dòng điện chạy qua ống dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10–3 T. Hiệu điện thế ở hai đầu ống dây là A. 6,3 V. B. 4,4 V. C. 2,8 V. D. 1,1 V. Câu 91. Lực Lo-ren-xơ là A. lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường. B. lực từ tác dụng lên dòng điện. C. lực từ tác dụng lên hạt mang điện đặt đứng yên trong từ trường. D. lực từ do dòng điện này tác dụng lên dòng điện kia. Câu 92. Độ lớn của lực Lo-ren-xơ được tính theo công thức A. f = |q|.v.B. B. f = |q|.v.B.sinα. C. f = |q|.v.B.tanα D. f = |q|.v.B.cosα. Câu 93. Phương của lực Lorenxơ A. Trùng với phương của vectơ cảm ứng từ. B. Trùng với phương của vectơ vận tốc của hạt mang điện. C. Vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ. D. Trùng với mặt phẳng tạo bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ. Câu 94. Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T với vận tốc 2.105 m/s vuông góc với các đường cảm ứng từ. Lực Lorenxơ tác dụng vào electron có độ lớn là A. 3,2.10–14 N. B. 6,4.10–14 N. C. 3,2.10–15 N. D. 6,4.10–15 N. Câu 95. Một hạt prôtôn chuyển động với vận tốc 2.106 m/s vào vùng không gian có từ trường đều với cảm ứng từ B = 0,02 T theo hướng hợp với các đường sức từ một góc 300. Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là A. 3,2.10–14 N. B. 6,4.10–14 N. C. 3,2.10–15 N. D. 6,4.10–15 N.

236

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 96. Một khung dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều. Kết luận nào sau đây là không đúng? A. Luôn có lực từ tác dụng lên tất cả các cạnh của khung. B. Lực từ tác dụng lên các cạnh của khung khi mặt phẳng khung dây không song song với đường sức từ. C. Khi mặt phẳng khung dây vuông góc với vectơ cảm ứng từ thì khung dây ở trạng thái cân bằng. D. Mômen ngẫu lực từ có tác dụng làm quay khung dây về trạng thái cân bằng bền. Câu 97. Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 6.106 m/s thì lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có giá trị f1 = 2.10–6 N, nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 15.106 m/s thì lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có giá trị là A. f2 = 10–6 N. B. f2 = 2,5.10–6 N. –6 C. f2 = 5.10 N. D. f2 = 7,3.10–5 N. 

Câu 98. Từ trường tại điểm M do dòng điện 1 gây ra có vectơ cảm ứng từ B1 , do 

dòng điện 2 gây ra có vectơ cảm ứng từ B2 , hai vectơ đó có hướng vuông góc với nhau. Độ lớn cảm ứng từ tổng hợp được xác định theo công thức B .B 2 2 A. B = B1 + B2. B. B = |B1 – B2|. C. B = 1 2 . D. B = B1  B2 . B1  B2 Câu 99. Từ trường tại điểm M do dòng điện thứ nhất gây ra có vectơ cảm ứng từ 



B1 , do dòng điện thứ hai gây ra có vectơ cảm ứng từ B2 , hai vectơ đó có hướng 



vuông góc với nhau. Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ tổng hợp B với vectơ B1 là α được tính theo công thức B B B B A. tanα = 1 . B. tanα = 2 . C. sinα = 1 . D. cosα = 2 . B B B2 B1 * Đáp án và giải chi tiết. Đáp án 1D. 2C. 3C. 4D. 5A. 6B. 7C. 8A. 9C. 10C. 11C. 12B. 13A. 14C. 15A. 16D. 17D. 18B. 19C. 20B. 21C. 22B. 23B. 24B. 25A. 26A. 27D. 28B. 29B. 30D. 31D. 32B. 33D. 34C. 35B. 36D. 37C. 38B. 39D. 40A. 41B. 42C. 43B. 44B. 45B. 46D. 47A. 48 A. 49D. 50B. 51B. 52B. 53B. 54A. 55B. 56A. 57A. 58D. 59C. 60C. 61A. 62C. 63C. 64B. 65A. 66C. 67A. 68D. 69D. 70A. 71B. 72D. 73C. 74D. 75C. 76A. 77B. 78B. 79C. 80A. 81D. 82A. 83A. 84D. 85B. 86C. 87D. 88A. 89C. 90B. 91A. 92B. 93C. 94D. 95C. 96A. 97C. 98D. 99B.

237

Các chuyên đề Vật Lí 11

Giải chi tiết: Câu 1. Các điện tích chuyển động gây ra từ trường. Đáp án D. Câu 2. Từ trường tác dụng lực từ lên điện tích chuyển động. Không tác dụng lực lên điện tích đứng yên. Đáp án C. Câu 3. Cảm ứng từ bên trong ống dây hình trụ dài không phụ thuộc vào đường kính của ống dây. Đáp án C. Câu 4. Lỏi sắt sẽ làm từ trường bên trong lòng ống dây tăng mạnh. Đáp án D. Câu 5. Dòng điện chạy cùng chiều trong hai dây dẫn thẳng, dài song song sẽ gây ra tại điểm cách đều hai dây dẫn và nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn các véc tơ cảm ứng từ thành phần cùng phương cùng chiều nên véc tơ cảm ứng từ tổng hợp sẽ có độ lớn B = B1 + B2. Đáp án A. Câu 6. Dòng điện chạy ngược chiều trong hai dây dẫn thẳng, dài song song sẽ gây ra tại điểm cách đều hai dây dẫn và nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn các véc tơ cảm ứng từ thành phần cùng phương ngược chiều nên véc tơ cảm ứng từ tổng hợp sẽ có độ lớn B = |B1 - B2|. Đáp án A. F 0,5  Câu 7. F = I.B.l.sin  B = = 0,05 (T). Đáp án C. I .l.sin  20.0,5.1 Câu 8. f = e.v.B.sin0 = 0 nên chuyển động của electron không đổi. Đáp án A. B.R 3,14.105.0,3 I  Câu 9. B = 2.10-7  I = = 15 (A). Đáp án C. R 2 .107 2.3,14.107 Câu 10. B = 2.10-7.

I 20  2.107. = 4.10-5 (T). Đáp án C. r 0,1

Câu 11. B1 = 2.10-7.

I1 2  2.107. = 10-5 (T); y 4.102

  I2 4 -5 (T);  2.107. = 5.10 và cùng phương, ngược chiều nên B B 1 2 x 2.102 B = B2 – B1 = 4.10-5 T. Đáp án C. Câu 12. f = e.v.B.sin900  0 nên là hướng chuyển động của electron thay đổi. Đáp án B. Câu 13. Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với nhau và có hai dòng điện cùng chiều chạy qua thì chúng hút nhau. Đáp án A. Câu 14. Từ trường của thanh nam châm thẳng giống với từ tường tạo bởi ống dây có dòng điện chạy qua. Đáp án C. Câu 15. Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường tạo ra mômen lực làm quay khung dây đến vị trí mặt phẳng của khung dây vuông góc với các đường sức từ. Đáp án A. Câu 16. Dòng điện trong hai dây dẫn là dòng các electron tự do chuyển động có hướng nên từ tường của dòng điện này sẽ tác dụng lên các electron tự do chuyển động có hướng trong dây dẫn kia. Đáp án D. Câu 17. Dùng nam châm thử ta có thể biết được hướng của véc tơ cảm ứng từ tại nơi đặt nam châm thử. Đáp án D. 238

B2 = 2.10-7.

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 18. Tương tác giữa điện tích đứng yên và điện tích chuyển động là tương tác điện. Đáp án B. Câu 19. Kim nam châm của la bàn đặt trên mặt đất chỉ hướng Bắc - Nam địa lí vì từ trường Trái Đất tác dụng lực từ lên kim nam châm định hướng cho nó. Đáp án C. Câu 20. Lực từ lớn nhất tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều, khi đoạn dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. Đáp án B. Câu 21. F = I.B.l.sin = 5.0,08.0,1.1 = 0,04 (N). Đáp án C. Câu 22. F = I.B.l.sin = 5.0,08.0,1.0,5 = 0,02 (N). Đáp án B. Câu 23. f = |q|.v.B.sin900 = 3,2.10-19.106.0,5.1 = 1,6.10-13 (N). Đáp án B. I 7 20 Câu 24. B = 2.10-7.  2.10 . = 2.10-5 (T). Đáp án B. r 0,2 I B r2 r1 r 10 Câu 25. 2   B2 = B1. 1  4.105 = 10-5 (T). Đáp án A.  I r 40 B1 r 2 2 2.10 7 r1 2.10 7

Câu 26. B1 = 2.10-7.

I1 10 = 2,5.10-5 (T);  2.10 7. r1 8.10 2

B1 = 2.10-7.

I2 10 = 2,5.10-5 (T);  2.107. r2 8.102



B1 và B2 cùng phương, ngược chiều nên B = B2 – B1 = 0. Đáp án A.

Câu 27. B1 = 2.10-7.

I1 10 = 2,5.10-5 (T);  2.10 7. r1 8.10 2

B1 = 2.10-7.

I2 10 = 2,5.10-5 (T);  2.107. 2 r2 8.10



B1 và B2 cùng phương, cùng chiều nên B = B2 + B1 = 5.10-5 (T). Đáp án D.

Câu 28. B = 2.10-7.N. Câu 29. B = 4.10-7

0,15 I = 2.10-7.10. = 3,14.10-6 (T). Đáp án B. 0,3 R

B.l 75.103.0,2 N  II= = 9,95 (A). Đáp án B. l 4 .107 N 4.3,14.107.1200

2400 N I = 4.10-7 .15 = 226.10-3 (T). Đáp án D. 0,2 l Câu 31. f = e.v.B.sin300 = 1,6.10-19.107.1,2.0,5 = 0,96.10-12 (N). Đáp án D. 0,5 I Câu 32. B = 2.10-7.N. = 2.10-7.12. = 24.10-6 (T). Đáp án B. 0,05 R Câu 30. B = 4.10-7

239

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 33. Electron chuyển động trong từ trường và điện trường đều chịu tác dụng của lực từ hoặc lực điện nên có thể bị các lực này làm lệch quỹ đạo. Đáp án D. I 7 12 Câu 34. B = 2.10-7.  2.10 . = 4,8.10-5 (T). Đáp án C. r 0,05

2.107.I 2.107.5 I  r= = 2,5.10-2 (m). Đáp án B. B r 4.105 Câu 36. Tương tác giữa nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện, dòng điện với dòng điện là tương tác từ. Đáp án D. B.r 2.105.0,1 I -7  Câu 37. B = 2.10 .  I = = 10 (A). Đáp án C. r 2.107 2.107 Câu 35. B = 2.10-7.

Câu 38. f = |q|.v.B.sin900  B =

f 4.105  = 0,5 (T). Đáp án B. | q | .v.sin 900 4.1010.2.105.1

7 f2 | q | .v2 .B.sin 900 v2 v2 6 4.10   Câu 39.  f = f = 5.10-5 (N).  2.10 2 1 f1 | q | .v1.B.sin 900 v1 v1 1,6.106

Đáp án D. Câu 40. f = |q|.v.B.sin900 = 3,2.10-19.107.1,8.1 = 5,76.10-12 (N). Đáp án A. Câu 41. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường có hướng trùng với tiếp tuyến của đường sức từ tại điểm đó. Đáp án B Câu 42. Xung quanh một điện tích đứng yên chỉ có điện trường, không có từ trường. Đáp án C. Câu 43. Người ta thường dùng sắt non để làm lõi của nam châm điện. Đáp án B. B.r 1,2.105.0,05 I  Câu 44. B = 2.10-7.  I = = 3 (A). Đáp án B. r 2.107 2.107 Câu 45. Dùng kim nam châm thử để xác định sự tồn tại của từ trường trong không gian. Đáp án B. Câu 46. F = I.B.l.sin; F đạt cực đại khi  = 900. Đáp án D. Câu 47. F = I.B.l.sin; F đạt cực tiểu bằng 0 khi  = 00. Đáp án A. 2.107.I 2.107.3 I  Câu 48. B = 2.10-7.  r = = 10-2 (m). Đáp án A. B r 6.105 Câu 49. B =

2.10-7.N.

B.r 2.105.31,4.102 I  I= = 1 (A). Đáp án D. r N .2 .107 10.2 .107

B.l 6,28.103.25.102 N  IN= = 2500. Đáp án B. l 4 .107.I 4.3,14.107.0,5 Câu 51. Các đường cảm ứng từ là những đường cong khép kín. Đáp án B. I Câu 52. Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây tròn có dòng điện B = 2π.10–7 . R Đáp án B. Câu 50. B = 4.10-7

240

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 53. Độ lớn cảm ứng từ trong lòng một ống dây có N vòng dây, chiều dài có N dòng điện I chạy qua: B = 4π.10–7 I. Đáp án B. l I 1 Câu 54. B = 2.10-7. = 2.10-7. = 2.10-6 (T). Đáp án A. r 0,1 Câu 55. B = 2.10-7.

2.107.I 2.107.5 I  r= = 0,1 (m). Đáp án B. B r 105

2 .107.I 2 .107.5 I  Câu 56. B = R= = 0,1 (m) B R 31,4.106  d = 2R = 0,2 m = 20 cm. Đáp án A. B.r 62,8.104.5.102 I  Câu 57. B = 2.10-7.N.  I = = 5 (A). Đáp án A. r N .2 .107 100.2 .107 2.10-7.

Câu 58. B =

4.10-7

B.l 250.105.0,5 N  IN= = 497,6. Đáp án D. l 4 .107.I 4.3,14.107.2

1 = 2000; 5.10 4 B = 4.10-7nI = 4.10-7.2000.0,1 = 25.10-5 (T). Đáp án C. Câu 60. Các đường sức từ của dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài có dạng là các đường tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện, có tâm nằm trên trục của dây dẫn. Đáp án C. Câu 61. Trong khoảng giữa hai dây dẫn thì cửn ứng từ do hai dòng điện gây ra sẽ ngược chiều nhau. Để độ lớn của hai véc tơ cảm ứng từ bằng nhau (để triệt tiêu nhau) thì đường thẳng Δ phải nằm gần dây dẫn mang dòng I2 hơn (vì I2 < I1). Đáp án A.

Câu 59. Số vòng dây trên 1 mét dài của ống dây: n =



Câu 62. B1 và B2 cùng phương, cùng chiều nên: B = B1 + B2 = 2.10-7.

I I 10 10 + 2.10-7. = 2.10-7. + 2.10-7. 2 R1 R2 8.10 16.10 2

= 1,78.10-5 (T). Đáp án C. Câu 63. Các đường sức từ trường bên trong ống dây dài hình trụ có dòng điện chạy qua là các đường thẳng song song với trục ống và cách đều nhau. Đáp án C. F 3.103  Câu 64. F = I.B.l.sin  B = = 0,08 (T). Đáp án B. I .l.sin  0,75.5.102.1 F 4.102  = 32.10-2 (m). Đáp án A. I .B.sin  0,5.0,5.0,5 Câu 66. Khi hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều thì lực Lo-renxơ tác dụng lên hạt bằng 0 và hạt có thể chuyển động thẳng đều. Đáp án C.

Câu 65. F = I.B.l.sin  l =

241

Các chuyên đề Vật Lí 11 7 f2 | q | .v2 .B.sin 900 v2 v2 6 4,5.10   Câu 67.  f = f = 5.10-5 (N).  2.10 2 1 f1 | q | .v1.B.sin 900 v1 v1 1,8.106 Đáp án A. f 8.1014  Câu 68. f = |q|.v.B.sin  v = = 105 (m/s). | q | .B.sin  32.1019.0,5.0,5 Đáp án D. Câu 69. Từ tường không tác dụng lên hạt mang điện đứng yên. Đáp án D. Câu 70. Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. Đáp án A. Câu 71. Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó đa số là những đường cong. Đáp án B. Câu 72. Mômen lực từ tác dụng lên một khung dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều còn phụ thuộc vào góc hợp giữa đường sức từ và mặt phằng khung dây. Đáp án D. Câu 73. Từ trường của dòng điện không tác dụng lực lên điện tích đứng yên. Đáp án C. Câu 74. Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương vuông góc với đường cảm ứng từ. Đáp án D. Câu 75. F = I.B.l.sin. Đáp án C. Câu 76. F = I.B.l.sin1800 = 0. Đáp án A. Câu 77. Lực từ tác dụng lên mọi phần của đoạn dây. Đáp án B. F 7,5.10 2  Câu 78. F = I.B.l.sin  sin = = 0,5 = sin300. Đáp án B. I .B.l 5.0,5.6.10 2 I Câu 79. B = 2.10-7. ; rM = 2rN nêm BN = 2BM. Đáp án C. r 



Câu 80. BM = - BN . Đáp án A.

2.107.I 2.107.5 I  r= = 0,025 (m). Đáp án D. B r 4.105 20 I Câu 82. B = 2.10-7. = 2.10-7. = 8.10–5 (T). Đáp án A. r 5.102 Câu 81. B = 2.10-7.

Câu 83. B = 2.10-7. 

B.r 2.105.0,1 I  I= = 10 (A). Đáp án A. r 2.107 2.107 

Câu 84. Để B1 và B2 cùng phương, ngược chiều thì I1 và I2 phải ngược chiều. B1 = B2 hay 2.10-7. 

I 5 I1 = 2.10-7; r1 = 5r2  I2 = 1  = 1 (A). Đáp án D. 5 5 R1



Câu 85. B1 và B2 cùng phương, cùng chiều nên: 242

Các chuyên đề Vật Lí 11

I1 I 5 1 + 2.10-7. 2 = 2.10-7. + 2.10-7. 2 R R 16.10 16.10 2 = 0,75.10-5 (T). Đáp án B.

B = B1 + B2 = 2.10-7. 



Câu 86. B1 và B2 cùng phương, ngược chiều nên:B = B1 - B2 . B= 2.10-7.

I1 I 5 1 - 2.10-7. 2 = 2.10-7. - 2.10-7. = 1,2.10-5 (T). Đáp án C. 2 R1 R2 8.10 40.102



Câu 87. B1 và B2 cùng phương, ngược chiều nên: B = B1 - B2 = 2.10-7.

I1 I 100 100 - 2.10-7. 2 = 2.10-7. - 2.10-7. 2 R1 R2 10.10 30.10 2

= 13,3.10-5 (T). Đáp án D. B.l 25 .104.0,4 N  Câu 88. B = 4.10-7 I  N = = 1250. Đáp án A. l 4 .107.I 4. .107.2 1m Câu 89. n = = 1250. Đáp án C. 0,8.103 m Câu 90. n =

1m = 1250; B = 4.10-7nI 0,8.103 m

B 6,28.103  = 4 (A); U = I.R = 4.1,1 = 4,4 (V). Đáp án B. 4 .107 n 4.3,14.107.1250 Câu 91. Lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường. Đáp án A. Câu 92. Độ lớn của lực Lo-ren-xơ được tính theo công thức: f = |q|.v.B.sinα. Đáp án B. Câu 93. Phương của lực Lorenxơ vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ. Đáp án C. Câu 94. f = |q|.v.B.sin = 1,6.10-19.2.105.0,2.1 = 6,4.10–15 (N). Đáp án D. Câu 95. f = |q|.v.B.sin = 1,6.10-19.2.106.0,02.0,5 = 3,2.10–15 (N). Đáp án C. Câu 96. Các cạnh song song với các đường sức từ thì không chịu tác dụng của lực từ. Đáp án A. 6 f2 | q | .v2 .B.sin 900 v2 v    f2 = f1 2  2.106 15.106 = 5.10-6 (N). Câu 97. 0 f1 | q | .v1.B.sin 90 v1 v1 6.10 Đáp án C.

I=



Câu 98. Khi B1 và B2 vuông góc nhau thì B = B1 + B2 sẽ có độ lớn B =

B12  B22 .

Đáp án D. 



Câu 99. Góc hợp giữa B và B1 là α được tính theo: tanα =

B2 . Đáp án B. B1

243

Các chuyên đề Vật Lí 11

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài 2. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 2a có các dòng điện ngược chiều cùng cường độ I1 = I2 = I chạy qua. a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài 3. Bốn dây dẫn thẳng, dài đặt song song trong không khí, tiết diện ngang ABCD tạo thành hình vuông cạnh a = 10 cm. Trong mỗi dây có dòng điện cường độ I = 3 A chạy qua theo chiều như hình vẽ.

Xác định véc tơ cảm ứng từ tổng hợp do 4 dòng điện này gây ra tại tâm O của hình vuông. Bài 4. Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dây liên tiếp cách nhau một đoạn a = 6 cm, cường độ dòng điện I1 = I2 = I, I3 = 2I, dây I3 nằm ngoài I1, I2 và dòng I3 ngược chiều I1, I2. Tìm vị trí điểm M có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0. Bài 5. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng 0,04 kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ, thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,04 T sao cho các đường cảm ứng từ vuông góc với đoạn dây MN như hình vẽ.

244

Các chuyên đề Vật Lí 11

Cho dòng điện I chạy qua dây. a) Định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không. b) Cho MN = 25 cm, I = 16 A, có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây. Bài 6. Hạt  (hạt nhân hêli) khối lượng 6,7.10-27 kg, điện tích 3,2.10-19 C chuyển động trong từ trường có cảm ứng từ 1,2 T theo quỹ đạo tròn có bán kính 0,45 m. Tính vận tốc v, chu kì quay T, động năng Wđ của hạt  trong từ trường và hiệu điện thế U cần thiết đã dùng để tăng tốc cho nó trước khi đi vào từ trường. * Hướng dẫn giải. Bài 1. a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm 



ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7

I = 2.10-5 T. x 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ

d  x   2 x

lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2B1 b) Theo câu a) ta có: B1 = B2 = 2.10-7

= 3,2.10-5 T.

I ; x 245

Các chuyên đề Vật Lí 11

d  x   2 x

B = 2B1cos =

2.2.10-7

I x

= 4.

10-7I

1 d2  ; x2 4x4

4 d2  d2  1 d2  B đạt cực đại khi 2  4 = 2 . 2 .1  2  đạt cực đại; theo bất đẳng thức d 4x  4x  x 4x 4 d2  d2  d2 d2   . . 1  Côsi thì 2 đạt cực đại khi =1d 4 x 2  4 x 2  4x 2 4x 2 x=

d = 8,5 cm. Khi đó Bmax = 3,32.10-5 T. 2

Bài 2. a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng 



từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7

I . x 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ

I a a . = 4.10-7 I 2 . x x x a b) Đặt MH = y; ta có x2 = a2 + y2  B = 4.10-7 I 2 ; a  y2 I B đạt cực đại khi y = 0  x = a; khi đó Bmax = 4.10-7 . a lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2. 2.10-7

Bài 3. Các dòng điện chạy trong các dây dẫn A, B, C, D gây ra tại O các véc tơ cảm 



ứng từ B1 , B2 , B3 và B4 có phương chiều như hình vẽ. 246

Các chuyên đề Vật Lí 11

Có độ lớn: B1 = B2 = B3 = B4 = 2.10-7. Cảm ứng từ tổng hợp tại O là: 



I 3 = 2.10-7. = 26,66.10-6 (T). AO 0,1 2 2 



B = B1 + B2 + B3 + B4 = 2 B1 + 2 B2 (vì B1 = B3 ; B2 = B4 ); có độ lớn: B = 2B1cos450 + 2B2cos450 = 4B1cos450 = 4.26,66.10-6. 



2 = 37,7.10-6 (T). 2 



Bài 4. Cảm ứng từ tổng hợp tại M: B = B1 + B2 + B3 = 0 . Trường hợp 1: 



Nếu M nằm ngoài đoạn thẳng AC và gần I1 hơn I3 thì: B1 và B2 cùng phương, cùng 

chiều và ngược chiều với B3 , khi đó để B = 0 thì B1 + B2 = B3 hay I I 2I + 2.10-7. = 2.10-7. AM AM  AB AM  AB  BC 1 2 2 AM  0,06 2 1  + =  = AM  0,06 AM  0,12 AM ( AM  0,06) AM  0,12 AM  (AM + 0,03).(AM + 0,12) = AM.(AM + 0,06)  0,09AM + 0,0036  AM < 0: không phù hợp. Trường hợp 2:

2.10-7.



Nếu M nằm ngoài đoạn thẳng AC và gần I3 hơn I1 thì: B1 và B2 cùng phương, cùng 

chiều và ngược chiều với B3 , khi đó để B = 0 thì B1 + B2 = B3 hay 2.10-7.

I I 2I + 2.10-7. = 2.10-7. AB  BC  CM BC  CM CM

247

Các chuyên đề Vật Lí 11

1 1 2CM  0,18 2 2 + =  = 0,12  CM 0,06  CM CM (0,12  CM).(0,06  CM) CM 2 2  CM + 0,09CM = CM + 0,18CM + 0,0072  CM < 0: không phù hợp. Trường hợp 3: 



Nếu M nằm trên đoạn thẳng BC thì B1 ; B2 và B3 cùng chiều nên B  0. Trường hợp 4:



Nếu M nằm trên đoạn thẳng AB thì B1 và B3 cùng phương, cùng chiều và ngược 

chiều với B2 , khi đó để B = 0 thì B1 + B3 = B2 hay I 2I I + 2.10-7. = 2.10-7. AB  BM BC  BM BM 1 2 0,18  BM 1 1  + =  = 2 2 0,06  BM 0,06  BM BM BM 0,06  BM 2 2  0,18BM – BM = 0,0036 – BM  0,18BM = 0,0036  BM = 0,02 (m). Vậy: M nằm trên đường thẳng song son với 3 dây, cách dây 1 4 cm, cách dây 2 2 cm và cách dây 3 8cm. Bài 5. a) Chiều và độ lớn của I Để lực căng của dây treo bằng không thì trọng lực và lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn phải cân bằng nhau, nghĩa là lực từ phải hướng thẳng đứng lên và có độ lớn bằng trọng lực. Để lực từ hướng thẳng đứng lên thì dòng điện phải chạy từ M đến N (qui tắc bàn tay trái). Lực từ và trong lực bằng nhau về độ lớn: B.I.l = m.g = D.l.g D.g 0,04.10  I= = 10 (A). B 0,04 b) Lực căng của dây Khi dòng điện chạy theo chiều từ N đến M thì lực từ hướng thẳng đứng xuống phía dưới. Để MN cân bằng thì lực căng của hai sợi dây phải cân bằng với lực từ và trong lực.

2.10-7.

248

Các chuyên đề Vật Lí 11

Khi đó: 2T = P + F = mg + B.I.l = D.l.g + B.I.l D.l.g  B.I .l 0,04.0,25.10  0,04.16.0,25  T= = 0,13 (N). 2 2 Bài 6. Vận tốc: lực Lo-ren-xơ f = |q|.v.B.sin = |q|.v.B (vì  = 900) là lực hướng tâm v2 | q | .B.R 3,2.1019.1,2.0,45 nên f = |q|.v.B = m. v= = 26.106 (m/s).  R m 6,7.1027 2 R 2.3,14.0,45  Chu kì: T = = 1,09.10-7 (s). v 26.106 1 1 Động năng: Wđ = mv2 = .6,7.10-27.(26.106)2 = 2,26.10-12 (J). 2 2 W 2,26.1012 Hiệu điện thế: Wđ = |q|U  U = ñ  = 7.106 (V). | q | 3,2.1019 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 5 A, I2 = 10 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dòng I1 6 cm, cách dòng I2 4 cm. Đề 2. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 8 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I1 = 9 A, I2 = 6 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dòng I1 12 cm, cách dòng I2 4 cm. Đề 3. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 15 A, I2 = 10 A chạy qua. Xác định một vị trí mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. Đề 4. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I1 = 12 A, I2 = 8 A chạy qua. Xác định một vị trí mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. Đề 5. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 18 A, I2 = 9 A chạy qua. Xác định 249

Các chuyên đề Vật Lí 11

cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dòng I1 12 cm, cách dòng I2 9 cm. Đề 6. Hai dây đẫn thẳng, rất dài, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 20 cm có các dòng điện cùng chiều, cùng cường độ I1 = I2 = I = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dòng điện này một khoảng 15 cm. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa và các tính chất của đường sức từ. Câu 2 (2 điểm): Nêu đặc điểm của từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn. Câu 3 (2 điểm): Một dây dẫn được uốn thành một vòng tròn đặt trong không khí. Khi cho dòng điện có cường độ 2 A chạy qua vòng dây thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn 6.10-4 T. Tính cường độ dòng điện chạy qua vòng dây để cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn 18.10-4 T. Câu 4 (2 điểm): Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ dòng điện I1 = 9 A; I2 = 9 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại một điểm cách dây dẫn mang dòng I1 12 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 9 cm. Câu 5 (2 điểm): Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng a có các dòng điện cùng chiều, cùng cường độ I1 = I2 = I chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng x. Xác định x (theo a) để cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại M đạt giá trị cực đại. Đề 2 Câu 1 (2 điểm): Nêu đặc điểm của véc tơ lực Lo-ren-xơ. Câu 2 (2 điểm): Nêu đặc điểm của từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Câu 3 (2 điểm): Một dây dẫn được uốn thành một vòng tròn đặt trong không khí. Khi cho dòng điện có cường độ 3 A chạy qua vòng dây thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn 9.10-4 T. Tính độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây khi cường độ dòng điện chạy qua vòng dây có cường độ 5 A. Câu 4 (2 điểm): Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 25 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ dòng điện I1 = 9 A; I2 = 30 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại một điểm cách dây dẫn mang dòng I1 15 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 20 cm. Câu 5 (2 điểm): Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng 2a có các dòng điện ngược chiều, cùng cường độ I1 = I2 = I chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng x. Xác định x (theo b) để cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại M đạt giá trị cực đại.

250

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung 1 Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì các dòng điện I1 và 



I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

I1 6 = 2.10-5 (T);  2.10 7. AM 6.10 2 I 10 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 5.10-5 (T). BM 4.10 2

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 . 



Điểm

2 2 2



Vì B1  B2 nên B  B1  B2 Có độ lớn: B = B1 + B2 = 2.10-5 + 5.10-5 = 7.10-5 (T). Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B thì các dòng điện I1 và 



I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

2 I1 9 = 1,5.10-5 (T);  2.107. AM 12.102 I 6 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 3.10-5 (T). BM 4.10 2

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.



2 2



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 . 



Vì B1  B2 và B2 > B1 nên B  B2 Có độ lớn: B = B2 – B1 = 3.10-5 1,5.10-5 = 1,5.10-5 T.

2 251

Các chuyên đề Vật Lí 11

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Các dòng điện I1 và I2 



gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 . Để cảm ứng từ 



tổng hợp tại M bằng 0 thì B = B1 + B2 = 0  B1 = - B2 tức là 



B1 và B2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dòng I2 hơn (vì I1 > I2) (như hình vẽ).

2 I1 I2  2.10 7. AM AM  AB AB.I1 15.15   AM = = 45 (cm); I1  I 2 15  10

Với B1 = B2 thì 2.10-7.

BM = AM – AB = 45 – 15 = 30 (cm). Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 



gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 . Để cảm ứng từ 



2 1



tổng hợp tại M bằng 0 thì B = B1 + B2 = 0  B1 = - B2 tức là 



B1 và B2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dòng I2 hơn (vì I1 > I2) (như hình vẽ).

2 I1 I2  2.10 7. AM AB  AM AB.I1 15.12   AM = = 9 (cm); I1  I 2 12  8

Với B1 = B2 thì 2.10-7.

BM = AB – AM = 15 – 9 = 6 (cm).

2 1 1 252

Các chuyên đề Vật Lí 11

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng 



từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

2 I1 18 = 3.10-5 (T);  2.107. AM 12.102 I 9 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 2.10-5 (T). BM 9.10 2

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B= 6

B12  B22  (3.105 )2  (2.105 )2 = 3,6.10-5 (T).

2 2 1 2

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 



gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

3 Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7.

I1 12 = 1,6.10-5 (T).  2.107. AM 15.102 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = 2B1.cos = 2B1 . = 2,4.10-5 (T).

AM 2  AH 2 = 2. 1,6.10-6. AM

152  102 15

2 253

Các chuyên đề Vật Lí 11

2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó. + Các tính chất của đường sức từ: - Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được 1 đường sức từ. - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc). - Quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chổ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chổ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa. 2 + Đường sức từ đi qua tâm O và vuông góc với mặt phẳng chứa vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu còn các đường khác là những đường cong. + Chiều của các đường sức từ đi qua phần mặt phẳng giới hạn bởi vòng dây: vào mặt Nam (khi nhìn vào thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ), ra mặt Bắc (khi nhìn vào thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ) của dòng điện tròn đó.

Điểm 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5

0.5



+ Véc tơ cảm ứng từ B tại tâm O của vòng dây có: - Điểm đặt (gốc véc tơ): tại tâm vòng dây; - Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây; - Chiều: vào mặt Nam ra mặt Bắc; I I - Độ lớn: B = 2.10-7 ; khung có N vòng: B = 2.10-7 N . R R I I Ta có: B1 = 2.10-7 1 ; B2 = 2.10-7 2 R R 4 B I B .I 18.10 .2  2  2  I2 = 2 1  = 6 (A). B1 I1 B1 6.104 Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng 



từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ. I1 6 = 1,5.10-5 (T);  2.107. AM 12.102 I 6 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 1,33.10-5 (T). BM 9.10 2

0,25 0,25 0,25 0,25 1 1

0,5

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.

0,5 254

Các chuyên đề Vật Lí 11

0,5 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B= 5

B12  B22  (1,5.10 5 )2  (1,33.10 5 )2 = 2.10-5 (T).

0,5

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 



gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

0,25

0,5 Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7.

I . x 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn:

0,25

a x 2  ( )2 2 B = B1cos + B2cos = 2.B1.cos = 2.B1. x

I = 2.2.10-7. . x

a x 2  ( )2 2 2 = 4.10-7. I. 1  a . x x 2 4.x 4

B đạt cực đại khi

0,5

1 a2 4 a2  a2    . . 1    đạt cực đại. x 2 4.x 4 a2 4.x 2  4.x 2  255

Các chuyên đề Vật Lí 11

Theo bất đẵng thức Côsi thì

 a a a   1  x= . 2 2  4.x  4.x  2 2

khi Đề 2. Câu 1

4 a2  a2  . . 1    đạt cực đại a2 4.x 2  4.x 2 

0,5

Nội dung

Điểm



Véc tơ Lực Lo-ren-xơ f có: + Điểm đặt (gốc véc tơ): đặt lên điện tích; 

0,5



+ Phương: vuông góc với v và B ; + Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở

0,5



rộng sao cho B hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến 



ngón giữa là chiều của v khi q0 > 0 và ngược chiều v khi q0 < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra; 

0,5



+ Độ lớn: f = |q0|vBsin; với  là góc tạo bởi v và B . + Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên trục dây dẫn. + Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.

0,5 0,5

0,5



I . r

I1 I ; B2 = 2.10-7 2 R R B2 I 2 B1 .I 2 9.104.5     B2 = = 15.10-4 (T). B1 I1 I1 3

Ta có: B1 = 2.10-7

0,25 0,25 0,25 0,25 1 1

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Tam giác AMB vuông 256

Các chuyên đề Vật Lí 11

tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng 



từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

I1 9 = 1,5.10-5 (T);  2.107. AM 12.102 I 30 B2 = 2.10-7. 2  2.107. = 3.10-5 (T). BM 20.10 2

Có độ lớn: B1 = 2.10-7.



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B= 5

B12  B22  1,52  32 = 3,354.10-5 (T).

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Các dòng điện I1 và I2 



gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ.

0,25

0,5 Có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7

I . x 



Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2.B1.cos = 2. 2.10-7. = 4.10-7. I.

I a . x x

a . x2

Đặt MH = y; ta có x2 = a2 + y2  B = 4.10-7 .I. B đạt cực đại khi y = 0  x = a.

0,5

a ; a  y2 2

0,5 257

Các chuyên đề Vật Lí 11

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. LÝ THUYẾT 1. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng từ. Nêu định nghĩa, đơn vị từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ. + Từ thông  qua diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B được tính theo 

công thức:  = BScos; trong đó  là góc hợp giữa pháp tuyến n của diện tích S 

và véc tơ cảm ứng từ B . Trong hệ SI đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb): 1Wb = 1T.1m2. + Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. 2. Chiều dòng điện cảm ứng. Phát biểu định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng. + Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín. + Nói riêng, khi từ thông qua (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.

3. Dòng điện Fu-cô. Nêu định nghĩa, tính chất và công dụng của dòng Fu-cô. + Khi một khối kim loại chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên thì trong khối kim loại xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện Fu-cô. + Do tác dụng của dòng Fu-cô, mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng. + Khối kim loại chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên sẽ nóng lên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại. Trong nhiều trường hợp, sự xuất hiện dòng Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại bằng cách ghép khối kim loại đó bởi các lá mỏng cách điện nhau.

258

Các chuyên đề Vật Lí 11

4. Suất điện động cảm ứng. Nêu định nghĩa, viết biểu thức xác định suất điện động cảm ứng, giải thích và nêu đơn vị của các đại lượng trong biểu thức. + Khi từ thông qua một mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín đó xuất hiện suất điện động cảm ứng và do đó tạo ra dòng điện cảm ứng.  + Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi: ec = ; với ec là suất điện động t cảm ứng, đơn vị vôn (V);  = 2 - 1 là độ biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi (C), đơn vị vêbe (Wb); t = t2 – t1 là khoảng thời gian xảy ra biến thiên, đơn vị giây (s); dấu (-) để phù hợp với định luật Len-xơ. 5. Sự chuyển hoá năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. Trình bày sự chuyển hoá năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, để tạo ra sự biến thiên từ thông qua mạch (C), phải có ngoại lực tác dụng vào (C) và ngoại lực này đã sinh ra một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là đã tạo ra điện năng. Vì vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hoá cơ năng thành điện năng. Đây là cơ sở cho một phương thức sản xuất điện năng, làm nền tảng cho công cuộc điện khí hoá như nhà máy thủy điện, nhiệt điện... 6. Hiện tượng tự cảm. Viết các biểu thức tính hệ số tự cảm của một ống dây dài, biểu thức tính suất điện động tự cảm, giải thích và nêu đơn vị của các đại lượng trong các biểu thức đó. N2 + Hệ số tự cảm của một ống dây dài: L = 4.10-7  S; với L là hệ số tự cảm, đơn l vị henri (H); N là số vòng dây của ống dây; l là chiều dài của ống dây, đơn vị mét (m); S là diện tích của mỗi vòng dây, đơn vị mét vuông (m2);  là độ từ thẩm của lỏi sắt (nếu trong lòng cuộn dây có lỏi sắt). + Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện i suất điện động tự cảm: etc = - L ; với etc là suất điện động tự cảm, đơn vị vôn (V); t L là hệ số tự cảm, đơn vị henry (H); i = i2 – i1 là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch, đơn vị ampe (A); t = t2 – t1 là khoảng thời gian xảy ra biến thiên, đơn vị giây (s). II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Từ thông qua khung dây – Chiều của dòng điện cảm ứng. * Các công thức:  

+ Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường:  = BScos( n, B ).  

+ Từ thông qua khung dây có N vòng dây:  = NBScos( n, B ). 259

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường của nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. * Phương pháp giải: + Để tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây ta xác định góc hợp bởi véc 



tơ pháp tuyến n của diện tích S của mỗi vòng dây và véc tơ cảm ứng từ B rồi sử  

dụng công thức  = NBScos( n, B ). + Để xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây (vòng dây) kín trước hết ta xác định chiều của véc tơ cảm ứng từ ngoài sau đó xét xem từ thông  qua khung dây (vòng dây) tăng hay giảm theo thời gian: 

-Nếu từ thông  tăng thì cảm ứng từ BC của dòng điện cảm ứng ngược chiều với 

cảm ứng từ ngoài B . 

-Nếu từ thông  giảm thì cảm ứng từ BC của dòng điện cảm ứng cùng chiều với 

cảm ứng từ ngoài B . 

-Sau khi đã xác định được chiều của BC ta sử dụng quy tắc nắm tay phải để tìm chiều của dòng điện cảm ứng. * Bài tập: Bài 1. Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm2 đặt trong từ trường đều cảm 

ứng từ B = 0,1 T. Mặt phẳng vòng dây làm thành với B một góc  = 300. Tính từ thông qua S. Bài 2. Một khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẵng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Tính bán kín vòng dây khi Từ thông qua khung dây là 1,2.10-5 Wb. Bài 3. Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1 T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 600. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây. Bài 4. Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó. Bài 5. Đặt một thanh nam châm thẳng ở gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ.

260

Các chuyên đề Vật Lí 11

Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp: a) Đưa nam châm lại gần khung dây. b) Kéo nam châm ra xa khung dây. Bài 6. Cho một ống dây quấn trên lỏi thép có dòng điện chạy qua đặt gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ.

Cường độ dòng điện trong ống dây có thể thay đổi được nhờ biến trở có có con chạy R. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp: a) Dịch chuyển con chạy về phía N. b) Dịch chuyển con chạy về phía M. * Hướng dẫn giải: 

Bài 1. Mặt phẵng vòng dây làm thành với góc 300 nên góc giữa B và pháp tuyến 

 

n là 600. Do đó:  = BScos( n, B ) = 25.10-6 Wb.  

 

Bài 2. Ta có:  = BScos( n, B ) = BR2cos( n, B ) R=

  

B cos(n, B)

= 8.10-3 m = 8 mm.  

Bài 3. Ta có:  = NBScos( n, B ) = 8,7.10-4 Wb. Bài 4. Ta có:  = BScos  cos =

 1 106 = =   = 600. 4 2 2 BS 2 8.10 (5.10 )

Bài 5. a) Khi đưa nam châm lại gần khung dây, từ thông qua khung dây tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ngoài (để chống lại sự tăng của từ thông qua khung dây) nên dòng điện 261

Các chuyên đề Vật Lí 11

cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ B đến A (xác định nhờ quy tắc nắm tay phải).

b) Khi đưa nam châm ra xa khung dây, từ thông qua khung dây giảm, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ngoài (để chống lại sự giảm của từ thông qua khung dây) nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ A đến B.

Bài 6. a) Khi con chạy dịch chuyển về phía M, điện trở của biến trở giảm, cường độ dòng điện qua ống dây tăng, từ trường tăng, từ thông qua khung dây tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ngoài để chống lại sự tăng của từ thông nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ B đến A.

b) Khi con chạy dịch chuyển về phía N, điện trở của biến trở tăng, cường độ dòng điện qua ống dây giảm, từ trường giảm, từ thông qua khung dây giảm, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ngoài để chống lại sự giảm của từ thông nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ A đến B.

262

Các chuyên đề Vật Lí 11

2. Suất điện động cảm ứng trong khung dây. * Công thức: Suất điện động cảm ứng trong khung dây ec = - N

 . t

* Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính suất điện động cảm ứng trong khung dây khi từ thông qua khung dây biến thiên để giải. * Bài tập: Bài 1. Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây góc 300 và có độ lớn bằng 2.10-4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi. Bài 2. Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 600. Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s: a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi. b) Cảm ứng từ giảm đến 0. Bài 3. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian t = 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung. Bài 4. Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng 

S = 20 cm2 đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến 

n của mặt phẵng khung dây góc  = 600, độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T, điện trở

khung dây R = 0,2 . Tính suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện xuất hiện trong khung dây nếu trong thời gian t = 0,01 giây, cảm ứng từ: a) Giảm đều từ 0,04 T đến 0. b) Tăng đều từ 0 đến 0,02 T. Bài 5. Một khung dây dẫn đặt vuông góc với một từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian. Tính suất điện động cảm ứng và tốc độ biến thiên của cảm ứng từ, biết rằng cường độ dòng điện cảm ứng là IC = 0,5 A, điện trở của khung là R = 2  và diện tích của khung là S = 100 cm2. 263

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 6. Một ống dây hình trụ dài gồm 103 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2. Ống dây có điện trở R = 16 , hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ song song với trục của ống dây và có độ lớn tăng đều 10-2 T/s. Tính công suất tỏa nhiệt của ống dây. Bài 7. Một vòng dây diện tích S = 100 cm2 nối vào tụ điện có điện dung C = 200 F, được đặt trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, có độ lớn tăng đều 5.10-2 T/s. Tính điện tích tụ điện. Bài 8. Một khung dây có 1000 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung. Diện tích mặt phẳng giới hạn bởi mỗi vòng là 2 dm2. Cảm ứng từ của từ trường giảm đều từ 0,5 T đến 0,2 T trong khoảng thời gian 0,1 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một vòng dây và trong khung dây. * Hướng dẫn giải:  

0  NBS cos( n , B)  Bài 1. Ta có: ec = == 2.10-4 V. t t  

Bài 2. Từ thông qua khung dây lúc đầu: 1 = NBScos( n, B ) = 6,8.10-2 Wb.

 2  1 = - 1,36 V. t   1 b) Khi 2 = 0 thì ec = - 2 = 1,36 V. t a) Khi 2 = 21 thì ec = -



Bài 3. Ta có: 1 = 0 vì lúc đầu n  B ; 2 = BS = 2.10-4 Wb vì lúc sau n // B . Do đó: ec = -

 2  1 = - 5.10-3 V. t

 

NS cos( n , B)   1 Bài 4. Ta có: |ec| = | 2 |= .|B2 – B1| t t 10.2.10 3 cos 600 |e | a) |ec| = .|0 – 0,04| = 0,04 V; i = c = 0,2 A. 0,01 R 10.2.10 3 cos 600 |e | .|0,02 – 0| = 0,02 V; i = c = 0,1 A. 0,01 R |e | | B | S | B | | ec | Bài 5. Ta có: Ic = c  |ec| = IcR = 1 V; |ec| =  = = 100 T/s. R t t S |e | | B | NS Bài 6. Ta có: |ec| = = 0,1 V; i = c = 0,625.10-2 A; t R b) |ec| =

P = i2R = 6,25.10-4 W. Bài 7. Ta có: U = |ec| =

| B | S = 5.10-4 V; q = CU = 10-7 C. t 264

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 8. Trong một vòng dây: |ec| =

| B | S = 6.10-2 V. t

Trong khung dây: |Ec| = N|ec| = 60 V. 3. Độ tự cảm của ống dây – Suất điện động tự cảm. * Các công thức: + Hệ số tự cảm của ống dây: L = 4.10-7

N2 S. l

+ Từ thông tự cảm qua ống dây có dòng điện i chạy qua:  = Li + Suất điện động tự cảm: etc = - L

i . t

* Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng có liên quan đến độ tự cảm của ống dây, suất điện động tự cảm năng lượng từ trường của ống dây ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập: Bài 1. Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. a) Tính độ tự cảm của ống dây. b) Tính từ thông qua mỗi vòng dây. c) Thời gian ngắt dòng điện là t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. Bài 2. Một cuộn tự cảm có L = 3 H được nối với nguồn điện có suất điện động 6 V, điện trở trong không đáng kể, điện trở của cuộn dây cũng không đáng kể. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị 5 A? giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian. Bài 3. Một cuộn tự cảm có L = 50 mH cùng mắc nối tiếp với một điện trở R = 20 , nối vào một nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở trong không đáng kể. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện I tại: a) Thời điểm ban đầu ứng với I = 0. b) Thời điểm mà I = 2 A. Bài 4. Trong một mạch kín có độ tự cảm 0,5.10-3 H, nếu suất điện động tự cảm bằng 0,25 V thì tốc độ biến thiên của dòng điện bằng bao nhiêu? 5. Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2 cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ 0 đến 1,5 A. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây. Bài 6. Tính độ tự cảm của một ống dây. Biết sau thời gian t = 0,01 s, cường độ dòng điện trong ống dây tăng đều từ 1 A đến 2,5 A thì suất điện động tự cảm xuất hiện trog ống dây là 30 V. * Hướng dẫn giải: 2

Bài 1. a) L = 4.10-7

N2 N2 d  S = 4.10-7    = 0,02 H. l l 2 265

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Từ thông qua ống dây:  = Li = 0,04 Wb. Từ thông qua mỗi vòng dây:  =

 = 4.10-5 Wb. N

i | = 0,4 V. t i i i e Li Bài 2. Ta có: e + etc = e - L = (R + r)i = 0  = = t= = 2,5 s. t t t L e i i e  RI Bài 3. Ta có: e + etc = e - L = RI  = . t t L i e a) Thời điểm ban đầu với I = 0: = = 1,8.103 A/s. t L i e  RI b) Thời điểm I = 2 A: = = 103 A/s. t L |e | i i Bài 4. |etc| = |- L || | = tc = 500 A/s. t t L c) |etc| = |- L

i N2 N2 d  -7 Bài 5. L = S = 4.10    = 5.10-4 H; |etc| = |- L | = 0,075 V. t l l 2 i t Bài 6. |etc| = |- L |  L = |etc| = 0,2 H. t i 4.10-7

III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Chọn câu sai. A. Khi đặt diện tích S vuông góc với các đường sức từ, nếu S càng lớn thì từ thông có giá trị càng lớn. B. Đơn vị của từ thông là vêbe (Wb). C. Giá trị của từ thông qua diện tích S cho biết cảm ứng từ của từ trường lớn hay bé. D. Từ thông là đại lượng vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng 0. Câu 2. Trong một mạch kín dòng điện cảm ứng xuất hiện khi A. trong mạch có một nguồn điện. B. mạch điện được đặt trong một từ trường đều. C. mạch điện được đặt trong một từ trường không đều. D. từ thông qua mạch điện biến thiên theo thời gian. Câu 3. Một khung dây phẳng diện tích S = 12 cm2, đặt trong từ trường đều cảm ứng 

từ B = 5.10-2 T. Mặt phẳng của khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B một góc 300. Từ thông qua diện tích S bằng A. 3 3 .10-4 Wb. B. 3.10-4 Wb. C. 3 3 .10- Wb. D. 3.10-5 Wb. 266

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 4. Muốn cho trong một khung dây kín xuất hiện một suất điện động cảm ứng thì một trong các cách đó là A. làm thay đổi diện tích của khung dây. B. đưa khung dây kín vào trong từ trường đều. C. làm cho từ thông qua khung dây biến thiên. D. quay khung dây quanh trục đối xứng của nó. Câu 5. Một vòng dây dẫn tròn, phẳng có đường kính 2 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B =

 1 T. Từ thông qua vòng dây khi véc tơ cảm ứng từ B hợp với 5



pháp tuyến n của mặt phẳng vòng dây góc  = 600 bằng A. 3 .10-5 Wb. B. 10-5 Wb. C. 3 .10-4 Wb. D. 10-4 Wb. Câu 6. Trong hệ SI đơn vị của hệ số tự cảm là A. Tesla (T). B. Henri (H). C. Vêbe (Wb). D. Fara (F). Câu 7. Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào hiện tượng A. lực điện do điện trường tác dụng lên hạt mang điện. B. cảm ứng điện từ. C. lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động. D. lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Câu 8. Hiện tượng tự cảm thực chất là A. hiện tượng dòng điện cảm ứng bị biến đổi khi từ thông qua một mạch kín đột nhiên bị triệt tiêu. B. hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi một khung dây đặt trong từ trường biến thiên. C. hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng khi một dây dẫn chuyển động trong từ trường. D. hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch do chính sự biến đổi dòng điện trong mạch đó gây ra. Câu 9. Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H. Khi cường độ dòng điện biến thiên đều với tốc độ 200 A/s thì suất điện động tự cảm xuất hiện có giá trị A. 10 V. B. 20 V. C. 0,1 kV. D. 2,0 kV. Câu 10. Dòng điện trong cuộn cảm giảm từ 16 A đến 0 A trong 0,01 s, suất điện động tự cảm trong cuộn đó có độ lớn 64 V, độ tự cảm có giá trị A. 0,032 H. B. 0,04 H. C. 0,25 H. D. 4,0 H. Câu 11. Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi A. dòng điện tăng nhanh. B. dòng điện có giá trị nhỏ. C. dòng điện có giá trị lớn. D. dòng điện không đổi. Câu 12. Cuộn dây có N = 100 vòng, mỗi vòng có diện tích S = 300 cm2. Đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T sao cho trục của cuộn dây song song với các đường sức từ. Quay đều cuộn dây để sau t = 0,5 s trục của nó vuông góc với các đường sức từ thì suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây là A. 0,6 V. B. 1,2 V. C. 3,6 V. D. 4,8 V. 267

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 13. Một mạch kín (C) không biến dạng đặt trong từ trường đều, trong trường hợp nào thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng A. mạch chuyển động tịnh tiến. B. mạch quay xung quanh trục vuông góc với mặt phẳng (C). C. mạch chuyển động trong mặt phẳng vuông góc với từ trường. D. mạch quay quanh trục nằm trong mặt phẳng (C). Câu 14. Ống dây điện hình trụ có số vòng dây tăng hai lần thì độ tự cảm A. tăng hai lần. B. tăng bốn lần. C. giảm hai lần. D. giảm 4 lần. Câu 15. Chọn câu sai: Từ thông qua mặt S đặt trong từ trường phụ thuộc 

A. độ nghiêng của mặt S so với B . B. độ lớn của chu vi của đường giới hạn mặt S. 

C. độ lớn của cảm ứng từ B . D. độ lớn của diện tích mặt S. Câu 16. Ống dây điện hình trụ có chiều dài tăng gấp đôi thì độ tự cảm A. không đổi. B. tăng 4 lần. C. tăng hai lần. D. giảm hai lần. Câu 7. Ống dây điện hình trụ có số vòng dây tăng bốn lần và chiều dài tăng hai lần thì độ tự cảm A. tăng tám lần. B. tăng bốn lần. C. giảm hai lần. D. giảm bốn lần. Câu 18. Cách làm nào dưới dây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng? A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn. B. Nối hai cực của nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn. C. Đưa một cực của ắc qui từ ngoài vào trong cuộn dây dẫn kín. D. Đưa một nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. Câu 19. Một khung dây có 100 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung dây. Diện tích của mỗi vòng dây là 2 dm2, cảm ứng từ giảm đều từ 0,5 T đến 0,2 T trong thời gian 0,1 s. Suất điện động cảm ứng trong khung dây là A. 6 V. B. 60 V. C. 3 V. D. 30 V. Câu 20. Cho dòng điện 10 A chạy qua một ống dây tạo ra một từ thông qua vòng dây là 5.10- 2 Wb. Độ tự cảm của ống dây là A. 5 mH. B. 50 mH. C. 500 mH. D. 5 H. Câu 21. Dòng điện qua một ống dây biến đổi đều theo thời gian. Trong thời gian 0,01 s cường độ dòng điện tăng từ 1 A đến 2 A. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn 20 V. Độ tự cảm của ống dây là A. 0,1 H. B. 0,2 H. C. 0,3 H. D. 0,4 H. Câu 22. Một ống dây dài 40 cm, đường kính 4 cm có 400 vòng dây quấn sát nhau. Ống dây mang dòng điện cường độ 4 A. Từ thông qua ống dây là A. 512.10-5 Wb. B. 512.10-6 Wb. C. 256.10-5 Wb. D. 256.10-6 Wb. Câu 23. Một ống dây có 1000 vòng dây, dài 50 cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10 cm2. Độ tự cảm của ống dây là A. 50.10-4 H. B. 25.10-4 H. C. 12,5.10-4 H. D. 6,25.10-4 H. 268

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 24. Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính ống dây bằng 2 cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ 0 đến 3 A. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn là A. 0,15 V. B. 1,50 V. C. 0,30 V. D. 3,00 V. Câu 25. Định luật Len-xơ là hệ quả của định luật bảo toàn A. điện tích. B. động năng. C. động lượng. D. năng lượng. Câu 26. Một khung dây hình vuông có cạnh 5 cm, đặt trong từ trường đều 0,08 T; mặt phẵng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Trong thời gian 0,2 s; cảm ứng từ giảm xuống đến không. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung trong khoảng thời gian đó là A. 0,04 mV. B. 0,5 mV. C. 1 mV. D. 8 V. Câu 27. Một khung dây hình chữ nhật kích thước 3 cm x 4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Véc tơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến của mặt phẵng khung một góc 600. Từ thông qua khung dây đó là A. 1,5 3 .10-7 Wb. B. 1,5.10-7 Wb. C. 3.10-7 Wb. D. 2.10-7 Wb. Câu 28. Một hình vuông cạnh 5 cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4 T. Từ thông qua diện tích hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó là A.  = 00. B.  = 300. C.  = 600. D.  = 900. Câu 29. Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến là α. Từ thông qua diện tích S tính theo công thức A. Φ = BSsinα. B. Φ = BScosα. C. Φ = BStanα. D. Φ = BS. Câu 30. Đơn vị của từ thông là A. Tesla (T). B. Ampe (A). C. Vêbe (Wb). D. Vôn (V). Câu 31. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ song song với các đường cảm ứng từ thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. B. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ song song với các đường cảm ứng từ thì trong khung không có dòng điện cảm ứng. C. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ vuông với các đường cảm ứng từ thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. D. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ hợp với các đường cảm ứng từ một góc nhọn thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. Câu 32. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Một khung dây hình chữ nhật chuyển động thẳng đều trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung luôn song song với các đường cảm ứng từ thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng. 269

Các chuyên đề Vật Lí 11

B. Một khung dây hình chữ nhật chuyển động thẳng đều trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung luôn vuông góc với các đường cảm ứng từ thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng. C. Một khung dây hình chữ nhật chuyển động thẳng đều trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung hợp với các đường cảm ứng từ một góc nhọn thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng. D. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ hợp với các đường cảm ứng từ một góc nhọn thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. Câu 33. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch điện, thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. B. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng. C. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra luôn ngược chiều với chiều của từ trường đã sinh ra nó. D. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó. Câu 34. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch kín được xác định theo công thức  t  A. eC = . B. eC = .t . C. eC = . D. eC = . t  t Câu 35. Trong khoảng thời gian 0,2 s từ thông qua diện tích giới hạn bởi một khung dây giảm từ 1,2 Wb xuống còn 0,4 Wb. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng A. 6 V. B. 4 V. C. 2 V. D. 1 V. Câu 36. Trong khoảng thời gian 0,1 s từ thông qua diện tích giới hạn bởi một khung dây tăng từ 0,6 Wb lên đến 1,6 Wb. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng A. 6 V. B. 10 V. C. 16 V. D. 22 V. Câu 37. Một khung dây hình chữ nhật kích thước 5 cm x 4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10–4 T. Vectơ cảm ứng từ hợp với véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng một góc 300. Từ thông qua diện tích khung dây hình chữ nhật đó là A. 5 2 .10–7 Wb. B. 3.10–7 Wb. C. 5 3 .10–7 Wb. D. 3.10–6 Wb. Câu 38. Một khung dây phẳng, diện tích 20 cm², gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc 300 và có độ lớn B = 2.10–4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01 s. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian từ trường biến đổi là A. 2.10–4 V. B. 2 mV. C. 4.10–4 V. D. 4 mV. Câu 39. Một khung dây phẳng, diện tích 25 cm² gồm 10 vòng dây, khung dây được đặt trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung và có độ lớn tăng 270

Các chuyên đề Vật Lí 11

dần từ 0 đến 2,4.10–3 T trong khoảng thời gian 0,4 s. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong khoảng thời gian có từ trường biến thiên là A. 1,5.10–2 mV. B. 1,5.10–5 V. C. 0,15 mV. D. 0,15 μV. Câu 40. Nguyên nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong thanh dây dẫn chuyển động trong từ trường là A. Lực hoá học tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh. B. Lực Lorenxơ tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh. C. Lực ma sát giữa thanh và môi trường ngoài làm các electron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh. D. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn không có dòng điện đặt trong từ trường làm các electron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh. Câu 41. Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên A. hiện tượng cực dương tan. B. hiện tượng cảm ứng điện từ. C. hiện tượng điện phân. D. hiện tượng phóng tia lửa điện. Câu 42. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi chuyển động trong từ trường hay đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian gọi là dòng điện Fucô. B. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng. C. Dòng điện Fucô được sinh ra khi khối kim loại chuyển động trong từ trường, có tác dụng chống lại chuyển động của khối kim loại đó. D. Dòng điện Fucô chỉ được sinh ra khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường, đồng thời toả nhiệt làm khối vật dẫn nóng lên. Câu 43. Muốn làm giảm hao phí do toả nhiệt của dòng điện Fucô gây trên khối kim loại, người ta thường A. tìm cách tăng điện trở của khối kim loại. B. tìm cách tăng độ dẫn điện của khối kim loại. C. đúc khối kim loại không có phần rỗng bên trong. D. sơn phủ lên khối kim loại một lớp sơn cách điện. Câu 44. Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô sẽ xuất hiện đáng kể trong A. Bàn ủi điện. B. Bếp điện. C. Quạt điện. D. Bình acqui. Câu 45. Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô xuất hiện không đáng kể trong A. Quạt điện. B. Đèn dây tóc. C. Mô tơ điện. D. Bếp từ. Câu 46. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Sau khi quạt điện hoạt động, ta thấy quạt điện bị nóng lên. Sự nóng lên của quạt điện một phần là do dòng điện Fucô xuất hiện trong lõi sắt của của quạt điện gây ra. B. Sau khi bóng đèn huỳnh quang hoạt động, ta thấy chấn lưu (tăng phô) nóng lên. Sự nóng lên đó là do dòng điện Fucô xuất hiện trong chấn lưu gây ra. C. Khi dùng bàn là điện (hoạt động nhờ sợi dây đốt) để là quần áo, bàn là nóng lên. Sự nóng lên của bàn là là do dòng điện Fucô xuất hiện trong bàn là gây ra. D. Máy biến thế dùng trong gia đình khi hoạt động bị nóng lên. Sự nóng lên của máy biến thế chủ yếu là do dòng điện Fucô trong lõi sắt của máy biến thế gây ra. 271

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 47. Đơn vị của hệ số tự cảm là A. Vôn (V). B. Tesla (T). C. Vêbe (Wb). D. Henri (H). Câu 48. Biểu thức tính suất điện động tự cảm là I A. etc = - L. . B. etc = L.I. t N2 t C. etc = 4.10-7.. S. D. etc = - L. . l I Câu 49. Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là I A. L = - etc. . B. L = etc.I. t N2 I C. L = 4.10-7.. S. D. L = etc. . l t Câu 50. Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 H, cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 2 A về 0 trong khoảng thời gian là 4 s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó có độ lớn Câu 51. Một ống dây dài 20 cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 25 cm² gồm 1000 vòng dây. Hệ số tự cảm của ống dây là A. 0,157 H. B. 157.10–4 H. C. 2,51.10–4 H. D. 2,51 mH. Câu 52. Một ống dây có độ tự cảm L = 0,4 H. Cường độ dòng điện qua một ống dây giảm đều theo thời gian từ I1 = 1,2 A đến I2 = 0,4 A trong thời gian 0,2 s. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn A. 0,8 V. B. 1,6 V. C. 2,4 V. D. 3,2 V. Câu 53. Một ống dây có độ tự cảm L = 0,5 H. Cường độ dòng điện qua một ống dây tăng đều theo thời gian từ I1 = 0,2 A đến I2 = 1,8 A trong thời gian 0,01 s. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn A. 10 V. B. 80 V. C. 90 V. D. 100 V. Câu 54. Mạch kín (C) không biến dạng nằm trong từ trường đều. Trong trường hợp nào sau đây thì từ thông qua mạch biến thiên? A. Mạch kín (C) chuyển động tịnh tiến. B. Mạch kín (C) quay quanh trục cố định song song với các đường sức từ. C. Mạch kín (C) chuyển động trong mặt phẵng vuông góc với các đường sức từ. D. Mạch kín (C) quay quanh trục cố định vuông góc với các đường sức từ. Câu 55. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng 54 cm2. Khung dây quay đều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,2 T. Từ thông cực đại qua khung dây là Câu 56. Một khung dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 50 cm2, gồm 1000 vòng dây, quay đều với tốc độ 25 vòng/giây quanh trục cố định  trong từ trường đều có 



cảm ứng từ B . Biết  nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với B . Từ 

thông cực đại qua khung dây là 1,8 Wb. Độ lớn của B là A. 0,18 T. B. 0,72 T. C. 0,36 T. D. 0,51 T. 272

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 57. Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có diện tích 60 cm2, quay đều quanh trục đối xứng (thuộc mặt phẳng khung) trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn 0,4 T. Từ thông cực đại qua khung dây là A. 1,2.10-3 Wb. B. 4,8.10-3 Wb. C. 2,4.10-3 Wb. D. 0,6.10-3 Wb. Câu 58. Một khung dây dẫn cứng hình chữ nhật có diện tích 100 cm2, có thể

quay trong một từ tường đều có cảm ứng từ B = 0,01 T, ban đầu khung ở vị trí mà mặt phẵng khung dây song song với các đường sức từ. Khung quay đều trong thời gian 0,02 s thì đến vị trí mặt phẳng của khung dây vuông góc với các đường sức từ. Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung A. 0,5 V. B. 0,05 V. C. 5 mV. D. 0,5 mV. Câu 59. Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây 100 cm2. Ống dây có điện trở R = 10 , hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với trục hình trụ và có độ lớn tăng đều 4.10-2 T/s. Tính công suất toả nhiệt trong ống dây. A. 0,4 W. B. 0,04 W. C. 0,16 W. D. 0,016 W. Câu 60. Một cuộn dây có độ tự cảm L = 3 H và điện trở không đáng kể được nối với nguồn điện có suất điện động E = 2 V, điện trở trong không đáng kể. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện tăng lên đến 2 A? Coi cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian. A. 3 s. B. 0,3 s. C. 1,5 s. D. 0,15 s. * Đáp án và giải chi tiết. Đáp án 1C. 2D. 3D. 4C. 5B. 6B. 7B. 8D. 9B. 10B. 11A. 12B. 13D. 14B. 15B. 16D. 17A. 18D. 19A. 20A. 21B. 22C. 23B. 24B. 25D. 26C. 27C. 28A. 29B. 30C. 31A. 32D. 33C. 34A. 35B. 36B. 37C. 38B. 39C. 40B. 41B. 42D. 43A. 44C. 45B. 46C. 47D. 48A. 49C. 50C. 51B. 52B. 53B. 54D. 55C. 56C. 57C. 58C. 59D. 60A. Giải chi tiết  

Câu 1.  = NBScos( n, B );  phụ thuộc vào nhiều yếu tố chứ không chỉ là B. Đáp án C. Câu 2. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín khi từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên theo thời gian. Đáp án D. Câu 3.  = 900 – 300 = 600;  = NBScos = 1.5.10-2.12.10-4.0,5 = 3.10-5 (Wb). Đáp án D. Câu 4. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín khi từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch kín biến thiên theo thời gian. Đáp án C. 273

Các chuyên đề Vật Lí 11

1 ..(10-2)2.0,5 = 10-5 (Wb). Đáp án B. 5 Câu 6. Trong hệ SI đơn vị của hệ số tự cảm là Henri (H). Đáp án B. Câu 7. Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Đáp án B. Câu 8. Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch do chính sự biến đổi dòng điện trong mạch đó gây ra. Đáp án D. i Câu 9. etc = L.| | = 0,1.200 = 20 (V). Đáp án B. t e 64 i Câu 10. etc = L.| |  L = tc  = 0,04 (H). Đáp án B. i | 0  16 | t | | t 0,01 Câu 11. Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi dòng điện tăng nhanh hoặc giảm nhanh. Đáp án A. | 0  0,2 | B Câu 12. eC = N.| |.S = 100 .3.10-2 = 1,2 (V). Đáp án B. 0,5 t Câu 13. Khi mạch kín (C) quay quanh trục nằm trong mạch phẳng chứa (C) thì từ thông qua mạch biến thiên nên trong mạch xuất diện dòng điện cảm ứng. Đáp án D. N2 Câu 14. L = 4.10-7.. S; N tăng 2 lần thì L tăng 4 lần. Đáp án B. l Câu 15. Từ thông qua mặt S đặt trong từ trường không phụ thuộc chu vi của đường giới hạn mặt S. Đáp án B. N2 Câu 16. L = 4.10-7.. S; l tăng 2 lần thì L giảm 2 lần. Đáp án D. l N2 Câu 17. L = 4.10-7.. S; N tăng 4 lần và l tăng 2 lần thì L tăng 8 lần. Đáp án A. l Câu 18. Khi cho nam châm chuyển động so với một cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Đáp án D. | 0,2  0,5 | B Câu 19. eC = N.| |.S = 100 .2.10-2 = 6 (V). Đáp án A. 0,5 t

Câu 5.  = NBScos = 1.

 5.10 2  = 5.10-3 (H). Đáp án A. I 10 e 20 i Câu 21. etc = L.| |  L = tc  = 0,2 (H). Đáp án B.  i | 2  1| t | | t 0,01

Câu 20.  = LI  L =

Câu 22.  = LI =

4.10-7..

N2 4002 S.I = 4.10-7.1. ..(2.10-2)2.4 = 256.10-5 (T). l 0,4

Đáp án C. 274

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 23. L = 4.10-7..

N2 10002 S = 4.10-7.1. .10-3 = 25.10-4 (H). Đáp án B. l 0,5

Câu 24. L = 4.10-7..

N2 25002 S = 4.10-7.1. .(10-2)2 = 5.10-3 (H); l 0,5

|30| i | = 5.10-3. = 1,5 (V). Đáp án B. 0,01 t Câu 25. Định luật Len-xơ là hệ quả của định luật bảo toàn năng lượng. Đáp án D. | 0  0,08 | B Câu 26. eC = N.| |.S = 1. .(5.10-2)2 = 0,001 (V). Đáp án C. 0,2 t etc = L.|

Câu 27.  = NBScos = 1.5.10-4.3.10-2.4.10-2.0,5 = 3.10-7 (Wb). Đáp án C.  10 6  Câu 28.  = NBScos  cos = = 1   = 00. NBS 1.4.10 4.(5.10 2 )2 Đáp án A. Câu 29.  = BScos. Đáp án B. Câu 30. Trong hệ SI đơn vị từ thông là Vêbe (Wb). Đáp án C. Câu 31. Khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ song song với các đường cảm ứng từ thì từ thông qua khung dây không biến thiên trong khung không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Đáp án A. Câu 32. Khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ hợp với các đường cảm ứng từ một góc khác 00 hoặc khác 1800 thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. Đáp án D. Câu 33. Khi từ thông qua diện tích của mạch điện kín giảm thì từ trường do dòng điện cảm ứng trong mạch sinh ra có chiều cùng chiều với chiều của từ trường sinh ra nó. Đáp án C. Câu 34. Biểu thức xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch kín  là eC = . Đáp án A. t Câu 35. eC =

 0,4  1,2  = 4 (V). Đáp án B. t 0,2

Câu 36. eC =

 0,6  1,6  = 10 (V). Đáp án B. t 0,1

3 = 5 3 .10-7 (Wb). Đáp án C. 2 Câu 38.  = 900 – 300 = 600; 1 = NBScos = 10.2.10-4.20.10-4.0,5 = 2.10-5 (Wb);  0  2.105 2 = 0; eC = = 2.10-3 (V). Đáp án B.  t 0,01 Câu 37.  = NBScos = 1.5.10-4.5.10-2.4.10-2.

Câu 39. 2 = NBScos = 10.2,4.10-3.25.10-4.1 = 6.10-5 (Wb); 1 = 0; 275

Các chuyên đề Vật Lí 11

eC =

 6.105  0 = 1,5.10-4 (V). Đáp án C.  t 0,4

Câu 40. Nguyên nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong thanh dây dẫn chuyển động trong từ trường là do lực Lo-ren-xơ tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh. Đáp án B. Câu 41. Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Đáp án B. Câu 42. Dòng điện Fucô sinh ra trong khối vật dẫn khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường hay khối vật dẫn đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian. Đáp án D. Câu 43. Muốn làm giảm hao phí do toả nhiệt của dòng điện Fucô gây trên khối kim loại, người ta thường tìm cách tăng điện trở của khối kim loại. Đáp án A. Câu 44. Lỏi sắt của quạt điện làm việc với dòng điện xoay chiều có từ trường biến thiên theo thời gian nên xuất hiện dòng điện Fucô đáng kể. Đáp án C. Câu 45. Bóng đèn dây tóc sáng lên khi sợi đốt bị nung nóng khi có dòng điện đi qua và điện trở của sợi đốt khá lớn nên dòng điện Fucô xuất hiện không đáng kể. Đáp án B. Câu 46. Dòng điện chạy qua sợi dây đốt của bàn là làm bàn là nóng lên. Đáp án C. Câu 47. Trong hệ SI đơnvị của độ tự cảm là Henri (H). Đáp án D. I Câu 48. Biểu thức tính suất điện động tự cảm là etc = - L. . Đáp án A. t N2 Câu 49. Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là L = 4.10-7.. S. l Đáp án C. |02| i Câu 50. etc = L.| | = 0,1. = 0,05 (V). Đáp án C. 4 t N2 10002 Câu 51. L = 4.10-7.. S = 4.10-7.1. .25.10-4 = 157.10-4 (H). Đáp án B. l 0,2 Câu 52. etc = L.|

| 0,4  1,2 | i | = 0,4. = 1,6 (V). Đáp án B. 0,2 t

|1,8  0,2 | i | = 0,5. = 80 (V). Đáp án B. 0,01 t Câu 54.  = NBScos; khi mạch kín (C) quay quanh trục cố định vuông góc với các đường sức từ thì  thay đổi nên  thay đổi. Đáp án D. Câu 55. 0 = NBS = 500.0,2.54.10-4 = 0,54 (Wb). Đáp án C.  1,8 Câu 56. 0 = NBS  B = 0  = 0,36 (T). Đáp án C. N .S 1000.50.104 Câu 53. etc = L.|

Câu 57. 0 = BS = 0,4.60.10-4 = 24.10-2 Wb. Đáp án C. Câu 58. Từ thông qua khung dây ở vị trí ban đầu: 0 = BScos900 = 0. 276

Các chuyên đề Vật Lí 11

Từ thông qua khung dây ở vị trí cuối:  = BScos00 = 0,01.10-2.1 = 10-4 (Wb). Độ lớn của suất điện động cảm ứng: eC =

 104  0 = 5.10-3 (V). Đáp án C.  t 0,02

e 0,4 B S = 1000.4.10-2.10-2 = 0,4 (V); I = C  = 0,04 (A); R 10 t P = I2R = 0,042.10 = 0,016 (W). Đáp án D. i I 0 I Câu 60. E + etc = (R + r)i = 0  E - L =E-L =E-L =0 t t t

Câu 59. eC = N

t=



3.2 = 3 (s). Đáp án A. 2

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Một vòng dây kim loại hình tròn bán kính 20 cm, điện trở 2  được đặt trong 

một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẳng vòng dây góc 300. Cho biết cảm ứng từ biến thiên theo thời gian được biểu diễn như đồ thị.

Tính cường độ dòng điện chạy trong vòng dây. Bài 2. Hai thanh ray có điện trở không đáng kể được đặt song song với nhau, cách nhau một khoảng l trên mặt phẳng nằm ngang. Hai đầu của hai thanh được nối với nhau bằng điện trở R. Một thanh kim loại có chiều dài cũng bằng l, khối lượng m, điện trở r, đặt vuông góc và tiếp xúc với hai thanh.



Hệ thống đặt trong một từ trường đều với véc tơ cảm ứng từ B có phương thẳng đứng. Kéo cho thanh chuyển động đều với vận tốc v. a) Tìm cường độ dòng điện qua thanh và hiệu điện thế giữa hai đầu thanh. b) Tìm lực kéo nếu hệ số ma sát giữa thanh với ray là μ. Bài 3. Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung phẳng ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang, cạnh BA và CD đủ dài, song song nhau, cách nhau một khoảng l = 50 cm. Khung được đặt trong một từ trường đều có cảm 277

Các chuyên đề Vật Lí 11

ứng từ B = 0,5 T, đường sức từ hướng vuông góc với mặt phẳng của khung (như hình vẽ).

Thanh kim loại MN có điện trở R = 0,5  có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD. a) Tính công suất cơ cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v = 2 m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN. b) Thanh MN đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m = 5 g? Bài 4. Trong một mặt phẳng nghiêng góc  so với mặt phẳng nằm ngang, có 2 thanh kim loại cố định song song cách nhau một khoảng l, nối với nhau bằng một điện trở R; tất cả được đặt trong một từ trường đều không đổi B vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh và hướng lên phía trên (như hình vẽ).

Một thanh kim loại MN, có khối lượng m, có thể trượt không ma sát trên hai thanh kia và luôn luôn vuông góc với chúng. Điện trở của các thanh không đáng kể. Người ta thả cho thanh MN trượt không có vận tốc ban đầu. a) Mô tả hiện tượng và giải thích tại sao vận tốc v của MN chỉ tăng tới giá trị cực đại vmax. Tính vmax (giả thiết hai thanh song song có chiều dài đủ lớn). b) Thay điện trở bằng một tụ điện có điện dung C. Chứng minh rằng lực cản chuyển động tỉ lệ với gia tốc a của thanh. Tính gia tốc này. Cho gia tốc trọng trường bằng g. Bài 5. Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở R = 0,5 . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài l = 14 cm, có khối lượng m = 2 g, điện trở r = 0,5  tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó.

278

Các chuyên đề Vật Lí 11

Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh kim loại và cảm ứng từ có độ lớn B = 0,2 T. Lấy g = 9,8 m/s2. a) Xác định chiều dòng điện qua R. b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính UAB. c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc  = 

600. Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và UAB. Bài 6. Cho hệ thống như hình vẽ.



Thanh kim loại MN = l = 20 cm, khối lượng m = 10 g, B vuông góc với khung dây dẫn và có độ lớn B = 0,1 T, nguồn có suất điện động E = 1,2 V, điện trở trong r = 0,5 . Do lực điện từ và ma sát, thanh MN trượt đều với vận tốc v = 10 m/s. Bỏ qua điện trở của thanh ray và các nơi tiếp xúc. a) Tính cường độ dòng điện, xác định chiều dòng điện trong mạch và hệ số ma sát giữa MN và ray. b) Muốn cho dòng điện trong MN chạy từ N đến M, cường độ 1,8 A thì phải kéo MN trượt theo chiều nào? Vận tốc và lực kéo bằng bao nhiêu? * Hướng dẫn giải. 



Bài 1. Góc hợp giữa B và n là  = 900 – 300 = 600. Từ thông qua vòng dây:  = B.S.cos = B..R2.cos600 = B..0,12.0,5 = 157.10-4B. 279

Các chuyên đề Vật Lí 11

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây: 4  157.10 ( B2  B1 ) 157.104 (1,2  0,6)   eC = t t2  t1 0,4  0,2 = 471.10-4 (V). Cường độ dòng điện chạy qua vòng dây: e 471.10 4 I= C  = 235,5.10-4 (A). R 2 Bài 2. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch: eC = B.l.v.

a) Cường độ dòng điện: I =

B.l.v . Rr

Hiệu điện thế hai đầu thanh: U = I.R =

B.l.v.R . Rr

b) Lực từ tác dụng lên thanh là lực cản trở chuyển động: Ft = B.I.l = Lực kéo: F = Ft + Fms =

B 2 .l 2 .v ; Rr

B 2 .l 2 .v + μmg. Rr

Bài 3. Khi thanh MN chuyển động với vận tốc v thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trên thanh theo chiều từ M đến N. Suất điện động cảm ứng trong mạch: eC = B.v.l. e B.v.l Cường độ dòng điện cảm ứng: I = C  . R R 

Lực từ tác dụng lên thanh MN hướng ngược chiều với v và có độ lớn: B 2 .l 2 .v Ft = B.I.l = . R 280

Các chuyên đề Vật Lí 11

a) Do thanh MN chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh cân bằng với lực từ tác dụng lên thanh. B 2 .l 2 .v 2 0,52.0,52.22 Công suất của lực kéo: Pk = F.v = Ft.v = = = 0,5 (W). R 0,5

B 2 .l 2 .v 2 bằng công của lực kéo. R b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung __ F B 2 .l 2 .v bình của lực này là: F = t = . 2 2R Sau đó thanh này trượt thêm một đoạn đường s thì lực này thực hiện được một công: __ B 2 .l 2 .v.s A = F .s = . 2R Công này là công cản và đúng bằng độ biến thiên động năng của thanh nên: m.v.R 0,005.2.0,5 1 B 2 .l 2 .v.s = 0 - mv2  s = 2 2  = 0,08 (m). 2 B .l 0,52.0,52 2R Bài 4. a) Mô tả hiện tượng và giải thích Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: Ptn = I2.R =

Khi thanh MN trượt xuống dưới tác dụng của trọng lực, từ thông qua diện tích MRN biến thiên, trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng eC = B.l.v; với v là vận tốc trượt của thanh; dòng điện cảm ứng có chiều từ N đến M và có cường độ: e B.v.l I= C  . R R Thanh chịu tác dụng của các lực: B 2 .l 2 .v Lực từ F = B.I.l = và trọng lực P = m.g. R Khi lực từ còn nhỏ hơn thành phân của trong lực trên mặt phẳng nghiêng P.sin thì thanh chuyển động nhanh dần, vân tốc v tăng và lực từ F tăng. Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực trên mặt phẳng nghiêng thì vật chuyển động đều và vận tốc thanh đạt được lúc đó là cực đại. Tính vận tốc cực đại đó 281

Các chuyên đề Vật Lí 11

B 2 .l 2 .vmax R.m.g.sin  Ta có: F = = m.g.sin  vmax = . R B 2 .l 2 b) Thay điện trở bằng một tụ điện có điện dung C Dòng cảm ứng nạp điện vào tụ. Điện tích tức thời của tụ: q = C.eC. Lực cản F = i.B.l =

dq dv .B.l = C.B.l.B.l. = C.B2.l2.a. dt dt

Vậy F tỉ lệ với a. Tính a: Phương trình chuyển động của thanh: m.g.sin - C.B2.l2.a = m.a m.g.sin  a= < g.sin. C.B 2 .l 2  m Gia tốc a nhỏ hơn gia tốc trượt khi không có từ trường B, và phụ thuộc vào khối lượng m. Bài 5. a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng.

Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra véc tơ cảm ứng từ cảm ứng 



BC ngược chiều với B .

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, ta thấy dòng điện cảm ứng chạy qua R có chiều từ A đến B. b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P = mg nên thanh chuyển động nhanh dần do đó v tăng dần. Sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ F = B.I.l có hướng đi lên. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch là: eC = B.l.v. Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I =

Rr



B.l.v . Rr

B .l .v hướng thẳng đứng lên trên. Rr Vì v tăng dần nên F tăng dần cho đến lúc F = P thì thanh chuyển động thẳng đều. 2

Lực từ tác dụng lên thanh: F = B.I.l =

282

Các chuyên đề Vật Lí 11

Khi thanh chuyển động đều thì: v=

B 2 .l 2 .v = m.g Rr

( R  r ).m.g (0,5  0,5).2.9,8  = 25 (m/s). B 2 .l 2 0,22.0,142

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh lúc đó: UAB = I.R =

B.l.v 0,2.0,14.25 .R  .0,5 = 0,35 (V). Rr 0,5  0,5

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại một góc  so với mặt phẳng ngang Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch lúc này là: eC = B.cos(900 - ).l.v = B.l.v.sin. Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I = Lực từ tác dụng lên thanh: F = B.sin.I.l =

eC B.l.v.sin   . Rr Rr B 2 .l 2 .v.sin 2  hướng lên dọc theo hai Rr

thanh song song.

Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực hướng dọc theo hai thanh song song là m.g.sin thì thanh chuyển động đều. Khi đó ta có: v=

B 2 .l 2 .v.sin 2  = m.g.sin Rr

( R  r ).m.g (0,5  0,5).2.103.9,8  = 28,7 (m/s). B 2 .l 2 .sin  0,22.0,142.0,87

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: UAB = I.R =

B.l.v.sin  0,2.0,14.28,7.0,87 .R  .0,5 = 0,35 (V). Rr 0,5  0,5

Bài 6. a) Cường độ và chiều dòng điện trong mạch, hệ số ma sát giữa MN và ray 283

Các chuyên đề Vật Lí 11

Dưới tác dụng của lực từ, thanh MN chuyển động từ trái sang phải (theo chiều từ B đến M), trên thanh MN sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng: eC = B.l.v = 0,1.0,2.10 = 0,2 (V). Cường độ dòng điện trong mạch: I =

E  eC r



1,2  0,2 = 2 (A). 0,5

Dòng điện này có chiều từ B đến A (chạy qua thanh theo chiều từ N đến M). Vì thanh trượt đều nên: F = Fms hay B.I.l = .m.g   =

B.I .l 0,1.2.0,2  = 0,4. m.g 0,01.10

b) Chiều, vận tốc, độ lớn lực kéo thanh Để dòng điện trong thanh MN chạy theo chiều từ N đến M thì theo qui tắc bàn tay trái, thanh MN phải trượt sang phải (theo chiều từ A đến N hay B đến M). Ta có: I =

E  eC r



E  B.l.v r

v=

E  I .r B.l



1,2  1,9.0,5 = 15 (m/s). 0,1.0,2

Lực kéo tác dụng lên thanh MN: Fk = Fms – Ft = .m.g + B.l.v = 0,4.0,01.10 – 0,1.1,8..0,2 = 4.10-3 (N). V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Một vòng dây dẫn phẳng giới hạn diện tích S = 12 cm2 đặt trong từ trường đều 

cảm ứng từ B = 0,2 T. Mặt phẳng vòng dây hợp với véc tơ B một góc 300. a) Tính từ thông qua diện tích S. b) Để từ thông qua diện tích S tăng 3 lần thì độ lớn của cảm ứng từ phải có giá trị 



bằng bao nhiêu? Biết góc hợp giữa B và n không thay đổi. Đề 2. Trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T, người ta đặt một khung dây hình chữ nhật có các cạnh là a = 4 cm và b = 6 cm. Mặt phẳng của khung dây hợp với đường sức từ một góc 600. a) Tính từ thông qua khung dây. 284

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Khi độ lớn của cảm ứng từ tăng lên 5 lần thì từ thông qua diện tích từ thông 



qua diện tích khug dây bằng bao nhiêu? Biết góc hợp giữa B và n không thay đổi. Đề 3. Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 100 cm2. Ống dây có điện trở 16 , hai đầu dây nối đoản mạch và được đặt trong 

một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B hướng song song với trục của ống dây và có độ lớn tăng đều từ 0 đến 8.10-2 T trong thời gian 0,02 s. Xác định công suất toả nhiệt của ống dây. Đề 4. Một cuộn dây dẫn dẹt gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20 cm, mỗi mét dài của dây có điện trở 0,5 . Cuộn dây được đặt trong từ trường 

đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng của các vòng dây dẫn và có độ lớn giảm đều từ 10-3 T đến 0 trong khoảng thời gian 10-2 s. Xác định cường độ dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mỗi vòng dây. Đề 5. Một ống dây điện hình trụ không có lỏi sắt có chiều dài 20 cm gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có diện tích 100 cm2. Dòng điện qua ống dây tăng đều từ 0 đến 2 A trong 0,01 s. a) Tính độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. b) Để suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây có độ lớn 3 V thì cũng trong khoảng thời gian đó cường độ dòng điện tăng đều từ 0 đến giá trị bằng bao nhiêu? Đề 6. Một ống dây điện hình trụ không có lỏi sắt, dài 20 cm, mỗi vòng dây có diện tích 100 cm2. Khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây tăng đều từ 0 đến 5 A trong thời gian 0,02 s thì suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây có độ lớn 12 V. a) Tính số vòng dây của ống dây. b) Để suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây có độ lớn là 3 V thì cũng trong khoãng thời gian đó cường độ dòng điện qua ống dây tăng đều từ 0 đến giá trị bằng bao nhiêu? 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa từ thông, đơn vị từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ. Câu 2 (2 điểm): Viết biểu thức tính độ tự cảm của ống dây và suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây, giải thích và nêu đơn vị của các đại lượng trong các biểu thức. Câu 3 (2 điểm): Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S đặt trong từ trường đều có 



véc tơ cảm ứng từ B với độ lớn có thể thay đổi được. Biết pháp tuyến n của mặt 



phẳng vòng dây hợp với B một góc  = 450. Khi cảm ứng từ B có độ lớn B1 = 8.10-4 T thì từ thông qua diện tích S là 15.10-6 Wb. Tính từ thông qua S khi cảm ứng 

từ B có độ lớn B2 = 24.10-4 T. 285

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 4 (2 điểm): Một ống dây hình trụ có lỏi sắt với độ từ thẩm  = 15, dài 25 cm, gồm 800 vòng dây, mỗi vòng dây có diện tích 8 cm2. Tính độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây khi dòng điện chạy qua ống dây giảm 4 A đến 0 trong thời gian 0,02 s. Câu 5 (2 điểm): Xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây ABCD khi đưa nam châm lại gần khung dây. Đề 2 Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa, tính chất và công dụng của dòng Fu-cô. Câu 2 (2 điểm): Nêu định nghĩa, viết biểu thức xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín, giải thích và nêu đơn vị của các đại lượng trong biểu thức. Câu 3 (2 điểm): Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S đặt trong từ trường đều có 



véc tơ cảm ứng từ B với độ lớn có thể thay đổi được. Biết pháp tuyến n của mặt 



phẳng vòng dây hợp với B một góc  = 600. Khi cảm ứng từ B có độ lớn B = 9.10-4 T thì từ thông qua diện tích S là 18.10-6 Wb. Tính độ lớn của cảm ứng từ khi từ thông qua S là 72. 10-6 Wb. Câu 4 (2 điểm): Một ống dây hình trụ có lỏi sắt với độ từ thẩm  = 25, dài 16 cm, gồm 1200 vòng dây, mỗi vòng dây có diện tích 12 cm2. Khi độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây bằng 4 V thì cường độ dòng điện chạy qua ống dây tăng đều từ 0 đến giá trị nào trong thời gian 0,04 s. Câu 5 (2 điểm): Xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây ABCD khi đưa nam châm ra xa khung dây. Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung Điểm  1 Mặt phẳng vòng dây làm thành với góc 300 nên góc giữa B và 

 

pháp tuyến n là ( n, B ) = 900 – 300 = 600.  

a)  = BScos( n, B ) = 0,02.12.10-4.

1 = 12.10-6 (Wb). 2

2 3

 

b) ’ = B’Scos( n, B )

' B' B. ' B.3.   B'    = 3.B = 3.0,02 = 0,06 (T).  B  

2 3

286

Các chuyên đề Vật Lí 11



Mặt phẳng vòng dây làm thành với góc 300 nên góc giữa B và 

 

pháp tuyến n là ( n, B ) = 900 – 300 = 600.  

a)  = BScos( n, B ) = 0,2.4.10-2.6.10-2.

1 = 24.10-5 (Wb). 2

2 3

 

b) ’ = B’Scos( n, B )

' B' B '. 5.B.   '   = 5.  B B B = 5.24.10-5 = 12.10-4 (Wb).

 3



2 3

 

Góc giữa B và pháp tuyến n là  = ( n, B ) = 00.

 

 = N.B.S.cos( n, B ) = 1000.B.100.10-4.1 = 10.B.

 |  2  1 | 10.8.10  10.0   = 40 (V). t t 0,02 2

|eC| =

| eC | 40 = 2,5 (A).  R 16 Công suất toả nhiệt của ống dây: P = I2.R = 2,52.16 = 100 (W). Diện tích mỗi vòng dây: d 20.102 2 S = . ( )2  3,14.( ) = 0,0314 = 314.10-4 (m2). 2 2 Điện trở của ống dây: R = 1000. .d.0,5 = 314 ().

I= 4



 

Góc giữa B và pháp tuyến n là  = ( n, B ) = 00.  

 = N.B.S.cos( n, B ) = 1000.B.314.10-4.1 = 31,4.B. |eC| = I= 5

 |  2  1 | | 31,4.0  31,4.103 |   = 3,14 (V). t t 102

| eC | 3,14 = 0,01 (A).  R 314

Độ tự cảm của ống dây: N2 10002 L = 4.10-7.. S = 4.10-7.1. .10-2 = 6,283.10-3 (H). l 0,2 a) |etc| = L.|

i 20 | = 6,283.10-3. = 1,26 (V). t 0,01

b) |e’tc| = L.|

i ' | t

2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 2 287

Các chuyên đề Vật Lí 11

 |i’| |I’ – 0| = I’ = 6

| i | . | e 'tc | 2.3  = 4,76 (A). | etc | 1,26

N2 i i -7 a) Ta có: |etc| = L.| | = 4.10 .. .S.| | l t t N2 5  12 = 4..10-7. .10-2.  N = 874 vòng. 0,2 0,02 Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. i ' b) |e’tc| = L.| | t | i | . | e 'tc | 5.3   |i’| |I’ – 0| = I’ = = 1,25 (A). | etc | 12

3 2 3

2 3

288

Các chuyên đề Vật Lí 11

2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Từ thông  qua diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B được tính theo công thức:  = BScos; trong đó  là

Điểm



góc hợp giữa pháp tuyến n của diện tích S và véc tơ cảm ứng 

từ B . Trong hệ SI đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb): 1Wb = 1T.1m2. + Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. N2 + Hệ số tự cảm của một ống dây dài: L = 4.10-7  S; với L l là hệ số tự cảm, đơn vị henri (H); N là số vòng dây của ống dây; l là chiều dài của ống dây, đơn vị mét (m); S là diện tích của mỗi vòng dây, đơn vị mét vuông (m2);  là độ từ thẩm của lỏi sắt (nếu trong lòng cuộn dây có lỏi sắt). + Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì i trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm: etc = - L ; với t etc là suất điện động tự cảm, đơn vị vôn (V); L là hệ số tự cảm, đơn vị henry (H); i = i2 – i1 là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch, đơn vị ampe (A); t = t2 – t1 là khoảng thời gian xảy ra biến thiên, đơn vị giây (s). Ta có: 1 = B1.S.cos; 2 = B2.S.cos  B 2 24.10 4  2  2   2 = 45.10-6 Wb.  1 B1 15.10 6 8.10  4 Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. Cũng có thể tính S từ công thức tính 1 sau đó thay vào công thức tính 2. N2 i i Ta có: |etc| = L. | | = 4.10-7.. S.| | l t t 8002 20 = 4.10-7.15. .8.10-4. = 3,86 (V). 0,25 0,02 Khi đưa nam châm lại gần khung dây, từ thông qua khung dây tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ

0,5 0,5 0,5 0,5

1 1 1

1 1

289

Các chuyên đề Vật Lí 11

trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ngoài (để chống lại sự tăng của từ thông qua khung dây) nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ B đến A (xác định nhờ quy tắc nắm tay phải).

1 Đề 2. Câu 1

Nội dung + Khi một khối kim loại chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên thì trong khối kim loại xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện Fu-cô. + Do tác dụng của dòng Fu-cô, mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng. + Khối kim loại chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên sẽ nóng lên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại. Trong nhiều trường hợp, sự xuất hiện dòng Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại. + Khi từ thông qua một mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín đó xuất hiện suất điện động cảm ứng và do đó tạo ra dòng điện cảm ứng.  + Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi: ec = ; với ec t là suất điện động cảm ứng, đơn vị vôn (V);  = 2 - 1 là độ biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi (C), đơn vị vêbe (Wb); t = t2 – t1 là khoảng thời gian xảy ra biến thiên, đơn vị giây (s); dấu (-) để phù hợp với định luật Len-xơ. Ta có: 1 = B1.S.cos; 2 = B2.S.cos  B B2 72.10 6  2  2   B2 = 36.10-4 T.  6 1 B1 18.10 9.10  4 Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. Cũng có thể tính S từ công thức tính 1 sau đó thay vào công thức tính 2 để tính B2. N2 i i Ta có: |etc| = L. | | = 4.10-7.. S.| | l t t

Điểm 0,5

0,5

1 1

1 1 1

1 290

Các chuyên đề Vật Lí 11

12002 I 0 .12.10-4.  I = 2,36 A. 0,16 0,02 Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. Khi đưa nam châm ra xa khung dây, từ thông qua khung dây giảm, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ngoài (để chống lại sự giảm của từ thông qua khung dây) nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ A đến B.

 4 = 4.10-7.25. 5

CHƯƠNG VI - VII. QUANG HÌNH I. LÝ THUYẾT 1. Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Định luật khúc xạ ánh sáng. Vẽ hình mô tả hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng. + Hình vẽ:

Trong đó: SI: tia tới; I: điểm tới; N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I. IS’: tia phản xạ; IR: tia khúc xạ; i: góc tới; i’: góc phản xạ; r: góc khúc xạ. + Định luật khúc xạ ánh sáng: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi:

sin i = hằng số. sin r

2. Chiết suất của môi trường trong suốt. Nêu định nghĩa chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, viết biểu thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Viết công thức của định luật khúc xạ dưới dạng đối xứng. 291

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) là chiết suất tỉ đối giữa môi sin i trường chứa tia khúc xạ (2) và môi trường chứa tia tới (1): = n21. s inr + Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. + Liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21 =

n2 . n1

+ Công thức của định luật khúc xạ dưới dạng đối xứng: n1sini = n2sinr. 3. Hiện tượng phản xạ toàn phần. Nêu hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện để có phản xạ toàn phần. Viết công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. Nêu công dụng của cáp quang. + Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

n2  n1 . i  igh

+ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: 

+ Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh =

n2 . n1

+ Cáp quang là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong y học. 4. Lăng kính. Nêu cấu tạo, đặc trưng về phương diện quang học và công dụng của lăng kính. + Lăng kính là một khối chất Góc chiết quang trong suốt, đồng chất, Cạnh của lăng kính thường có dạng lăng trụ tam giác. + Về phương diện quang học một lăng kính được đặc Mặt bên trưng bởi góc chiết quang A của lăng kính. và chiết suất n. Mặt đáy của lăng kính.

+ Công dụng của lăng kính: - Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ dùng để phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng. - Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều, dùng trong một số dụng cụ quang học như ống nhòm, máy ảnh, máy quay phim, … . 292

Các chuyên đề Vật Lí 11

5. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính. Nêu đường đi của các tia sáng thường sử dụng để vẽ ảnh của vật qua thấu kính. + Tia đi qua quang tâm O thì truyền thẳng. S

S F

F’ F‘

’

+ Tia tới song song với trục chính – Tia ló đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm ảnh chính F’.

+ Tia tới đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm vật chính F – Tia ló song song với trục chính.

+ Tia tới song song với trục phụ – Tia ló đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm ảnh phụ Fp’.

293

Các chuyên đề Vật Lí 11

6. Công dụng của thấu kính. Nêu các công dụng của thấu kính. + Làm kính đeo mắt để khắc phục tật của mắt. + Làm kính lúp để quan sát các vật nhỏ. + Làm kính hiễn vi để quan sát các vật rất nhỏ. + Làm kính thiên văn, ống nhòm để quan sát các vật ở xa. + Sử dụng trong đèn chiếu, máy quang phổ. 7. Mắt. Sự điều tiết của mắt. Nêu các bộ phận chính, sự điều tiết và năng suất phân li của mắt. + Các bộ phận chính của mắt từ ngoài vào trong gồm: màng giác, thủy dịch, lòng đen và con ngươi, thể thủy tinh, dịch thủy tinh, màng lưới. + Điều tiết là sự thay đổi tiêu cự của mắt để ảnh của vật cần quán sát hiện ra tại màng lưới của mắt. - Điểm cực viễn CV là điểm trên trục của mắt mà mắt nhìn rỏ khi không điều tiết. Khi không điều tiết f = fmax; D = Dmin. - Điểm cực cận CC là điểm trên trục của mắt mà mắt nhìn rỏ khi điều tiết tối đa. Khi điều tiết tối đa f = fmin.; D = Dmax. - Khoảng cách giữa điểm cực viễn và điểm cực cận gọi là khoảng nhìn rỏ của mắt. + Năng suất phân li của mắt là góc trông nhỏ nhất  mà mắt còn phân biệt được hai điểm:   1’  3.10-4 rad (giá trị trung bình). Sơ đồ mắt thường 8. Các tật của mắt. Nêu các tật của mắt và cách khắc phục. + Mắt cận thị - Mắt cận thị có độ tụ lớn hơn độ tụ của mắt bình thường. Một chùm sáng song song truyền đến mắt cận sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm ở trước màng lưới. - Đặc điểm: f max < OV; khoảng cách OCV hữu hạn; điểm CC gần hơn mắt bình thường.

Sơ đồ mắt cận thị

Cách khắc phục mắt cận thị

- Cách khắc phục: đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để nhìn rỏ vật ở vô cực mà mắt không phải điều tiết. Nếu coi như kính đeo sát mắt thì tiêu cự của thấu kính cần đeo là f = - OCV. + Mắt viễn thị: 294

Các chuyên đề Vật Lí 11

- Mắt viễn thị có độ tụ nhỏ hơn độ tụ của mắt bình thường. Một chùm sáng song song truyền đến mắt viễn sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới. - Đặc điểm: f max > OV; nhìn xa vô cực phải điều tiết; điểm CC xa hơn mắt bình thường.

Sơ đồ mắt viễn thị

Cách khắc phục mắt viễn thị

- Cách khắc phục: đeo thấu kính hội có độ tụ thích hợp để nhìn rỏ các vật ở gần như mắt bình thường hoặc nhìn rỏ các vật ở vô cực mà mắt không phải điều tiết. + Mắt lão: - Với hầu hết mọi người, kể từ tuổi trung niên, khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thuỷ tinh thể trở nên cứng hơn nên điểm cực cận dời xa mắt. Đó là tật lão thị. - Đặc điểm: điểm CC xa hơn mắt bình thường; nhìn các vật phải đưa ra xa. - Cách khắc phục: Đeo thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp để đưa điểm cực cận lại gần như mắt bình thường. 9. Kính lúp. Nêu công dụng, cấu tạo của kính lúp, cách ngắm chừng, số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực. + Kính lúp là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ. + Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ (hay một hệ ghép tương đương một thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (vài cm). + Kính lúp cho ảnh ảo cùng chiều lớn hơn vật.(Vật AB qua kính lúp cho ảnh ảo A’B’) + Ngắm chừng: Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến thấu kính (d) để ảnh ảo của vật hiện ra trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Ngắm chừng ở vô cực: đặt vật trên tiêu diện của kính lúp để thu được ảnh ảo ở vô cực. + Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực: G =

OCC Đ = . f f

10. Kính hiển vi. Nêu công dụng, cấu tạo của kính hiển vi, cách ngắm chừng, số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực. + Kính hiển vi là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật rất nhỏ. + Kính hiển vi được cấu tạo gồm hai bộ phận chính: 295

Các chuyên đề Vật Lí 11

- Vật kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự rất nhỏ (cỡ mm). - Thị kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (cỡ cm). Vật kính và thị kính đặt đồng trục, khoảng cách giữa chúng không đổi, Khoảng cách F1’F2 =  gọi là độ dài quang học của kính hiển vi.

+ Ngắm chừng: Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến vật kính (d1) để ảnh ảo cuối cùng hiện ra trong giới hạn nhìn rỏ của mắt. Ngắm chừng ở vô cực: điều chỉnh để ảnh ảo cuối cùng hiện ra ở vô cực. + Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực: G = |k1|G2 =

Đ

f1 f 2

11. Kính thiên văn. Nêu công dụng, cấu tạo của kính thiên văn, cách ngắm chừng, số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực. + Kính thiên văn là dụng cụ quang để quan sát các thiên thể ở xa. + Kính thiên văn được cấu tạo gồm 2 bộ phận chính: - Vật kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn (có thể lên hàng chục mét ). - Thị kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ có vai trò kính lúp (vài cm). Vật kính và thị kính đặt đồng trục, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được. + Ngắm chừng: điều chỉnh khoảng cách từ vật kính đến thị kính (O1O2) sao cho ảnh ảo cuối cùng hiện ra trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Ngắm chừng ở vô cực: Điều chỉnh để ảnh ảo cuối cùng hiện ra ở vô cực (khi đó F1’  F2). + Số bội giác trong khi ngắm chừng ở vô cực: G =

f1 . f2

296

Các chuyên đề Vật Lí 11

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN 1. Khúc xạ ánh sáng. * Các công thức: n sin i + Định luật khúc xạ: = n21 = 2 hay n1sini = n2sinr. s inr n1 + Liên hệ giữa chiết suất và vận tốc ánh sáng: n21 =

c n2 v = 1 ;n= . v n1 v2

* Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng có liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. Trong một số trường hợp cần phải vẽ hình và dựa vào hình vẽ để tính một số đại lượng. * Bài tập:

4 sang thủy tinh có chiết suất n2 = 1,5. 3 Tính góc khúc xạ và góc lệch D tạo bởi tia khúc xạ và tia tới, biết góc tới i = 300. Bài 2. Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của chất lỏng có chiết suất n = 3 . Ta được hai tia phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhau. Tính góc tới. 4 Bài 3. Một cây cọc dài được cắm thẳng đứng xuống một bể nước chiết suất n = . 3 Phần cọc nhô ra ngoài mặt nước là 30 cm, bóng của nó trên mặt nước dài 40 cm và dưới đáy bể nước dài 190 cm. Tính chiều sâu của lớp nước. Bài 4. Một cái máng nước sâu 30 cm rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng. Lúc máng cạn nước thì bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân thành B đối diện. Người ta đổ nước vào máng đến một độ cao h thì bóng của thành A ngắn bớt đi 7 cm 4 so với trước. Biết chiết suất của nước là n = . Tính h. 3 Bài 5. Một người ngồi trên bờ hồ nhúng chân vào nước trong suốt. Biết chiết suất 4 của nước là n = . 3 a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đó đến mặt nước là 36 cm. Hỏi mắt người đó cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu? b) Người này cao 1,68 m, nhìn thấy một hòn sỏi dưới đáy hồ dường như cách mặt nước 1,5 m. Hỏi nếu đứng dưới hồ thì người ấy có bị ngập đầu không?. Bài 6. Tính vận tốc của ánh sáng trong thủy tinh. Biết thủy tinh có chiết suất n = 1,6 và vận tốc ánh sáng trong chân không là c = 3.108 m/s. Bài 7. Tính vận tốc của ánh sáng truyền trong môi trường nước. Biết tia sáng truyền từ không khí với góc tới là i = 600 thì góc khúc xạ trong nước là r = 400. Lấy vận tốc ánh sáng ngoài không khí c = 3.108 m/s. Bài 1. Tia sáng đi từ nước có chiết suất n1 =

297

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Hướng dẫn giải: Bài 1. Ta có:

sin i n2 n   sinr = 1 sini = sin26,40  r = 26,40; sin r n1 n2

D = i – r = 3,60.

sin i  = n; vì i’ + r = i + r =  sinr = sin(- i) = cosi sin r 2 sin i sin i    = = tani = n = tan  i = . sin r cos i 3 3 Bài 2. Ta có:

Bài 3. Ta có:

BI 40 sin i = tan530  i = 530; =n  AB 30 sin r sin i  sinr = = 0,6 = sin370 n HD CD  CH  r = 370; tanr =  IH IH CD  CH 190  40  IH = = = 200 (cm). 0,75 tan r tani =

Bài 4. Ta có:

tani =

sin i CI ' CB 40 4    = tan530  i = 530; =n AA ' AC 30 3 sin r

 sinr =

sin i = 0,6 = sin370 n 298

Các chuyên đề Vật Lí 11

I'B ; h I ' B  DB I ' B  7 tanr =  h h tan i I'B 16 I'B  =  I’B = 16 (cm); h = = 12 (cm).  tan r I ' B  7 9 tan i d n1 n  Bài 5. a) Ta có:  d’ = 2 d = 27 cm. d ' n2 n1 h n1 n   h = 1 h’ = 2 m > 1,68 m nên nếu đứng dưới hồ thì người b) Ta có: h' n2 n2  r = 370; tani =

đó sẻ bị ngập đầu.

c c  v = = 1,875.108 m/s. v n c sin i c. sin r 7. Ta có: v = và n = v= = 2,227.108 m/s. n sin r sin i Bài 6. Ta có: n =

2. Lăng kính. *Công thức của lăng kính: - Công thức của lăng kính: A sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; Góc chiết quang: A = r1 + r2 Góc lệch: D = i1 + i2 – A . D - Nếu góc A < 100 và góc tới nhỏ, ta có: I i1 J i1 = nr1; i2 = nr2; S r1 I2 r2 R Góc chiết quang: A = r1 + r2 Góc lệch: D = A(n - 1) . B * Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng có trong công thức lăng kính, ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập: Bài 1. Chiếu một tia sáng đơn sắc, nằm trong tiết diện thẳng, tới mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A (như hình vẽ). Tia ló ra khỏi mặt bên và đối xứng với tia tới qua lăng kính. Dùng giác kế (máy đo góc) xác định được A  60o và góc lệch D= 300. Tính: Góc tới i1 , i2 và chiết suất n của lăng kính. Bài 2. Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều, chiết suất n  2 , đặt trong không khí (chiết suất n0 = 1). Chiếu một tia sáng đơn sắc nằm trong một tiết diện thẳng đến một mặt bên của lăng kính và hướng từ 299

Các chuyên đề Vật Lí 11

phía đáy lên với góc tới i. Tia ló ra khỏi mặt bên và đối xứng với tia tới qua lăng kính. Tính góc tới i1 và góc lệch D? * Hướng dẫn giải: Bài 1. Giải: Do tính đối xứng nên: r1 = r2 =A /2 =300. i1 = i2 =(A+D)/2 =(60+30)/2 =450. 0 Ta có: sini1 = nsinr1 => n= n  sin i1  sin 45  2  2 sin r1 sin 300 2. 1 2 Bài 2. Giải: Do tính đối xứng nên: r1 = r2 =A /2 =300.

Ta có: sini1 = nsinr1 . Thế số: sin i1  n sin r1  2 sin 300  2  i1  450  i2 2 Góc lệch: D = i1 + i2 – A =45+45-60=300. 3. Hiện tượng phản xạ toàn phần. * Các công thức: + Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. + Điều kiện để có phản xạ toàn phần: -Ánh sáng phải truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (n2 < n1); -Góc tới i ≥ igh. + Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh =

n2 ; với n2 < n1. n1

* Phương pháp giải: Để tìm các đại lượng có liên quan đến hiện tượng phản xạ toàn phần ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Bài tập: Bài 1. Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang không khí và từ thủy tinh sang nước. Biết chiết suất của 4 thủy tinh là 1,5; của nước là . 3 Bài 2. Thả nổi trên mặt nước một đĩa nhẹ, chắn sáng, hình tròn. Mắt người quan sát đặt trên mặt nước sẽ không thấy được vật sáng ở đáy chậu khi bán kính đĩa không nhỏ hơn 20 cm. Tính chiều sâu của lớp nước trong chậu. Biết rằng vật và tâm đĩa 4 nằm trên đường thẳng đứng và chiết suất của nước là n = . 3 Bài 3. Một tấm thủy tinh mỏng, trong suốt, chiết suất n1 = 1,5; có tiết diện là hình chử nhật ABCD (AB rất lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với một chất lỏng có 300

Các chuyên đề Vật Lí 11

chiết suất n2 = 2 . Chiếu tia sáng SI nằm trong mặt phẳng ABCD tới mặt AD sao cho tia tới nằm phía trên pháp tuyến ở điểm tới và tia khúc xạ trong thủy tinh gặp đáy AB ở điểm K. Tính giá trị lớn nhất của góc tới i để có phản xạ toàn phần tại K. Bài 4. Một miếng gỗ mỏng, hình tròn bán kính 4 cm. Ở tâm O cắm thẳng góc một 4 cái đinh OA. Thả miếng gỗ trong một chậu nước có chiết suất n = cho đầu A quay 3 xuống đáy chậu. a) Cho OA = 6 cm. Mắt đặt trong không khí sẽ thấy đầu A cách mặt nước bao nhiêu ? b) Tìm chiều dài lớn nhất của OA để mắt không nhìn thấy đầu A của đinh. * Hướng dẫn giải: Bài 1.

n2 = sin530  igh = 530. n1 R 1 2 Bài 2. Ta có: sinigh = =  h = R n  1 = 17,64 cm. 2 2 n R h Ta có sinigh =

Bài 3.

n2 = sin70,50 n1 1  i1  70,50  r  900 – 70,50 = 19,50  sini  cosr = sin390  i  390. n1 Để có phản xạ toàn phần tại K thì: sini1  sinigh =

Bài 4.

a) Mắt đặt trong không khí sẽ thấy ảnh A’ của A. 301

Các chuyên đề Vật Lí 11

Ta có: tani =

OI OI ; tanr = . OA OA '

Với i và r nhỏ thì tani  sini; tanr  sinr 

OA 6 tan i OA ' sin i 1  =  =  OA’ = = 4,5 (cm). n 1,33 t anr OA s inr n

b) Khi i  igh thì không thấy đầu A của đinh.

1 1 = = sin48,60  igh = 48,60; n 1,33 OI OI 4 tanigh =  OA = = 3,5 (cm).  OA tan igh tan 48, 60 sinigh =

4. Thấu kính. * Kiến thức liên quan: + Các công thức: D =

1 1 1 f A' B' d' =  ;k= == . f d d' f d AB d

+ Qui ước dấu: Thấu kính hội tụ: D > 0; f > 0. Phân kì: D < 0; f < 0. Vật thật: d > 0. Vật ảo: d < 0. Ảnh thật: d’ > 0. Ảnh ảo: d’ < 0. k > 0: ảnh và vật cùng chiều; k < 0: ảnh và vật ngược chiều. + Cách vẽ ảnh qua thấu kính: Sử dụng 2 trong 4 tia sau: - Tia tới qua quang tâm -Tia ló đi thẳng. - Tia tới song song trục chính -Tia ló qua tiêu điểm ảnh chính F’. - Tia tới qua tiêu điểm vật chính F -Tia ló song song trục chính. - Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’p. Lưu ý: Tia sáng xuất phát từ vật sau khi qua thấu kính sẽ đi qua (hoặc kéo dài đi qua) ảnh của vật. + Tính chất ảnh của một vật thật qua một thấu kính: - Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật. - Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo cùng chiều với vật và lớn hơn vật khi d < f; cho ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật khi 2f > d > f; cho ảnh thật ngược chiều với vật và bằng vật khi d = 2f; cho ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật khi d > 2f. * Phương pháp giải: + Sử dụng các công thức của thấu kính để tính các đại lượng. + Sử dụng đặc điểm của các tia qua thấu kính để vẽ hình. + Sử dụng tính chất của ảnh qua thấu kính để nhận dạng thấu kính. * Bài tập: Bài 1. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 15 cm. Qua thấu kính cho một ảnh ngược chiều với vật và cao gấp 2 lần vật. Xác định loại thấu kính. Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Vẽ hình. 302

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 2. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 40 cm. Qua thấu kính cho một ảnh cùng chiều với vật và cao bằng một nửa vật. Xác định loại thấu kính. Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Vẽ hình. Bài 3. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 30 cm. Qua thấu kính cho một ảnh ngược chiều với vật và cao bằng nửa vật. Xác định loại thấu kính. Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Vẽ hình. Bài 4. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 10 cm. Qua thấu kính cho một ảnh cùng chiều với vật và cao gấp 2,5 lần vật. Xác định loại thấu kính. Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Vẽ hình. Bài 5. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 60 cm. Xác định vị trí của vật và ảnh. Bài 6. Một tia sáng SI đi qua một thấu kính MN bị khúc xạ như hình vẽ.

Hãy cho biết (có giải thích) đó là loại thấu kính gì? Bằng phép vẽ (có giải thích), xác định các tiêu điểm chính của thấu kính. Bài 7. Cho một thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1 = 40 cm và một thấu kính phân kì O2 có tiêu cự f2 = -20 cm, đặt đồng trục và cách nhau một khoảng l. Vật sáng AB đặt trước và vuông góc với trục chính, cách O1 một khoảng d1. Qua hệ 2 thấu kính AB cho ảnh A2B2. a) Cho d1 = 60 cm, l = 30 cm. Xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của ảnh A2B2 qua hệ. b) Giử nguyên l = 30 cm. Xác định vị trí của AB để ảnh A2B2 qua hệ là ảnh thật. c) Cho d1 = 60 cm. Tìm l để ảnh A2B2 qua hệ là ảnh thật lớn hơn vật AB 10 lần. Bài 8. Cho thấu kính phân kì L1 có tiêu cự f1 = -18 cm và thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 = 24 cm, đặt cùng trục chính, cách nhau một khoảng l. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính, trước thấu kính L1 một khoảng d1, qua hệ hai thấu kính cho ảnh sau cùng là A’B’. a) Cho d1 = 18 cm. Xác định l để ảnh A’B’ là ảnh thật. b) Tìm l để A’B’ có độ lớn không thay đổi khi cho AB di chuyển dọc theo trục chính. Tính số phóng đại của ảnh qua hệ lúc này. * Hướng dẫn giải: Bài 1. Ảnh ngược chiều với vật nên là ảnh thật. Vật thật cho ảnh thật nên đó là thấu kính hội tụ. Ta có: k = -

f 1 d' 2d = =-2f= = 10 cm = 0,1 m  D = = 10 dp. f d f d 3

Hình vẽ:

303

Các chuyên đề Vật Lí 11

Bài 2. Ảnh cùng chiều với vật nên là ảnh ảo. Vật thật cho ảnh ảo nhỏ hơn vật nên đó là thấu kính phân kì. Ta có: k = -

f 1 d' 1 = =  f = - d = - 40 cm = 0,4 m; D = = - 2,5 dp. f d 2 f d

Hình vẽ:

Bài 3. Ảnh ngược chiều với vật nên là ảnh thật. Vật thật cho ảnh thật nên đó là thấu kính hội tụ. k=-

f 1 d' 1 d = = f = = 10 cm = 0,1 m; D = = 10 dp. f d f d 2 3

Hình vẽ:

Bài 4. Ảnh cùng chiều với vật nên là ảnh ảo. Vật thật cho ảnh ảo lớn hơn vật nên đó là thấu kính hội tụ. Ta có: k = -

f 1 d' = = 2,5  1,5f = 2,5d  f = 25 cm = 0,25 m; D = = 4 dp. f d f d

Hình vẽ:

Bài 5. Trường hợp ảnh thật (d’ > 0): d + d’ = 60  d’ = 60 – d. Khi đó:

1 60 1 1 1 1 2 =  =  = 2  d – 60d + 900 = 0 f d d ' d 60  d 60d  d

 d = 30 (cm); d’ = 60 – 30 = 30 (cm). 304

Các chuyên đề Vật Lí 11

Trường hợp ảnh ảo (d’ < 0): |d’| - d = - d’ - d = 60  d’ = - 60 - d. Khi đó:

1 60 1 1 1 1 2 =  =  = 2  d + 60d – 900 = 0 d  60  d 60 d  d f d d'

 d = 12,43 cm hoặc d = 72,43 cm (loại vì để có ảnh ảo thì d < f)  d’= - 60 - d = - 72,43 cm. Bài 6. a) Tia ló lệch xa trục chính hơn tia tới nên đó là thấu kính phân kì.

Vẽ trục phụ song song với tia tới; đường kéo dài của tia ló gặp trục phụ tại tiêu điểm phụ Fp’; Từ Fp’ hạ đường vuông góc với trục chính, gặp trục chính tại tiêu điểm ảnh chính F’; lấy đối xứng với F’ qua O ta được tiêu điểm vật chính F. b) Tia ló lệch về gần trục chính hơn tia tới nên đó là thấu kính hội tụ.

Vẽ trục phụ song song với tia tới; tia ló gặp trục phụ tại tiêu điểm phụ Fp’; Từ Fp’ hạ đường vuông góc với trục chính, gặp trục chính tại tiêu điểm ảnh chính F’; lấy đối xứng với F’ qua O ta được tiêu điểm vật chính F. Bài 7. Sơ đồ tạo ảnh:

a) Ta có: d1’ =

d1 f1 = 120 cm; d1  f1

d2 = O1O2 – d1’ = l – d1’ = - 90 cm; d2’ =

180 d2 f2 =cm; 7 d2  f2

180 A2 B2 A1 B1 A2 B 2  d1'   d 2'  d1' d 2' 120.( 7 ) 4 =  . k= =   .  = = . 7 AB AB A1 B1  d1   d 2  d1d 2 60.(90) Vậy: Ảnh cuối cùng là ảnh ảo (d2’ < 0); cùng chiều với vật (k > 0) và nhỏ hơn vật (|k| < 1).

305

Các chuyên đề Vật Lí 11

d1 f1 40d1 10d1  1200 = ; d2 = l – d1’ = ; d1  f1 d1  40 d1  40 d2 f2 20d1  2400 d2’ = = . d2  f2 d1  200 b) Ta có: d1’ =

Để ảnh cuối cùng là ảnh thật thì d2’ > 0  d2 > 200 cm. c) Ta có: d1’ =

d1 f1 = 120 cm; d2 = l – d1’ = l – 120; d1  f1

d1' d 2'  20(l  120) 40 d2 f2 d2’ = = ;k= = . d1d 2 100  l l  100 d2  f2 Để ảnh cuối cùng là ảnh thật thì d2’ > 0  120 > l > 100; để ảnh cuối cùng lớn gấp 10 lần vật thi k =  10  l = 96 cm hoặc l = 104 cm. Kết hợp cả hai điều kiện ta thấy để ảnh cuối cùng là ảnh thật lớn gấp 10 lần vật thì l = 104 cm và khi đó ảnh ngược chiều với vật Bài 8. Sơ đồ tạo ảnh:

a) Ta có: d1’ =

d2 f2 d1 f1 24(l  9) = - 9 cm; d2 = l – d1’ = l + 9; d2’ = = . d2  f2 d1  f1 l  15

Để ảnh cuối cùng là ảnh thật thì d2’ > 0  15 > l > 0.

d1 f1  18d 1 ld  18l  18d1 = ; d2 = l – d1’ = 1 ; d1  f1 d1  18 d1  18 d2 f2 24(ld1  18l  18d1 ) d2’ = = ; d 2  f 2 ld1  18l  6d1  432 b) Ta có: d1’ =

d1' d 2' 432 432 ==. d1d 2 ld1  18l  6d1  432 d1 (l  6)  18l  432 4 Để k không phụ thuộc vào d1 thì l = 6 cm; khi đó thì k = ; ảnh cùng chiều với vật. 3 k=

5. Mắt đeo kính. * Kiến thức liên quan: + Để mắt nhìn thấy vật thì vật phải đặt trong giới hạn nhìn rõ của mắt + Mắt có tật phải đeo kính: để mắt nhìn thấy vật (ảnh của vật qua kính) thì ảnh qua kính phải là ảnh ảo nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. + Trường hợp kính đeo sát mắt: - Đặt vật ở CCK, kính cho ảnh ảo ở CC: dC = OCCK ; d’C = - OCC. - Đặt vật ở CVK, kính cho ảnh ảo ở CV: dV = OCVK; d’V = - OCV. * Phương pháp giải: 306

Các chuyên đề Vật Lí 11

Xác định vị trí của vật, của ảnh đối với kính rồi sử dụng các công thức của thấu kính để giải. * Bài tập: Bài 1. Một người cận thị phải đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ -2,5 dp mới nhìn rõ các vật nằm cách mắt từ 25 cm đến vô cực. a) Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt khi không đeo kính. b) Nếu người này đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ -2 dp thì sẽ nhìn rõ được các vật nằm trong khoảng nào trước mắt. Bài 2. Một người cận thị lúc già chỉ nhìn rõ được các vật đặt cách mắt từ 30 cm đến 40 cm. Tính độ tụ của thấu kính cần đeo sát mắt để: a) Nhìn rõ các vật ở xa mà không phải điều tiết mắt. b) Đọc được trang sách đặt gần nhất cách mắt 25 cm. Bài 3. Một người có điểm cực cận cách mắt 50 cm, có điểm cực viễn cách mắt 500 cm. a) Người đó phải đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ bao nhiêu để đọc sách ở gần nhất cách mắt 25 cm. b) Khi đeo kính trên, người đó có thể nhìn được những vật đặt trong khoảng nào trước mắt ? Bài 4. Một người cận thị chỉ nhìn rõ được các vật cách mắt từ 10 cm đến 50 cm. a) Hỏi người này phải đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ bằng bao nhiêu để có thể nhìn rõ các vật ở vô cực và khi đeo kính người này nhìn rõ vật đặt gần nhất cách mắt một khoảng bao nhiêu ? b) Nếu người này đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ -1 dp thì sẽ nhìn rõ được các vật nằm trong khoảng nào trước mắt. Bài 5. Một người đeo sát mắt một thấu kính có tụ số - 1 dp thì nhìn rõ được các vật cách mắt từ 12,5 cm đến 50 cm. a) Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt người đó khi không đeo kính. b) Tụ số đúng của kính mà người này phải đeo sát mắt là bao nhiêu và khi đeo kính đúng tụ số thì người này nhìn rõ được vật đặt gần nhất cách mắt bao nhiêu? Bài 6. Mắt của một người có điểm cực cận và điểm cực viễn tương ứng là 0,15 m và 1 m. a) Xác định độ tụ của thấu kính mà người đó đeo sát mắt để nhìn thấy các vật ở xa mà không phải điều tiết. b) Khi đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ 1,5 dp thì người đó nhìn rõ các vật đặt trong khoảng nào trước mắt. * Hướng dẫn giải: Bài 1. Ta có: f =

1 = - 0,4 m = - 40 cm. D

a) Khi đeo kính nếu đặt vật tại CCK (điểm cực cận khi đeo kính), kính sẽ cho ảnh ảo tại CC (điểm cực cận khi không đeo kính) và nếu đặt vật tại CVK (điểm cực viễn 307

Các chuyên đề Vật Lí 11

khi đeo kính), kính sẽ cho ảnh ảo tại CV (điểm cực viễn khi không đeo kính). Do đó: dC = OCCK = 25 cm  dC’ =

dC f = - 15,4 cm = - OCC  OCC = 15,4 cm; dC  f

dV = OCVK =   dV’ = f = - 40 cm = - OCV  OCV = 40 cm. Vậy: giới hạn nhìn rõ của mắt người đó khi không đeo kính cách mắt từ 15,4 cm đến 40 cm. b) Ta có: f1 =

1 ' = - 0,5 m = - 50 cm; d C1 = - OCC = - 15,4 cm D1

d C' 1 f1 '  dC1 = ' = 22,25 cm = OCCK1; d V 1 = - OCV = - 40 cm d C1  f1  dV1 =

dV' 1 f1 = 200 cm. dV' 1  f1

Vậy: khi đeo kính có độ tụ - 2 dp thì người đó sẽ nhìn rõ các vật đặt cách mắt từ 22,25 cm đến 200 cm (đây là trường hợp bị cận thị mà đeo kính chưa đúng số). Bài 2. a) Ta có: f = - OCV = - 40 cm = - 0,4 m  D =

1 = - 2,5 dp. f

b) Ta có: dC1 = OCCK1 = 25 cm; d C1 = - OCC = - 30 cm

d C1d C' 1 1 2  f1 = = dp. ' = 150 cm = 1,5 m; D1 = d C1  d C1 f1 3 Bài 3. a) Đặt trang sách tại CCK (điểm cực cận khi đeo kính) thì kính cho ảnh ảo tại CC, do đó: dC = OCCK = 25 cm; d’C = - OCC = - 50 cm f=

1 dC dC' = 2 dp. ' = 50 cm = 0,5 m  D = f d c  dC

dC' f b) Ta có: d’V = - OCV = - 500 cm  dV = ' = 45,45 cm. dC  f Vậy, khi đeo kính người đó nhìn được các vật đặt cách mắt trong khoảng từ 25 cm đến 45,45 cm. Bài 4. a) Tiêu cự và độ tụ của thấu kính cần đeo: f = - OCV = - 50 cm = - 0,5 m  D =

1 = - 2 dp. f

Khi đeo kính: d’C = - OCC = - 10 cm  dC =

dC' f = 12,5 cm. dC'  f

Vậy, khi đeo kính người này nhìn rõ vật đặt gần nhất cách mắt một khoảng 12,5 cm.

308

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Ta có: f1 =

1 = - 100 cm; D1

dC' f1 d’C = - OCC = - 10 cm  dC = ' = 11 cm; dC  f1 dV' f1 d’V = - OCV = - 50 cm  dV = ' = 100 cm. dV  f1 Vậy, khi đeo kính có độ tụ -1 dp, người này nhìn rõ các vật cách mắt từ 11 cm đến 100 cm. Bài 5. a) f =

1 = - 1 m = - 100 cm. Khi đeo kính: D

Đặt vật tại CCK, kính cho ảnh ảo tại CC do đó: d = OCCK= 12,5 cm; d’ =

df = - 11,1 cm = - OCC  OCC = 11,1 cm. d f

Đặt vật tại CCV, kính cho ảnh ảo tại CV do đó: d = OCCV = 50 cm; d’ =

df = - 33,3 cm = - OCV  OCV = 33,3 cm. d f

Vậy giới hạn nhìn rõ của mắt người đó khi không đeo kính cách mắt từ 11,1 cm đến 33,3 cm. b) Tiêu cự: f = - OCV = - 33,3 cm 0,333 m; độ tụ: D = d’ = - OCC = - 11,1 cm; d =

1 = - 3 dp. f

d' f = 16,65 cm = OCCK. d ' f

Vật khi đeo kính đúng số thì người đó nhìn rõ được vật gần nhất cách mắt 16,65 cm. Bài 6. a) Tiêu cự: f = - OCV = - 1 m; độ tụ D = b) f =

1 = - 1 dp. f

1 = 0,667 m = 66,7 cm. D

Khi đeo kính: Đặt vật tại CCK, kính cho ảnh ảo tại CC do đó: d’ = - OCC = - 15 cm; d =

d' f = 12,2 cm = OCCK . d ' f

Đặt vật tại CCV, kính cho ảnh ảo tại CV do đó: d’ = - OCV = - 100 cm; d =

d' f = 40 cm = OCVK. d ' f

Vậy, khi đeo kính người đó nhìn được các vật đặt cách mắt trong khoảng từ 12,2 cm đến 40 cm. 309

Các chuyên đề Vật Lí 11

6. Kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn. * Các công thức: + Số bội giác: G =

 tan  AB  ; với tan = .  0 tan  0 OCC

+ Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực: G = + Trong thương mại: G =

OC C . f

0, 25 25 = ; kí hiệu Gx hoặc XG. f ( m) f (cm)

+ Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực: G =

 .OCC f1 f 2

; với  = O1O2 – f1 – f2 là độ dài quang học của kính.

+ Số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực: G =

f1 . f2

* Phương pháp giải: Xác định vị trí của vật, của ảnh đối với từng loại kính rồi sử dụng các công thức của thấu kính và công thức tính số bội giác của các loại kính để giải. * Bài tập: Bài 1. Một người mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 20 cm và điểm cực viễn ở vô cực, quan sát một vật nhỏ qua một kính lúp có độ tụ 10 dp. Kính đặt cách mắt 5 cm. a) Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính. b) Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực? Bài 2. Một kính lúp mà trên vành kính có ghi 5X. Một người sử dụng kính lúp này để quan sát một vật nhỏ, chỉ nhìn thấy ảnh của vật khi vật được đặt cách kính từ 4 cm đến 5 cm. Mắt đặt sát sau kính. Xác định khoảng nhìn rõ của người này. Bài 3. Một kính hiển vi có vật kính có tiêu cự 5,4 mm, thị kính có tiêu cự 2 cm, khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 17 cm. Người quan sát có giới hạn nhìn rõ cách mắt từ 20 cm đến vô cực đặt mắt sát thị kính để quan sát ảnh của một vật rất nhỏ. a) Xác định khoảng cách từ vật đến vật kính khi quan sát ở trạng thái mắt điều tiết tối đa và khi mắt không điều tiết. b) Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực. Bài 4. Một kính hiển vi, với vật kính có tiêu cự 5 mm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm. Hai kính đặt cách nhau 15 cm. Người quan sát có giới hạn nhìn rõ cách mắt từ 20 cm đến 50 cm. Xác định vị trí đặt vật trước vật kính để nhìn thấy ảnh của vật. Bài 5. Vật kính của một kính thiên văn có tiêu cự 1,2 m, thị kính có tiêu cự 4 cm. Người quan sát có điểm cực viễn cách mắt 50 cm, đặt mắt sát thị kính để quan sát Mặt Trăng. a) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi quan sát ở trạng thái không điều tiết mắt. 310

Các chuyên đề Vật Lí 11

b) Tính số bội giác của kính trong sự quan sát đó. Bài 6. Vật kính của một kính thiên văn có tiêu cự 90 cm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm. Người quan sát có điểm cực cận cách mắt 20 cm, điểm cực viễn ở vô cực, đặt mắt sát thị kính để quan sát một chòm sao. a) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi ngắm chừng ở cực cận. b) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi ngắm chừng ở vô cực và số bội giác khi đó. Bài 7. Tiêu cự của vật kính và thị kính của một ống dòm quân sự lần lượt là f1 = 30 cm và f2 = 5 cm. Một người đặt mắt sát thị kính chỉ thấy được ảnh rõ nét của vật ở rất xa khi điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính trong khoảng L1 = 33 cm đến L2 = 34,5 cm. Tìm giới hạn nhìn rõ của mắt người ấy. * Hướng dẫn giải: Bài 1. Khi sử dụng các dụng cụ quang học, để quan sát được ảnh của vật thì phải điều chỉnh sao cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo hiện ra trong giới hạn nhìn rõ của mắt. a) Ta có: f =  dC =

1 = 0,1 m = 10 cm; dC’ = l – OCC = - 15 cm D

d C' f = 6 cm; dV’ = l – OCV = -   dV = f = 10 cm. Vậy phải đặt vật cách d C'  f

kính từ 6 cm đến 10 cm.

OCC = 2. f 25 Bài 2. Ta có: f = = 5 cm; dC = 4 cm 5 dC f  d C’ = = - 20 cm = - OCC  OCC = 20 cm; dV = 5 cm dC  f dV f  dV’ = = -  = - OCV  OCV = . dV  f b) G =

Vậy: khoảng nhìn rõ của người này cách mắt từ 20 cm đến vô cực. Bài 3. Sơ đồ tạo ảnh:

a) Khi quan sát ảnh ở trạng thái mắt điều tiết tối đa (ngắm chừng ở cực cận):

d 2' f 2 d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 = ' = 1,82 cm; d2  f2 d1' f1 d1’ = O1O2 – d2 = 15,18 cm; d1 = ' = 0,5599 cm. d1  f1 Khi quan sát ở trạng thái mắt không điều tiết (ngắm chừng ở cực viễn): 311

Các chuyên đề Vật Lí 11

d2’ = - OCV = - ; d2 = f2 = 2 cm; d1’ = O1O2 – d2 = 15 cm; d1 =

d1' f1 = 0,5602 cm. Vậy: 0,5602 cm  d1  0,5599 cm. d1'  f1

b) Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:  = O1O2 – f1 – f2 = 14,46 cm; G =

 .OCC f1 f 2

= 268.

Bài 4. Khi ngắm chừng ở cực cận: d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 =

d 2' f 2 d1' f1 = 2,22 cm; d ’ = O O – d = 12,78 cm; d = = 0,5204 cm. 1 1 2 2 1 d 2'  f 2 d1'  f1

Khi ngắm chừng ở cực viễn: d2’ = - OCV = -50; d2 =

d 2' f 2 = 2,38 cm; d1’ = O1O2 – d2 = 12,62 cm; d 2'  f 2

d1 =

d1' f1 = 0,5206 cm. Vậy: 0,5206 cm  d1  0,5204 cm. d1'  f1

Bài 5. a) Khi ngắm chừng ở cực viễn: d2’ = - OCV = - 50 cm;

d 2' f 2 d2 = ' = 3,7 cm; d1 =   d1’ = f1 = 120 cm; d2  f2 O1O2 = d1’ + d2 = 123,7 cm. b) Số bội giác: G =

d '2 f1 f = 1 = 32,4. d 2 d '2  l d 2

Bài 6. a) Khi ngắm chừng ở cực cận: d2’ = - OCC = - 20 cm; d2 =

d 2' f 2 = 2,2 cm; d 2'  f 2

d1 =   d1’ = f1 = 90 cm; O1O2 = d1’ + d2 = 92,2 cm. b) Khi ngắm chừng ở vô cực: d2’ =   d2 = f2 = 2,5 cm; d1 =   d1’ = f1 = 90 cm; O1O2 = d1’ + d2 = 92,5 cm. Số bội giác khi đó: G =

f1 = 36. f2

Bài 7. Vì d1 =   d1’ = f1 = 30 cm. Khi ngắm chừng ở cực cận: d2 = O1O2 – d1 = 3 cm; d2’ =

d2 f2 = - 7,5 cm = - OCC  OCC = 7,5 cm. d2  f2

Khi ngắm chừng ở cực viễn: d2 = O1O2 – d1 = 4,5 cm; d2’ =

d2 f2 = - 45 cm = - OCC  OCC = 45 cm. d2  f2

Vậy: giới hạn nhìn rõ của mắt người đó cách mắt từ 7,5 cm đến 45 cm. 312

Các chuyên đề Vật Lí 11

III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN * Các câu trắc nghiệm. Câu 1. Theo định luật khúc xạ thì A. tia khúc xạ và tia tới nằm trong cùng một mặt phẳng. B. góc khúc xạ bao giờ cũng khác 0. C. góc tới tăng bao nhiêu lần thì góc khúc xạ tăng bấy nhiêu lần. D. góc tới luôn luôn lớn hơn góc khúc xạ. Câu 2. Chiếu một tia sáng đi từ không khí vào một môi trường có chiết suất n, sao cho tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ. Góc tới i trong trường hợp này được xác định bởi công thức A. sini = n.

B. tani = n.

C. sini =

1 . n

D. tani =

1 . n

Câu 3. Chiếu ánh sáng từ không khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5. Nếu góc tới i là 600 thì góc khúc xạ r (lấy tròn) là A. 300. B. 350. C. 400. D. 450. 4 Câu 4. Chiếu ánh sáng từ không khí vào nước có chiết suất n = . Nếu góc khúc xạ 3 r là 300 thì góc tới i (lấy tròn) là A. 200. B. 360. C. 420. D. 450. Câu 5. Trong hiện tượng khúc xạ A. góc khúc xạ có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng góc tới. B. góc khúc xạ bao giờ cũng lớn hơn góc tới. C. góc khúc xạ không thể bằng 0. D. góc khúc xạ bao giờ cũng nhỏ hơn góc tới. Câu 6. Tốc độ ánh sáng trong không khí là v1, trong nước là v2. Một tia sáng chiếu từ nước ra ngoài không khí với góc tới là i, có góc khúc xạ là r. Kết luận nào dưới đây là đúng? A. v1 > v2; i > r. B. v1 > v2; i < r. C. v1 < v2; i > r. D. v1 < v2; i < r. Câu 7. Chọn câu sai. A. Chiết suất là đại lượng không có đơn vị. B. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường luôn luôn nhỏ hơn 1. C. Chiết suất tuyệt đối của chân không bằng 1. D. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường không nhỏ hơn 1. Câu 8. Nếu tăng góc tới lên hai lần thì góc khúc xạ sẽ A. tăng hai lần. B. tăng hơn hai lần. C. tăng ít hơn hai lần. D. chưa đủ điều kiện để kết luận. Câu 9. Chiếu ánh sáng từ không khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5. Nếu góc tới i = 60 thì góc khúc xạ r là A. 30. B. 40. C. 70. D. 90. Câu 10. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì 313

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần. B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất. D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Câu 11. Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 90 thì góc khúc xạ là 80. Tính góc khúc xạ khi góc tới là 600. A. 47,250. B. 50,390. C. 51,330. D. 58,670. Câu 12. Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của một chất lỏng, chiết suất n = 3 . Hai tia phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhau. Góc tới i có giá trị là A. 600. B. 300. C. 450. D. 500. Câu 13. Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 90 thì góc khúc xạ là 80. Tính vận tốc ánh sáng trong môi trường A. Biết vận tốc ánh sáng trong môi trường B là 2.105 km/s. A. 2,25.105 km/s. B. 2,3.105 km/s. C. 1,8.105 km/s. D. 2,5.105 km/s. Câu 14. Vật sáng phẳng, nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính có tiêu cự f = 30 cm. Qua thấu kính vật cho một ảnh thật có chiều cao gấp 2 lần vật. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là A. 60 cm. B. 45 cm. C. 20 cm. D. 30 cm. Câu 15. Một người thợ săn cá nhìn con cá dưới nước theo phương thẳng đứng. Cá cách mặt nước 40 cm, mắt người cách mặt nước 60 cm. Chiết suất của nước là

4 . 3

Mắt người nhìn thấy ảnh của con cá cách mắt một khoảng là A. 95 cm. B. 85 cm. C. 80 cm. D. 90 cm. Câu 16. Vật sáng phẳng, nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính cách thấu kính 20 cm, qua thấu kính cho một ảnh thật cao gấp 5 lần vật. Khoảng cách từ vật đến ảnh là A. 16 cm. B. 24 cm. C. 80 cm. D. 120 cm. Câu 17. Vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh ngược chiều lớn gấp 3 lần AB và cách nó 80 cm. Tiêu cự của thấu kính là A. 25 cm. B. 15 cm. C. 20 cm. D.10 cm. Câu 18. Đặt một vật sáng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 15 cm. Thấu kính cho một ảnh ảo lớn gấp hai lần vật. Tiêu cự của thấu kính đó là A. -30 cm. B. 20 cm. C. -20 cm. D. 30 cm. Câu 19. Vật sáng được đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Ảnh của vật qua thấu kính có số phóng đại ảnh k = - 2. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là A. 30 cm. B. 40 cm. C. 60 cm. D. 24 cm. Câu 20. Vật thật đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f và cách thấu kính một khoảng 2f thì ảnh của nó là A. ảnh thật nhỏ hơn vật. B. ảnh ảo lớn hơn vật. C. ảnh thật bằng vật. D. ảnh thật lớn hơn vật. 314

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 21. Một vật sáng AB cách màn ảnh E một khoảng L = 100 cm. Đặt một thấu kính hội tụ trong khoảng giữa vật và màn để có một ảnh thật lớn gấp 3 lần vật ở trên màn. Tiêu cự của thấu kính là A. 20 cm. B. 21,75 cm. C. 18,75 cm. D. 15,75 cm. Câu 22. Mắt cận thị khi không điều tiết thì có tiêu điểm A. nằm trước võng mạc. B. cách mắt nhỏ hơn 20cm. C. nằm trên võng mạc. D. nằm sau võng mạc. Câu 23. Mắt của một người có điểm cực viễn cách mắt 50 cm. Muốn nhìn thấy vật ở vô cực mà không cần điều tiết thì người đó phải đeo sát mắt một thấu kính có tụ số bằng A. -0,02 dp. B. 2 dp. C. -2 dp. D. 0,02 dp. Câu 24. Khi mắt nhìn rỏ một vật đặt ở điểm cực cận thì A. tiêu cự của thuỷ tinh thể là lớn nhất. B. mắt không điều tiết vì vật rất gần mắt. C. độ tụ của thuỷ tinh thể là lớn nhất. D. khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc là nhỏ nhất. Câu 25. Mắt cận thị điều tiết tối đa khi quan sát vật đặt ở A. Điểm cực cận. B. vô cực. C. Điểm cách mắt 25 cm. D. Điểm cực viễn. Câu 26. Tìm phát biểu sai. Mắt cận thị A. Khi không điều tiết, tiêu điểm của mắt nằm trước võng mạc. B. Phải điều tiết tối đa mới nhìn được vật ở xa. C. Tiêu cự của mắt có giá trị lớn nhất nhỏ hơn mắt bình thường. D. Độ tụ của thủy tinh thể là nhỏ nhất khi nhìn vật ở cực viễn. Câu 27. Một người có điểm cực cận cách mắt 40 cm. Để đọc được trang sách cách mắt gần nhất là 25 cm thì người đó phải đeo sát mắt một kính có độ tụ A. 1,5 dp. B. -1 dp. C. 2,5 dp. D. 1 dp. Câu 28. Điều nào sau là sai khi nói về ảnh ảo qua dụng cụ quang học? A. Ảnh ảo không thể hứng được trên màn. B. Ảnh ảo nằm trên đường kéo dài của chùm tia phản xạ hoặc chùm tia ló. C. Ảnh ảo có thể quan sát được bằng mắt. D. Ảnh ảo không thể quan sát được bằng mắt. Câu 29. Một kính lúp là thấu kính hội tụ có độ tụ 10 dp. Mắt người quan sát có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 20 cm. Độ bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực là A. 2,5. B. 4. C. 5. D. 2. Câu 30. Mắt bị tật viễn thị A. có tiêu điểm ảnh F’ ở trước võng mạc. B. nhìn vật ở xa phải điều tiết mắt. C. phải đeo thấu kính phân kì thích hợp để nhìn các vật ở xa. D. điểm cực cận gần mắt hơn người bình thường. Câu 31. Khi dùng một thấu kính hội tụ tiêu cự f làm kính lúp để nhìn một vật, ta phải đặt vật cách kính một khoảng A. d = f. B. d ≤ f. C. f < d < 2f. D. d > 2f. 315

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 32. Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 10 cm quan sát vật qua kính lúp có tiêu cự f = 5 cm ở trạng thái mắt điều tiết tối đa. Vật đặt cách kính bao nhiêu nếu kính đặt cách mắt 2 cm? A. 4,25 cm. B. 5 cm. C. 3,08 cm. D. 4,05 cm. Câu 33. Một người mắt không có tật dùng kính thiên văn quan sát Mặt trăng ở trạng thái không điều tiết, khi đó khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 90 cm, độ bội giác của ảnh là 17. Tiêu cự của vật kính và thị kính lần lượt là A. 170 cm và 10 cm. B. 10 cm và 170 cm. C. 5 cm và 85 cm. D. 85 cm và 5 cm. Câu 34. Với  là góc trong ảnh của vật qua dụng cụ quang học, 0 là góc trong vật trực tiếp vật đặt ở điểm cực cận của mắt, độ bội giác khi quan sát vật qua dụng cụ quang học là  tan  0 cos  A. G = 0 . B. G = . C. G = . D. G = . cos 0 0  tan  Câu 35. Một kính hiển vi có vật kính với tiêu cự f1 = 1 cm, thị kính với tiêu cự f2 = 4 cm. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 17 cm. Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt là Đ = 25 cm. Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là A. 60. B. 85. C. 75. D. 80. Câu 36. Vật kính và thị kính của một kính hiển vi có tiêu cự là f1 = 0,5 cm và f2 = 25 mm, có độ dài quang học là 17 cm. Người quan sát có khoảng cực cận là 20 cm. Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là A. 272. B. 2,72. C. 0,272. D. 27,2. Câu 37. Một kính thiên văn có vật kính với tiêu cự f1, thị kính với tiêu cự f2. Độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là A. G = f1 + f2.

B. G =

f2 . f1

C. G =

f1 . D. G = f1f2. f2

Câu 38. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là A. O1O2 > f1 + f2. B. O1O2 < f1 + f2. C. O1O2 = f1 + f2. D. O1O2 = f1f2. Câu 39. Với một tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nước là n1, của thuỷ tinh là n2. Chiết suất tỉ đối khi tia sáng đó truyền từ nước sang thuỷ tinh là: n n A. n21 = 1 . B. n21 = 2 . C. n21 = n2 – n1. D. n12 = n1 – n2. n2 n1 Câu 40. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng A. góc khúc xạ luôn bé hơn góc tới. B. góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới. C. góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới. D. khi góc tới tăng dần thì góc khúc xạ cũng tăng dần. Câu 41. Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách thì A. tia sáng truyền thẳng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường. 316

Các chuyên đề Vật Lí 11

B. tất cả các tia sáng đều bị khúc xạ và đi vào môi trường n2. C. tất cả các tia sáng đều phản xạ trở lại môi trường n1. D. một phần tia sáng bị khúc xạ, một phần bị phản xạ. Câu 42. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền ánh sáng A. luôn lớn hơn 1. B. luôn nhỏ hơn 1. C. luôn bằng 1. D. luôn lớn hơn 0. Câu 43. Một điểm sáng S nằm trong chất lỏng chiết suất n, cách mặt chất lỏng một khoảng 12 cm, phát ra chùm sáng hẹp đến gặp mặt phân cách tại điểm I với góc tới rất nhỏ, tia ló truyền theo phương IR. Đặt mắt trên phương IR nhìn thấy ảnh ảo S’ của S dường như cách mặt chất lỏng một khoảng 10 cm. Chiết suất của chất lỏng đó là A. n = 1,12. B. n = 1,20. C. n = 1,33. D. n = 1,40. 4 Câu 44. Cho chiết suất của nước n = . Một người nhìn một hòn sỏi nhỏ S mằn ở 3 đáy một bể nước sâu 1,2 m theo phương gần vuông góc với mặt nước, thấy ảnh S’ nằm cách mặt nước một khoảng bằng A. 1,5 m. B. 80 cm. C. 90 cm. D. 1,0 m. Câu 45. Một người nhìn hòn sỏi dưới đáy một bể nước thấy ảnh của nó dường như 4 cách mặt nước một khoảng 1,2 m, chiết suất của nước là n = . Độ sâu của bể là 3 A. h = 90 cm. B. h = 160 cm. C. h = 140 cm. D. h = 180 cm. Câu 46. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Khi có phản xạ toàn phần thì toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới. B. Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém hơn. C. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới bằng hoặc lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần igh. D. Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số giữa chiết suất của môi trường kém chiết quang với môi trường chiết quang hơn. Câu 47. Phát biểu nào sau đây là sai? Khi một chùm tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường thì A. cường độ sáng của chùm tia khúc xạ bằng cường độ sáng của chùm tia tới. B. cường độ sáng của chùm tia phản xạ bằng cường độ sáng của chùm tia tới. C. góc tới bằng hoặc lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. D. chỉ còn chùm tia phản xạ không còn chùm tia khúc xạ. Câu 48. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Ta luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn hơn. B. Ta luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. C. Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần thì không có chùm tia khúc xạ. 317

Các chuyên đề Vật Lí 11

D. Khi có sự phản xạ toàn phần, cường độ sáng của chùm phản xạ gần như bằng cường độ sáng của chùm sáng tới. 4 Câu 49. Khi ánh sáng đi từ nước có chiết suất n = sang không khí thì góc giới 3 hạn phản xạ toàn phần là A. igh = 41048’. B. igh = 48035’. C. igh = 62044’. D. igh = 38026’. 4 Câu 50. Tia sáng đi từ thuỷ tinh n1 = 1,5 đến mặt phân cách với nước n2 = . Điều 3 kiện của góc tới i để không có tia khúc xạ trong nước là A. i ≥ 62044’. B. i < 62044’. C. i < 41048’. D. i < 48035’. Câu 51. Một miếng gỗ hình tròn, bán kính 4 cm, ở tâm O, cắm thẳng góc một cái 4 đinh OA. Thả miếng gỗ nổi trong một chậu nước có chiết suất n = . Đinh OA ở 3 trong nước. Mắt đặt trong không khí, chiều dài lớn nhất của OA để mắt không thấy đầu A là A. OA = 3,25 cm. B. OA = 3,53 cm. C. OA = 4,54 cm. D. OA’ = 5,37 cm. 4 Câu 52. Một ngọn đèn nhỏ S đặt ở đáy một bể nước có chiết suất n = , độ cao 3 mực nước là h = 60 cm. Bán kính r bé nhất của tấm gỗ tròn nổi trên mặt nước (có đường nối tâm O và S thẳng đứng) để không một tia sáng nào từ S lọt ra ngoài không khí là A. r = 45 cm. B. r = 58 cm. C. r = 55 cm. D. r = 68 cm. 4 Câu 53. Chiếu một tia sáng từ không khí tới mặt nước chiết suất n = với góc tới 3 i = 450. Góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới là A. 700. B. 350. C. 250. D. 130. Câu 54. Nhận xét nào sau đây về tính chất ảnh của vật thật qua thấu kính phân kì là đúng? A. Vật thật luôn cho ảnh thật, cùng chiều và lớn hơn vật. B. Vật thật luôn cho ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật. C. Vật thật luôn cho ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật. D. Vật thật có thể cho ảnh thật hoặc ảnh ảo tuỳ thuộc vào vị trí của vật. Câu 55. Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ A. luôn nhỏ hơn vật. B. luôn lớn hơn vật. C. luôn cùng chiều với vật. D. có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật. Câu 56. Ảnh của một vật thật qua thấu kính phân kì A. luôn nhỏ hơn vật. B. luôn lớn hơn vật. C. luôn ngược chiều với vật. D. có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật. Câu 57. Nhận xét nào sau đây là đúng? A. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh lớn hơn vật. B. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo lớn hơn vật. C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật. 318

Các chuyên đề Vật Lí 11

D. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo. Câu 58. Nhận xét nào sau đây về tác dụng của thấu kính phân kỳ là không đúng? A. Có thể tạo ra chùm sáng song song từ chùm sáng hội tụ. B. Có thể tạo ra chùm sáng phân kì từ chùm sáng phân kì. C. Có thể tạo ra chùm sáng hội tụ từ chùm sáng song song. D. Có thể tạo ra chùm sáng hội tụ từ chùm sáng hội tụ. Câu 59. Nhận xét nào sau đây về tác dụng của thấu kính hội tụ là không đúng? A. Có thể tạo ra chùm sáng song song từ chùm sáng hội tụ. B. Có thể tạo ra chùm sáng phân kì từ chùm sáng phân kì. C. Có thể tạo ra chùm sáng hội tụ từ chùm sáng song song. D. Có thể tạo ra chùm sáng hội tụ từ chùm sáng hội tụ. Câu 60. Đặt vật sáng AB cao 2 cm vuông góc với trục chính của thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = –12 cm, trước thấu kính và cách thấu kính một khoảng d = 12 cm thì ta thu được A. ảnh thật A’B’, ngược chiều với vật, vô cùng lớn. B. ảnh ảo A’B’, cùng chiều với vật, vô cùng lớn. C. ảnh ảo A’B’, cùng chiều với vật, cao 1 cm. D. ảnh thật A’B’, ngược chiều với vật, cao 4 cm. Câu 61. Thấu kính có độ tụ D = 5 dp, đó là A. thấu kính phân kì có tiêu cự f = – 5 cm. B. thấu kính phân kì có tiêu cự f = –20 cm. C. thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 5 cm. D. thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Câu 62. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 5 dp và cách thấu kính một khoảng 30 cm. Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là A. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60 cm. B. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60 cm. C. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20 cm. D. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20 cm. Câu 63. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 5 dp và cách thấu kính một khoảng 10 cm. Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là A. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60 cm. B. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60 cm. C. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20 cm. D. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20 cm. Câu 64. Chiếu một chùm sáng song song tới thấu kính thấy chùm ló là chùm phân kì coi như xuất phát từ một điểm nằm trước thấu kính và cách thấu kính một đoạn 25 cm. Thấu kính đó là A. thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 25 cm. B. thấu kính phân kì có tiêu cự f = 25 cm. C. thấu kính hội tụ có tiêu cự f = –25 cm. D. thấu kính phân kì có tiêu cự f = –25 cm. 319

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 65. Vật AB = 2 cm nằm trước thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16 cm cho ảnh A’B’ cao 8 cm. Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là A. 8 cm. B. 16 cm. C. 64 cm. D. 72 cm. Câu 66. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính một khoảng 20 cm, qua thấu kính cho ảnh thật A’B’ cao gấp 3 lần AB. Tiêu cự của thấu kính là A. f = 15 cm. B. f = 30 cm. C. f = – 15 cm. D. f = – 30 cm. Câu 67. Cho thấu kính O1 có tiêu cự f1 = 25 cm đặt đồng trục với thấu kính O2 có tiêu cự f2 = - 20 cm, chiếu tới quang hệ một chùm sáng song song và song song với trục chính của quang hệ. Để chùm ló ra khỏi quang hệ là chùm song song thì khoảng cách giữa hai thấu kính là A. O1O2 = 25 cm. B. O1O2 = 20 cm. C. O1O2 = 10 cm. D. O1O2 = 5 cm. Câu 68. Phát biểu nào sau đây là đúng về sự điều tiết của mắt? A. Do có sự điều tiết, nên mắt có thể nhìn rõ được tất cả các vật nằm trước mắt. B. Khi quan sát các vật càng xa mắt thì độ cong của thuỷ tinh thể càng tăng. C. Khi quan sát các vật càng xa mắt thì độ cong của thuỷ tinh thể càng giảm. D. Khi quan sát các vật càng gần mắt thì độ cong của thuỷ tinh thể càng tăng. Câu 69. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Điểm xa nhất trên trục của mắt mà vật đặt tại đó thì ảnh của vật qua thấu kính mắt nằm trên võng mạc gọi là điểm cực viễn (CV). B. Điểm gần nhất trên trục của mắt mà vật đặt tại đó thì ảnh của vật qua thấu kính mắt nằm trên võng mạc gọi là điểm cực cận (CC). C. Năng suất phân li là góc trông nhỏ nhất αmin khi nhìn đoạn AB mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm A, B. D. Điều kiện để mắt nhìn rõ một vật AB chỉ cần vật AB phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Câu 70. Nhận xét nào sau đây là không đúng? A. Mắt có khoảng nhìn rõ từ 25 cm đến vô cực là mắt bình thường. B. Mắt có khoảng nhìn rõ từ 10 cm đến 50 cm là mắt mắc tật cận thị. C. Mắt có khoảng nhìn rõ từ 80 cm đến vô cực là mắt mắc tật viễn thị. D. Mắt có khoảng nhìn rõ từ 15 cm đến vô cực là mắt mắc tật cận thị. Câu 71. Cách sửa các tật của mắt nào sau đây là sai? A. Muốn sửa tật cận thị ta phải đeo vào mắt thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp. B. Muốn sửa tật viễn thị ta phải đeo vào mắt thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp. C. Muốn sửa tật lão thị của người cận thị về già phải đeo vào mắt một kính hai tròng gồm nửa trên là kính hội tụ, nửa dưới là kính phân kì. D. Muốn sửa tật lão thị của người cận thị về già phải đeo vào mắt một kính hai tròng gồm nửa trên là kính phân kì, nửa dưới là kính hội tụ. Câu 71.Người cận thị về già phải đeo kính hai tròng nửa trên là kính phân kì (để nhìn xa), nữa dưới là kính hội tụ (để đọc sách). Đáp án C. Câu 72. Phát biểu nào sau đây về tác dụng của kính đối với mắt cận là đúng? A. Mắt cận đeo kính phân kì để nhìn rõ vật ở xa vô cực. B. Mắt cận đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật ở xa vô cực. C. Mắt cận đeo kính phân kì để nhìn rõ vật ở gần. 320

Các chuyên đề Vật Lí 11

D. Mắt cận đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần. Câu 73. Một người cận thị phải đeo kính cận số có tụ số D = - 0,5 dp. Nếu xem tivi mà không muốn đeo kính, người đó phải ngồi cách màn hình một khoản xa nhất là A. 0,5 m. B. 1,0 m. C. 1,5 m. D. 2,0 m. Câu 74. Một người cận thị về già, khi đọc sách cách mắt gần nhất 25 cm phải đeo kính có độ tụ D = 2 dp. Khoảng thấy rõ nhắn nhất của người đó là A. 25 cm. B. 50 cm. C. 1,0 m. D. 2,0 m. Câu 75. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật ngoài khoảng tiêu cự của kính sao cho ảnh của vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. B. Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính sao cho ảnh của vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. C. Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta phải điều chỉnh khoảng cách giữa vật và kính để ảnh của vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. D. Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta phải điều chỉnh ảnh của vật nằm ở điểm cực viễn của mắt để viêc quan sát đỡ bị mỏi mắt. Câu 76. Phát biểu nào sau đây về kính lúp là sai? A. Kính lúp là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông để quan sát một vật nhỏ. B. Vật cần quan sát đặt trước kính lúp cho ảnh thật lớn hơn vật. C. Kính lúp đơn giản là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. D. Kính lúp có tác dụng làm tăng góc trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Câu 77. Công thức tính số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực là OCC f  .OCC f A. G∞ = . B. G∞ = . C. G∞ = . D. G∞ = 1 . OCC f f1 . f2 f2 Câu 78. Trên vành kính lúp có ghi X10, tiêu cự của kính là A. f = 10 m. B. f = 10 cm. C. f = 2,5 m. D. f = 2,5 cm. Câu 79. Một người có khoảng nhìn rõ từ 25 cm đến vô cực, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ D = 20 dp trong trạng thái ngắm chừng ở vô cực. Độ bội giác của kính là A. G∞ = 4. B. G∞ = 5. C. G∞ = 5,5. D. G∞ = 6. Câu 80. Phát biểu nào sau đây về vật kính và thị kính của kính hiển vi là đúng? A. Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. B. Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. C. Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài, thị kính là thấu kính phân kì có tiêu cự rất ngắn. D. Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. Câu 81. Phát biểu nào sau đây về cách ngắm chừng của kính hiển vi là đúng? 321

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. B. Điều chỉnh khoảng cách giữa mắt và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. C. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và vật kính sao cho ảnh qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. D. Điều chỉnh tiêu cự của thị kính sao cho ảnh cuối cùng qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Câu 82. Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực được tính theo công thức OCC  .OCC  . f1 . f2 f A. G∞ = . B. G∞ = . C. G∞ = . D. G∞ = 1 . f1 . f2 OCC f1 . f2 f2 Câu 83. Một người mắt bình thường có khoảng nhìn rõ từ 25 cm đến vô cực, quan sát một vật nhỏ qua kính hiển vi với vật kính O1 có tiêu cự f1 = 1 cm và thị kính O2 có tiêu cự f2 = 5 cm. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính là O1O2 = 20 cm. Độ bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực là A. G∞ = 67. B. G∞ = 70. C. G∞ = 96. D. G∞ = 100. Câu 84. Phát biểu nào sau đây về tác dụng của kính thiên văn là đúng? A. Người ta dùng kính thiên văn để quan sát những vật rất nhỏ ở rất xa. B. Người ta dùng kính thiên văn để quan sát những vật nhỏ ở gần. C. Người ta dùng kính thiên văn để quan sát những thiên thể ở xa. D. Người ta dùng kính thiên văn để quan sát những vật có kích thước lớn ở gần. Câu 85. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là A. O1O2 = f1 – f2. B. O1O2 = f1 + f2. C. O1O2 = f1 + OCV. D. O1O2 = f1 + OCV + OCC. Câu 86. Phát biểu nào sau đây về cách ngắm chừng của kính thiên văn là đúng? A. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và vật kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. B. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. C. Giữ nguyên khoảng cách giữa vật kính và thị kính, thay đổi khoảng cách giữa kính với vật sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. D. Giữ nguyên khoảng cách giữa vật kính và thị kính, thay đổi khoảng cách giữa mắt và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Câu 87. Độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực được tính theo công thức OCC OCV f .f f A. G∞ = . B. G∞ = 1 2 . C. G∞ = . D. G∞ = 1 . f1 . f2 OCC f1 . f2 f2 Câu 88. Một kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự f1 = 120 cm và thị kính có tiêu cự f2 = 5 cm. Khoảng cách giữa hai kính khi quan sát Mặt Trăng trong trạng thái ngắm chừng ở vô cực là A. 125 cm. B. 124 cm. C. 120 cm. D. 115 cm. 322

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 88. Khi ngắm chừng ở vô cực thì khoảng cách giữa hai thấu kính của kính thiên văn là O1O2 = f1 + f2 = 120 + 5 = 125 (cm). Đáp án A. Câu 89. Một người mắt bình thường có điểm cực viễn ở vô cực khi quan sát vật ở xa bằng kính thiên văn, trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực thì khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 62 cm, độ bội giác là 30. Tiêu cự của vật kính và thị kính lần lượt là A. f1 = 2 cm, f2 = 60 cm. B. f1 = 2 m, f2 = 60 m. C. f1 = 60 cm, f2 = 2 cm. D. f1 = 60 m, f2 = 2 m. Câu 90. Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối lăng trụ thủy tinh có tiết diện thẳng là A. một tam giác vuông cân B. một hình vuông. C. một tam giác đều. D. một tam giác bất kì. Câu 91. Chiếu tia sáng từ môi trường chiết suất n1 = 3 vào môi trường chiết suất n2. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới i lớn hơn hoặc bằng 600. Giá trị của n2 là

3 3 . B. n2  1,5. C. n2  . D. n2  1,5. 2 2 Câu 92. Một người nhìn hòn sỏi dưới đáy một bể nước thấy ảnh của nó dường như 4 cách mặt nước một khoảng 1,35 m, chiết suất của nước là n = . Độ sâu của bể là 3 A. 0,9 m. B. 1,0 m. C. 1,5 m. D. 1,8 m. Câu 93. Trong hiện tượng khúc xạ A. Mọi tia sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt đều bị đổi hướng. B. Khi tia sáng tới không vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường thì góc khúc xạ r bao giờ cũng nhỏ hơn góc tới i. C. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới D. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Câu 94. Trong hiện tượng khúc xạ, nhận định chưa đúng là A. Tia khúc xạ nằm ở môi trường thứ 2 tiếp giáp với môi trường chứa tia tới. B. Tia khúc xạ nằm trong mặt phảng chứa tia tới và pháp tuyến. C. Khi góc tới bằng 0, góc khúc xạ cũng bằng 0. D. Góc khúc xạ bao giờ cũng nhỏ hơn góc tới. Câu 95. Khi chiếu ánh sáng đơn sắc từ một không khí vào một khối chất trong suốt với góc tới 600 thì góc khúc xạ là 300. Khi chiếu cùng ánh sáng đơn sắc đó từ khối chất đã cho ra không khí với góc tới 300 thì góc ló A. nhỏ hơn 300. B. lơn hơn 600. C. bằng 600. D. chưa xác định. Câu 96. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra với hai điều kiện là A. Ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ và góc tới không nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. B. Ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất nhỏ sang môi trường chiết suất lớn và góc tới không nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. 323 A. n2 

Các chuyên đề Vật Lí 11

C. Ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất nhỏ sang môi trường chiết suất lớn và góc tới không lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. D. Ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ và góc tới không lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. Câu 97. Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1), với góc tới i > 0 thì A. tia sáng bị gãy khúc khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường. B. tất cả các tia sáng đều bị khúc xạ và đi vào môi trường n2. C. tất cả các tia sáng đều phản xạ trở lại môi trường n1. D. một phần tia sáng bị khúc xạ, một phần bị phản xạ. Câu 98. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn. B. Luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ. C. Khi chùm tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường bị phản xạ toàn phần thì không có chùm tia khúc xạ. D. Cường độ sáng của chùm phản xạ toàn phần gần bằng cường độ sáng của chùm sáng tới. Câu 99. Nhận xét nào sau đây là sai? A. Tỉ số giữa góc tới và góc khúc xạ là hằng số. B. Tia tới vuông góc với mặt phân cách sẽ đi thẳng. C. Tia sáng chiếu xiên từ không khí vào nước có góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. D. Tia khúc xạ và tia tới nằm trong trên cùng một mặt phẳng chứa pháp tuyến. Câu 100. Một tia sáng đơn sắc chiếu từ không khí vào mặt thủy tinh dưới góc tới 600 thì góc khúc xạ trong thủy tinh là 350, chiết suất của tấm thủy tinh là A. n = 1,51. B. n = 1,62. C. n = 1,41 D. n = 1,25. Câu 101. Góc giới hạn phản xạ toàn phần khi tia sáng đi từ thủy tinh vào nước là 4 600, chiết suất của nước là n’ = . Chiết suất của thủy tinh là 3 A. n = 1,73. B. n = 1,54. C. n = 1,65. D. n = 1,41. Câu 102. Điều nào sau đây sai khi nói về thấu kính hội tụ? A. Vật nằm trong khoảng f < d < 2f cho ảnh ảo nhỏ hơn vật. B. Vật nằm trong khoảng 0 < d < f cho ảnh ảo lớn hơn vật. C. Vật nằm trong khoảng 2f < d <  cho ảnh thật nhỏ hơn vật. D. Vật ảo cho ảnh thật nhỏ hơn vật. Câu 103. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm, một vật sáng AB = 6 cm đặt vuông góc với trục chính cách thấu kính 20 cm thì cho ảnh A’B’ là A. ảnh thật đối xứng với vật qua quang tâm O, có A’ thuộc trục chính. B. ảnh ảo cao 6 cm, cách thấu kính 20 cm. C. ảnh ở vô cùng. D. ảnh thật cao 3cm cách thấu kính 15 cm. Câu 104. Qua một thấu kính, ảnh thật của một vật thật cao hơn vật 2 lần và cách thấu kinh 36 cm. Đây là thấu kính 324

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. hội tụ có tiêu cự 24 cm. B. phân kì có tiêu cự 12 cm. C. phân kì có tiêu cự 24 cm. D. hội tụ có tiêu cự 12 cm. Câu 105. Đặt một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm cách thấu kính 100 cm. Ảnh của vật 1 1 A. ngược chiều và bằng vật. B. cùng chiều và bằng vật. 3 3 1 1 C. cùng chiều và bằng vật. D. ngược chiều và bằng vật. 4 4 Câu 106. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về về thấu kính hội tụ? A. Một tia sáng qua thấu kính hội tụ khúc xạ, ló ra sau thấu kính sẽ cắt quang trục chính. B. Vật thật qua thấu kính cho ảnh thật thì thấu kính đó là thấu kính hội tụ. C. Vật thật nằm trong khoảng tiêu cự (trong OF) cho ảnh ảo lớn hơn vật, cùng chiều với vật. D. Một chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh chính của thấu kính. Câu 107. Hai thấu kính tiêu cự lần lượt là f1 = 40cm, f2 = -20 cm ghép đồng trục chính. Muốn cho một chùm tia sáng song song sau khi qua hệ hai thấu kính cho chùm tia ló song song thì khoảng cách giữa hai thấu kính là A. 60 cm. B. 40 cm. C. 20 cm. D. 10 cm. Câu 108. Đặt một điểm sáng nằm trên trục chính của một thấu kính cách kính 0,2 m thì chùm tia ló ra khỏi thấu kính là chùm song song. Đây là A. thấu kính hội tụ có tiêu cự 200 cm. B. thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm. C. thấu kính phân kì có tiêu cự 200 cm. D. thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Câu 109 Ảnh và vật thật bằng nó của nó cách nhau 100 cm. Thấu kính này A. là thấu kính phân kì có tiêu cự 50 cm. B. là thấu kính hội tụ có tiêu cự 50 cm. C. là thấu kính phân kì có tiêu cự 25 cm. D. là thấu kính hội tụ có tiêu cự 25 cm. Câu 110. Khi dùng công thức số phóng đại với vật thật qua một thấu kính, ta tính được độ phóng đại k < 0, ảnh là A. ảnh thật, ngược chiều vật. B. ảnh thât, cùng chiều vật. C. ảnh ảo, cùng chiều vật. D. ảnh ảo, ngược chiều vật. Câu 111. Một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ, trước tiêu điểm vật một đoạn bằng a, cho ảnh S’ ở sau tiêu điểm ảnh của thấu kính một đoạn b. Tiêu cự của thấu kính là A. f = a.b. B. f = - a.b. C. f = a.b . D. f = - a.b . Câu 112. Để vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật nhỏ hơn vật thì vật phải đặt trong khoảng nào trước thấu kính? A. d > 2f. B. f < d < 2f. C. d = f. D. d < f. Câu 113. Ảnh của một vật thật qua một thấu kính ngược chiều với vật, cách vật 100 cm và cách kính 25 cm. Đây là một thấu kính 325

Các chuyên đề Vật Lí 11

A. phân kì có tiêu cự 18,75 cm.

B. phân kì có tiêu cự

100 cm. 3

100 cm. D. hội tụ có tiêu cự 18,75 cm. 3 Câu 114. Một vật đặt trước một thấu kính 40 cm cho một ảnh trước thấu kính 20 cm. Đây là A. thấu kính hội tụ có tiêu cự 40 cm. B. thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm. C. thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. D. thấu kính phân kì có tiêu cự 40 cm. Câu 115. Nếu chiết suất của môi trường chứa tia tới nhỏ hơn chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ thì góc khúc xạ A. luôn nhỏ hơn góc tới. B. luôn lớn hơn góc tới. C. luôn bằng góc tới. D. có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn góc tới. Câu 116. Qua thấu kính hội tụ, nếu vật thật cho ảnh ảo thì vật phải nằm trước kính một khoảng d với A. d > 2f. B. bằng 2f. C. 2f > d > f. D. d < f. Câu 117. Qua một thấu kính, một vật thật cho một ảnh thật cao hơn vật 2 lần và cách vật 36 cm. Đây là thấu kính A. hội tụ có tiêu cự 8 cm. B. hội tụ có tiêu cự 24 cm. C. phân kì có tiêu cự 8 cm. D. phân kì có tiêu cự 24 cm. Câu 118. Mắt nhìn được xa nhất khi A. thủy tinh thể điều tiết cực đại. B. thủy tinh thể không điều tiết. C. đường kính con ngươi lớn nhất. D. đường kính con ngươi nhỏ nhất. Câu 119. Điều nào sau đây không đúng khi nói về tật cận thị? A. Khi không điều tiết thì chùm sáng song song tới sẽ hội tụ trước võng mạc. B. Điểm cực cận xa mắt hơn so với mặt không tật. C. Phải đeo kính phân kì để sửa tật. D. khoảng cách từ mắt tới điểm cực viễn là hữu hạn. Câu 120. Đặc điểm nào sau đây không đúng khi nói về mắt viễn thị? A. Khi không điều tiết thì chùm sáng tới song song sẽ hội tụ sau võng mạc. B. Điểm cực cận rất xa mắt. C. Không nhìn xa được vô cực. D. Phải đeo kính hội tụ để sửa tật. Câu 121. Một người có điểm cực viễn cách mắt 50 cm. Để nhìn xa vô cùng mà không phải điều tiết thì người này phải đeo sát mắt kính A. hội tụ có tiêu cự 50 cm. B. hội tụ có tiêu cự 25 cm. C. phân kì có tiêu cự 50 cm. D. phân kì có tiêu cự 25 cm. Câu 122. Một người đeo kính có độ tụ -1,5 dp thì nhìn xa vô cùng mà không phải điều tiết. Người này: 2 A. Mắc tật cận thị và có điểm cực viễn cách mắt m. 3 2 B. Mắc tật viễn thị và điểm cực cận cách mắt m. 3

C. hội tụ có tiêu cự

326

Các chuyên đề Vật Lí 11

C. Mắc tật cận thị và có điểm cực cận cách mắt

2 cm. 3

2 cm. 3 Câu 123. Khi ngắm chừng ở vô cực, độ bội giác qua kính lúp phụ thuộc vào A. khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt và tiêu cự của kính. B. khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt và độ cao vật. C. tiêu cự của kính và độ cao vật. D. độ cao ảnh và độ cao vật. Câu 124. Độ dài quang học của kính hiển vi là A. khoảng cách giữa vật kính và thị kính. B. khoảng cách từ tiêu điểm ảnh của vật kính đến tiêu điểm vật của thị kính. C. khoảng cách từ tiểu điểm vật của vật kính đến tiêu điểm ảnh của thị kính. D. khoảng cách từ tiêu điểm vật của vật kính đến tiêu điểm vật của thị kính. Câu 125. Qua vật kính của kính thiên văn, ảnh của vật hiện ở A. tiêu điểm vật của vật kính. B. tiêu điểm ảnh của vật kính. C. tiêu điểm vật của thị kính. D. tiêu điểm ảnh của thị kính. * Đáp án và giải chi tiết. Đáp án 1A. 2B. 3B. 4C. 5ª. 6B. 7B. 8D. 9B. 10B. 11B. 12A. 13A. 14B. 15D. 16D. 17B. 18D. 19A. 20C. 21C. 22A. 23C. 24C. 25A. 26B. 27A. 28D. 29D. 30B. 31B. 32C. 33D. 34C. 35C. 36A. 37C. 38C. 39B. 40D. 41D. 42A. 43B. 44C. 45B. 46D. 47A. 48B. 49B. 50A. 51B. 52D. 53D. 54C. 55D. 56A. 57D. 58C. 59A. 60C. 61D. 62A. 63D. 64D. 65C. 66A. 67D. 68C. 69D. 70D. 71C. 72A. 73D. 74B. 75A. 76B. 77A. 78D. 79B. 80B. 81CD. 82C. 83B. 84C. 85B. 86A. 87D. 88A. 89C. 90A. 91B. 92D. 93D. 94D. 95C. 96A. 97D. 98B. 99A. 100A. 101B. 102A. 103C. 1043D. 105D. 106D. 107C. 108D. 109B. 110A. 111C. 112A. 113D. 114D. 115A. 116D. 117A. 118B. 119B. 120C. 121C. 122A. 123A. 124B. 125B.

D. Mắc tật viễn thị và điểm cực cận cách mắt

Giải chi tiết Câu 1. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới), Đáp án A. sin i sin i sin i n    tan i  = n. Đáp án B. Câu 2. 0 s inr sin(90  i) cosi 1 sin i sin 60 0 3 sin i   = n  sinr = = sin350. Đáp án B. n 1,5 3 s inr Câu 5. Trong hiện tượng khúc xạ góc khúc xạ có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng góc tới. Đáp án A. sin i v2 n1 Câu 6. =  ; vì n2 = n > n1 = 1 nên v1 > v2 và i < r. Đáp án B. s inr v1 n2

Câu 3.

Câu 7. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường không nhỏ hơn 1 (n  1). Đáp án B. 327

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 8.

sin i n2 = ; chưa biết n1 và n2 nên chưa thể kết luận. Đáp án D. s inr n1

i 60 i n Câu Câu 9. Với i và r nhỏ (nhỏ hơn 100) ta có:  2 = n  r =  = 40. n 1,5 r n1

Đáp án B. Câu 10. Hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ có thể xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ. Đáp án B. i n 9 Câu 11. Với i và r nhỏ (nhỏ hơn 100) ta có:  2  = 1,125. r n1 8 Với i và r lớn hơn 100 thì

sin i n2 = = 1,125 s inr n1

 sinr =

sin i sin 600 3   = 0,77 = sin50,350. Đáp án B. 1,125 1,125 2.1,125

Câu 12.

sin i sin i sin i n    tan i  = 0 s inr sin(90  i) cosi 1

3 = tan600. Đáp án A.

v n i n 9 Câu 13. Với i và r nhỏ (nhỏ hơn 100) ta có:  A  = 1,125; B  A  1,125 r nB 8 vA nB

 vB = 1,125.vA = 1,125.2.105 = 2,25.105 (km/s). Đáp án A. f 3 f 3.30  Câu 14. k = =-2d= = 45 (cm). Đáp án B. f d 2 2 d 4 3.d 3.40  n   d’ =  = 30 (cm); h + d’ = 60 + 30 = 90 (cm). d' 3 4 4 Đáp án D. d' Câu 16. - 5  d’ = 5.d = 5.20 = 100; d + d’ = 20 + 100 = 120 (cm). Đáp án D. d d' 80  d Câu 17. - = = - 3  d = 20 (cm); d’ = 60 (cm); d d d .d ' 20.60  f= = 15 (cm). Đáp án B. d  d ' 20  60 d' d .d ' 15.(30)  Câu 18. - = 2  d’ = - 2.d = - 2.15 = - 30 (cm); f = = 30 (cm). d d  d ' 15  30 Đáp án D. f 3 f 3.20  Câu 19. k = =-2d= = 30 (cm). Đáp án A. f d 2 2

Câu 15.

328

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 20. k =

f f = = - 1; thấu kính cho ảnh thật bằng vật. Đáp án C. f d f 2f

d' 100  d == - 3  d = 25 (cm); d’ = 75(cm); d d d .d ' 25.75  f= = 18,75 (cm). Đáp án C. d  d ' 25  75 Câu 22. Mắt cận thị khi không điều tiết thì tiêu điểm nằm trước võng mạc. Đáp án A. 1 1 Câu 23. f = - OCV = = 50 cm = - 0,5 m; D =  = - 2 (dp). Đáp án C. f 0,5 Câu 24. Khi nhìn vật ở cực cận thì mắt điều tiết tối đa, độ tụ của thuỷ tinh thể là lớn nhất. Đáp án C. Câu 25. Mắt điều tiết tối đa khi quan sát vật ở điểm cực cận. Đáp án A. Câu 26. Mắt cận thị không nhìn thấy các vật ở xa. Đáp án B. d .d ' 25.(40) 200 2 1 1 3   Câu 27. f = (cm) = (m); D =   = 1,5 (dp). d  d ' 25  40 3 3 f 2 2 3 Đáp án A. Câu 28. Ảnh ảo có thể quan sát được bằng mắt. Đáp án D. OCC 20 1 1   Câu 29. f = = 0,1 (m) = 10 (cm); G = = 2. Đáp án D. D 10 f 10 Câu 30. Mắt bị tật viễn thị phải điều tiết mắt mới nhìn thấy các vật ở xa, Đáp án B Câu 31. Để tạo ảnh ảo cùng chiều với vật qua kính lúp thì phải đặt vật cách kính một khoảng d f. Đáp án B. d '. f 8.5  Câu 32. d = = 3,077 (cm). Đáp án C. d ' f 8  5

Câu 21. -

Câu 33. G =

f1  17  f1 = 17f2; f1 + f2 = 17f2 + f2 = 18f2 = 90  f2 = 5 cm; f2

f1 = 17.f2 = 17.5 = 85 (cm). Đáp án D. Câu 34. Độ bội giác G = Câu 35. G = Câu 36. G =

 . Đáp án C. 0

 .OCC



(17  1  4).25 = 75. Đáp án C. 1.4

 .OCC



17.20 = 272. Đáp án A. 0,5.2,5

f1 . f2

Câu 37. Độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là G =

f1 . f2

329

Các chuyên đề Vật Lí 11

Đáp án C. Câu 38. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là O1O2 = f1 + f2. Đáp án C. Câu 39. Chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) so với môi n trường chứa tia tới (môi trường 1) là n21 = 2 . Đáp án B. n1 Câu 40.

sin i n2 = = n21; i tăng thì r cũng tăng. Đáp án D. s inr n1

Câu 41. Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách thì một phần tia sáng bị khúc xạ, một phần bị phản xạ. Đáp án D. Câu 42. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền ánh sáng luôn lớn hơn 1. Đáp án A. d 12  Câu 43. n = = 1,2. Đáp án B. d ' 10 d d 1,2 Câu 44. n =  d’ =  = 0,9 (m) = 90 (cm). Đáp án C. d' 4 n 3 h 4 Câu 45. n =  h = n.h’ = .1,2 = 1,6 (m) = 160 (cm). Đáp án B. h' 3 n Câu 46. sinigh = 2 (với n2 < n1). Đáp án D. n1 Câu 47. Khi một chùm tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường thì không còn chùm tia khúc xạ. Đáp án A. Câu 48. Khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phãn xạ toàn phần, khi đó không còn tia khúc xạ. Đáp án B. n 1 1 3 Câu 49. sinigh = 2    = 0,75 = sin48,590. Đáp án B. n1 n 4 4 3 4 n 4 Câu 50. sinigh = 2  3  = sin62,730. Đáp án A. 4,5 n1 1,5 3 n 1 1 3 Câu 51. sinigh = 2    = 0,75 = sin48,590  igh = sin48,590; n1 n 4 4 3 330

Các chuyên đề Vật Lí 11

tanigh =

R R 4  OA = = 3,53 (cm). Đáp án B.  OA tan igh tan 48,590

Câu 52. sinigh =

tanigh =

n2 1 1 3    = 0,75 = sin48,590  igh = sin48,590; n1 n 4 4 3

r  r = h.tanigh = 60.tan48,590 = 68 (cm). Đáp án D. h

sin i sin 450 sin i n2 n  = 0,53 = sin320;   = n  sinr = 4 n s inr n1 1 3 D = i – r = 450 – 320 = 130. Đáp án D. Câu 54. Vật thật qua thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật. Đáp án C. Câu 55. Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật. Đáp án D. Câu 56. Ảnh của một vật thật qua thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật. Đáp án A. Câu 57. Vật thật qua thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật. Đáp án D. Câu 58. Thấu kính phân kì không thể tạo ra được chùm hội tụ từ một chùm sáng song song. Đáp án C. Câu 59. Thấu kính hội tụ không thể tạo ra được chùm sáng song song hội tụ từ chùm sáng hội tụ. Đáp án A. d. f 12.(12) d' 6 1    . Đáp án C. Câu 60. d’ = = - 6 (cm); k = d f 12  12 d 12 2 Câu 53.

1 1  = 0,2 (m) = 20 (cm) > 0 nên đó là thấy kính hội tụ. Đáp án D. D 5 d. f 30.20 1 1   = 0,2 (m) = 20 (cm); d’ = Câu 62. f = = 60 (cm). d  f 30  20 D 5 Đáp án A. d. f 10.20 1 1   = 0,2 (m) = 20 (cm); d’ = Câu 63. f = = - 20 (cm). d  f 10  20 D 5 Đáp án D. 1 1 1 1 1 Câu 64.      f = - 25 (cm). Đáp án D. f d d '  25

Câu 61. f =

Câu 65.

d ' A'B' 8   = 4  |d’| = 4.d = 4.16 = 64 (cm). Đáp án C. d AB 2

331

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 66. -

d' d .d ' 20.60  = - 3  d’ = 3.d = 3.20 = 60 (cm); d = = 15 (cm). d d  d ' 20  60

Đáp án A. 1 1 1 1 1     Câu 67.  d’1 = f1 ; d2 = O1O2 – d’1 = O1O2 – f1; f1 d1 d1'  d1' 1 1 1 1 1      O1O2 – f1 = f2  O1O2 = f2 + f1 = - 20 + 25 = 5 (cm). f2 d2 d2' O1O2  f1 

Đáp án D. Câu 68. Độ cong của thuỷ tinh thể tăng khi đưa vật lại gần mắt. Đáp án C. Câu 69. Để mắt nhìn rõ một vật AB thì vật AB phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt và góc trông vật phải lớn hơn hoặc bằng năng suất phân li của mắt. Đáp án D Câu 70. Mắt mắc tật cận thị không nhìn thấy các vật ở vô cực. Đáp án D. Câu 71.Người cận thị về già phải đeo kính hai tròng nửa trên là kính phân kì (để nhìn xa), nữa dưới là kính hội tụ (để đọc sách). Đáp án C. 1 1  Câu 73. fK = = - 2 (m) = - OCV  OCV = 2 m. Đáp án D. D 0,5 Câu 74. f =

d .f 1 1 25.50  = 0,5 (m) = 50 cm; d’C = C = - 50 (cm) = - OCC  D 2 dC  f 24  50

 OCC = 50 cm. Đáp án B. Câu 75. Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính sao cho ảnh của vật tạo ra là ảnh ảo, cùng chiều với vật và nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Đáp án A. Câu 76. Vật cần quan sát đặt trước kính lúp sao cho ảnh tạo qua kính lúp là ảnh ảo, cùng chiều với vật, lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rỏ của mắt. Đáp án B. OCC Câu 77. Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực là G∞ = . f Đáp án A. 25 25  Câu 78. f = = 2,5 (cm). Đáp án D. G 10 OCC 25 1 1   = 5. Đáp án B. = 0,05 (m) = 5 (cm); G∞ = D 20 f 5 Câu 80. Vật kính của kính hiển vi là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn, thị kính của kính hiển vi là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. Đáp án B. Câu 81. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và vật kính sao cho ảnh qua kính hiển vi nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Đáp án C.  .OCC Câu 82. Độ bội giác kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là G∞ = . f1 . f2

Câu 79. f =

Đáp án C. 332

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 83. G∞ =

 .OCC f1 . f2



(O1O2  f1  f2 ).OCC (20  1  5).25 = 70. Đáp án B.  f1 . f2 1.5

Câu 84. Người ta dùng kính thiên văn để quan sát những vật rất lớn (các thiên thể) ở rất xa. Đáp án C. Câu 85. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là O1O2 = f1 + f2. Đáp án B. Câu 86. Cách ngắm chừng của kính thiên văn là điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Đáp án A. f Câu 87. Độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là G∞ = 1 . f2 Đáp án D. Câu 88. Khi ngắm chừng ở vô cực thì khoảng cách giữa hai thấu kính của kính thiên văn là O1O2 = f1 + f2 = 120 + 5 = 125 (cm). Đáp án A. f OO  f 62  f2 Câu 89. G∞ = 1  1 2 2  = 30  f2 = 2 cm; f1 = 62 – 2 = 60 cm. f2 f2 f2 Đáp án C. Câu 90. Tiết diện thẳng của lăng kính phản xạ toàn phần là một tam giác vuông cân. Đáp án A. Câu 91. sinigh 

n2  n2  n1.sinigh = n1

3 = 1,5. Đáp án B. 2

h' 1 4   h = n.h’ = .1,35 = 1,8 (m). Đáp án D. h n 3 Câu 93. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Đáp án D. Câu 94. Nếu môi trường chứa tia khúc xạ có chiết suất nhỏ hơn chiết suất của môi trườngchứa tia tới thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Đáp án D. Câu 95. Theo tính chất thuận nghịch của chiều truyền tia sáng thì góc ló bằng 600. Đáp án C. Câu 96. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra với hai điều kiện là ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ và góc tới không nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. Đáp án A. Câu 97. Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1), với góc tới i > 0 thì một phần tia sáng bị phản xạ, một phần bị khúc xạ. Đáp án D. Câu 98. Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhở thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Khi có phản xạ toàn phần thì không còn tia khúc xạ. Đáp án B. Câu 99. Tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ mới là hằng số. Đáp án A.

Câu 92.

333

Các chuyên đề Vật Lí 11

sin i sin 600  Câu 100. n = = 1,509. Đáp án A. s inr sin350 4 n' n' Câu 101. sinigh = n=  3 0 = 1,54. Đáp án B. n sin igh sin 60 Câu 102. Vật nằm trong khoảng f < d < 2f cho ảnh thật lớn hơn vật. Đáp án A. Câu 103. Vật đặt trên tiêu diện của thấu kính hội tụ sẽ cho ảnh ở vô cùng. Đáp án C. d' d ' 36 d .d ' 18.36   Câu 104. - = - 2  d = = 18 (cm); f = = 12 (cm). d 2 2 d  d ' 18  36 Đáp án D. d .f 100.20 d' 25 1    . Đáp án D. Câu 105. d’ = = 25 (cm); k = -   d  f 100  20 d 100 4 Câu 106. Chỉ có chùm sáng song song với trục chính mới hội tụ tại tiêu điểm ảnh chính của thấu kính hội tụ. Đáp án D. Câu 107. Để một chùm tia sáng song song sau khi qua hệ hai thấu kính cho chùm tia ló song song thì khoảng cách giữa hai thấu kính là: O1O2 = f1 + f2 = 40 + (-20) = 20 (cm). Đáp án C. Câu 108. Chùm qua tiêu điểm vật chính của thấu kính hội tụ sẽ cho chùm tia ló song song. Đáp án D. Câu 109. Khi đặt vật thật trước thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng d = 2f thì thấu kính sẽ cho ảnh thật cao bằng vật. Đáp án B. Câu 110. k < 0; thấu kính cho ảnh thật ngược chiều với vật. Đáp án A. d.d ' (f  a).(f  b)  Câu 111. f =  2f2 + af + bf = f2 +af + bf + a.b  f = a.b . d  d' f  a f  b Đáp án C. Câu 112. Để vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật nhỏ hơn vật thì vật phải đặt trong khoảng d > 2f. Đáp án A. d .d ' 75.25  Câu 113. d = 100 – 25 = 75 (cm); f = = 18,75 (cm). Đáp án D. d  d ' 75  20 d .d ' 40.(20)  Câu 114. f = = - 40 (cm). Đáp án D. d  d ' 40  (20) Câu 115. Nếu chiết suất của môi trường chứa tia tới nhỏ hơn chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ thì góc khúc xạ luôn nhỏ hơn góc tới. Đáp án A. Câu 116. Qua thấu kính hội tụ, nếu vật thật cho ảnh ảo thì vật phải nằm trước kính một khoảng d < f. Đáp án D. d' 36  d 36 d .d ' 12.24  Câu 117. -   =-2d= = 12 (cm); f = = 8 (cm). d d 3 d  d ' 12  24 Đáp án A. Câu 118. Mắt nhìn được xa nhất khi thủy tinh thể không điều tiết. Đáp án B. 334

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 119. Mắt cận thị có điểm cực cận gần mắt hơn mắt bình thường. Đáp án B Câu 120. Mắt cận thị có thể nhìn thấy các vật ở xa vô cực nhưng phải điều tiết mắt. Đáp án C. Câu 121. f = - OCV = - 50 cm. Đáp án C. 1 1 2 2    (m) = - OCV  OCV = Câu 122. f = m. Đáp án A. D 1,5 3 3 OCC . Đáp án A. f Câu 124. Độ dài quang học của kính hiển vi là khoảng cách từ tiêu điểm ảnh của vật kính đến tiêu điểm vật của thị kính. Đáp án B. Câu 125. Qua vật kính của kính thiên văn, ảnh của vật ở rất xa sẽ hiện ra ở tiêu điểm ảnh của vật kính. Đáp án B.

Câu 123. G

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO * Bài tập. Bài 1. Cho hệ gồm hai thấu kính hội tụ L1 và L2 đặt đồng trục với nhau có tiêu cự lần lượt là f1 = 1 cm và f2 = 4 cm, cách nhau một đoạn a = O1O2 = 3,5 cm. Đặt trước thấu kính L1 một vật phẳng, nhỏ có chiều cao AB = 1,5 mm và cách L1 một đoạn d1 = 0,5 cm. a) Xác định vị trí và chiều cao ảnh của vật cho bởi hệ thấu kính ? b) Giữ cố định thấu kính L2, để chiều cao của ảnh cho bởi hệ luôn tăng người ta thực hiện theo một trong hai cách sau: * Cách 1: Giữ cố định thấu kính L1, dịch chuyển vật AB dọc theo trục chính. Hỏi phải dịch chuyển vật theo chiều nào? * Cách 2: Giữ vật AB cố định, dịch chuyển thấu kính L1 dọc theo trục chính. Hỏi phải dịch chuyển thấu kính theo chiều nào? Trong hai cách trên, cách nào làm cho chiều cao của ảnh tăng mạnh hơn? c) Để ảnh cho bởi hệ luôn luôn là ảnh thật phải đặt vật AB trong khoảng nào trước thấu kính L1? Bài 2. Cho hệ thấu kính như hình vẽ.

Thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1 và f2 đặt cách nhau một đoạn a = O1O2 = 100 cm và vật sáng phẳng, nhỏ, có chiều cao AB đặt vuông góc với trục chính của hệ. Đặt tại O một thấu kính L ta nhận thấy thấu kính L có thể thay thế hệ 335

Các chuyên đề Vật Lí 11

L1, L2 sao cho với bất kỳ vị trí nào của AB đặt trước L đến O đều cho độ phóng đại ảnh như hệ L1, L2. Đặt vật AB tại O: + Nếu đảo vị trí hai thấu kính L1, L2 cho nhau thì ảnh qua hệ sau khi đảo có chiều cao gấp 4 lần chiều cao ảnh của hệ khi chưa đảo vị trí và hai ảnh này ngược chiều nhau. + Nếu chỉ dùng thấu kính L2 đặt tại O1 thì L2 cho ảnh của AB tại O2. Tìm tiêu cự f của các thấu kính L và các tiêu cự của các thấu kính L1, L2. Bài 3. Một kính hiển vi gồm vật kính có tiêu cự f1 = 0,6 cm và thị kính có tiêu cự f2 = 3,4 cm. Hai kính cách nhau một khoảng O1O2 = l = 16 cm. a) Một học sinh A mắt không có tật với khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 25 cm, dùng kính hiển vi này để quan sát một vết mỡ mỏng trên mặt một tấm kính ở trạng thái ngắm chừng ở vô cực. Tính: + Khoảng cách giữa vật và vật kính. + Số bội giác của ảnh. b) Một học sinh B mắt không có tật, quan sát vết mỡ trên trong trạng thái ngắm chừng ở vô cực qua kính, nhưng đã lật ngược tấm kính cho vết mỡ xuống phía dưới. Hỏi học sinh B phải dịch chuyển ống kính một khoảng là bao nhiêu? theo chiều nào? Cho biết tấm kính có bề dày e = 1,5 mm và có chiết suất n = 1,5. Bài 4. Điểm sáng A nằm trên trục chính của một thấu kính mỏng, phía bên kia thấu kính đặt một màn M vuông góc với trục chính cách A một đoạn L. Xê dịch thấu kính trong khoảng từ A đến màn M, ta thấy khi thấu kính cách màn một đoạn l1 = 40 cm thì trên màn thu được một vệt sáng nhỏ nhất. Dịch màn ra xa A một đoạn 21 cm, rồi lại dịch chuyển thấu kính như trên thì ta lại thấy khi thấu kính cách màn đoạn l2 = 55 cm thì trên màn lại thu được vệt sáng nhỏ nhất. Tính tiêu cự f của thấu kính và khoảng cách L. Bài 5. Cho hệ 3 thấu kính L1, L2 và L3 đặt đồng trục và được sắp xếp như hình vẽ.

Vật sáng phẳng, nhỏ có chiều cao AB đặt vuông góc với trục chính, ở trước L1 và chỉ tịnh tiến dọc theo trục chính. Hai thấu kính L1 và L3 được giữ cố định tại hai vị trí O1 và O3 cách nhau 70 cm. Thấu kính L2 chỉ tịnh tiến trong khoảng O1O3. Các khoảng O1M = 45 cm, O1N = 24 cm. a) Đầu tiên vật AB được đặt tại điểm M, thấu kính L2 đặt tại vị trí cách L1 khoảng O1O2 = 36 cm, khi đó ảnh cuối của vật AB cho bởi hệ ở sau L3 và cách L3 một khoảng bằng 255 cm. Trong trường hợp này nếu bỏ L2 đi thì ảnh cuối không có gì thay đổi và vẫn ở vị trí cũ. Nếu không bỏ L2 mà dịch chuyển nó từ vị trí đã cho về phía L3 một đoạn 10 cm, thì ảnh cuối ra vô cực. Tìm các tiêu cự f1, f2 và f3 của các thấu kính. b) Tìm các vị trí của L2 trong khoảng O1O3 mà khi đặt L2 cố định tại các vị trí đó thì ảnh cuối có độ lớn luôn luôn không thay đổi khi ta tịnh tiến vật AB trước L1. 336

Các chuyên đề Vật Lí 11

c) Bỏ L3 đi. Đặt L2 sau L1, cách L1 một khoảng bằng 9 cm. Bây giờ giả sử tiêu cự của L1 có thể được lựa chọn. Hỏi cần phải chọn tiêu cự của L1 như thế nào để khi vật AB chỉ tịnh tiến trong khoảng MN thì ảnh cuối cho bởi hệ L1 và L2 luôn luôn là ảnh thật? Bài 6. Một điểm sáng S được đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1 = 25 cm. Người ta hứng được ảnh S / trên màn E đặt vuông góc với trục chính. a) Xác định vị trí của vật, màn đối với thấu kính để khoảng cách vật và màn là nhỏ nhất. b) Với vị trí vật, thấu kính, màn ở câu (a). Đặt sau L1 một thấu kính L2 đồng trục với L1 và cách L1 một khoảng 20 cm. Trên màn xuất hiện một vết sáng. Hãy tính tiêu cự f2 của thấu kính L2 trong các điều kiện sau: 1. Vết sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến màn. 2. Vết sáng trên màn có đường kính tăng gấp đôi khi tịnh tiến màn ra xa thêm 10 cm. 3. Vết sáng trên màn có đường kính giảm một nửa khi tịnh tiến màn ra xa thêm 10 cm. Bài 7. Cho hệ hai thấu kính L1, L2 đồng trục chính, cách nhau khoảng a, có tiêu cự lần lượt f1 = 30 cm và f2 = - 10 cm. Vật AB đặt vuông góc với trục chính và AB ở phía trước L1 (như hình vẽ).

a) Khi AB cách L1 một đoạn 36 cm. + Xác định ảnh cuối cùng A / B / tạo bởi quang hệ khi a = 70 cm. + Xác định giá trị của a để A / B / là ảnh thật. b) Với giá trị nào của a thì độ phóng đại của ảnh cuối cùng A / B / cho bởi hệ thấu kính không phụ thuộc vị trí của vật. Bài 8. Hệ thấu kính đồng trục O1, O2 gồm thấu kính phân kì O1 và thấu kính hội tụ O2 có tiêu cự f2 = 6 cm. Trước O1, trên trục chính của hệ có một điểm sáng S cách O1 một đoạn 10 cm. Sau O2 đặt màn E vuông góc với trục chính cách O1 một đoạn 15 cm. Giữ S, O1 và màn E cố định, di chuyển O2 dọc theo trục chính người ta thấy ở hai vị trí của nó cách nhau một đoạn L = 6 cm thì vết sáng trên màn đều có đường kính bằng

1 đường kính rìa O2 (nếu dịch màn ra xa thấu kính thì kích thước của vết 3

sáng giảm). Hãy tính tiêu cự f1 của thấu kính O1. Bài 9. Hai thấu kính L1, L2 có cùng trục chính, đặt cách nhau một khoảng l = 30 cm. Đặt một vật có chiều cao AB trước L1 cách một khoảng 15 cm, thì thu được một ảnh có chiều cao A / B / trên màn M đặt cách L2 12 cm. Giữ vật cố định, rồi hoán vị hai 337

Các chuyên đề Vật Lí 11

thấu kính thì phải dịch chuyển màn 2 cm lại gần L1 mới thu được ảnh. Xác định tiêu cự của hai thấu kính và số phóng đại của ảnh ở mỗi vị trí. Bài 10. Vật sáng có chiều cao AB = h, đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì O1 có tiêu cự f1 = - 12 cm, vật AB cách O1 một đoạn 24 cm. Sau thấu kính O1 đặt thấu kính phân kì O2 đồng trục có tiêu cự f2 = - 30 cm, khoảng cách O1O2 = 46 cm. Đặt thêm thấu kính hội tụ O có tiêu cự f đồng trục với hai thấu kính trên, trong khoảng O1O2. Người ta thấy có hai vị trí của thấu kính hội tụ cách nhau một đoạn l = 16 cm thì ảnh của AB qua hệ đều rõ nét trên màn M đặt sau O2, cách O2 một đoạn 15 cm (như hình vẽ).

a) Tính tiêu cự f của thấu kính hội tụ. b) Tính độ cao của ảnh trên màn M. * Hướng dẫn giải. Bài 1. a) Xác định vị trí và độ lớn ảnh của vật cho bởi hệ thấu kính Sơ đồ tạo ảnh:

d 1/ =

0,5.1 d1 f1 = = - 1 (cm). 0,5  1 d1  f1

d2 = a - d 1/ = 3,5 - (-1) = 4,5 (cm). d 2/ =

4,5.4 d2 f2 = = 36 (cm). d 2  f 2 4,5  4

Ảnh cho bởi hệ là ảnh thật cách thấu kính L2 một đoạn 36 cm. k1 =

 d1/ (1) = = 2. 0,5 d1

k2 =

 d 2/  36 = = - 8. 4,5 d2

k = k1.k2 = 2.(-8) = -16. A2B2 = |k|.AB = 16.1,5 = 24 (mm). Ảnh ngược chiều so với vật AB và có chiều cao A2B2 = 24 mm. b) Xác định chiều dịch chuyển của vật AB, thấu kính L1 để tăng độ lớn của ảnh cho bởi hệ Nhận xét: A1B1 là ảnh ảo của AB cho bởi L1, do đó A1B1 cùng chiều với AB (k1 > 0). 338

Các chuyên đề Vật Lí 11

A1B1 là vật thật đối với L2, cho ảnh thật nên A2B2 ngược chiều A1B1 (k 2 < 0).

A2 B2 f1 f2 = k1.|k2| = . (1). AB f1  d1 d 2  f 2 d1 f1 Ta có: d2 = a - d 1/ = a d1  f1 d1 f1 ad1  af1  d1 f1  d1 f 2  f1 f 2  d2 - f2 = a - f2 = d1  f1 d1  f1 d [a  ( f1  f 2 )]  af1  f1 f 2 (a  5)d1  a  4 = 1 = d1  f1 d1  1  |k| =

     1  4 A2 B2 f1 f2  (2)  = . =   .   ( a  5) d  a  4 1  d AB f1  d1 d 2  f 2 1 1     d1  1   Từ biểu thức (2) cho thấy khi cố định L1 dịch chuyển vật AB hay cố định vật AB dịch chuyển L1 thì độ biến thiên nhỏ của d1 không làm ảnh hưởng lên nhiều đối với k1 mà ảnh hưởng đáng kể đến |k2|, nghĩa là vị trí A1B1 đối với L2 quyết định sự thay đổi |k|, tức thay đổi độ lớn ảnh A2B2 * Xét cách 1: Cố định L1, dịch chuyển vật AB: L1 cố định, dịch chuyển vật AB, chiều chuyển động của ảnh luôn cùng chiều chuyển động của vật. Để ảnh thật A2B2 cho bởi hệ có độ lớn tăng lên, vị trí mới của nó phải xa L2. Suy ra vật AB phải dịch chuyển lại gần L1. * Xét cách 2: Cố định vật AB, dịch chuyển L1: Trong trường hợp này, chiều chuyển động của ảnh ảo A1B1 của AB cho bởi L1 sẽ chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động của L1 so với vật AB. Để ảnh thật A2B2 cho bởi hệ có độ lớn tăng lên, thì vị trí mới của A1B1 cũng phải tiến gần L2. Suy ra thấu kính L1 phải dịch chuyển lại gần vật AB (dịch chuyển xa L2). * Gọi x là độ dịch chuyển đủ nhỏ của vật AB, cũng như độ dịch chuyển của thấu kính L1: * Ở cách 1 ta có: d21 = O2C 1/ = d 11/ + a. * Ở cách 2 ta có: d22 = O2C 2/ = a + x + d 12/ Vì d11 = d12 = d1 - x  d 11/ =

/  d22 > d21 d 12

 Độ dời của A1B1 ở cách 1 gần thấu kính L2 hơn so với cách 2. Vậy ở cách 1 độ lớn của ảnh A2B2 tăng mạnh hơn. c) Xác định d1 để ảnh cho bởi hệ luôn luôn là ảnh thật: Khoảng cách l từ O1 đến F2 là l = f2 - a = 4 - 3,5 = 0,5 (cm). Để ảnh cuối cùng A2B2 luôn là ảnh thật: - d 1/ > l và d 1 < f 1 339

Các chuyên đề Vật Lí 11

d1 f1 d1 f1 d1 >l  >l  > 0,5 d1  f1 f1  d1 1  d1 1 (1)  d 1 > 0,5 – 0,5d 1  1,5d 1 > 0,5  d 1 > (cm). 3

Với - d 1/ > l  -

Với d 1 < f 1  d 1 < 1 (cm)

(2)

1 cm < d 1 < 1 cm. Vậy để ảnh cuối cùng luôn luôn là ảnh thật 3 1 thì phải đặt vật AB trong khoảng cm < d 1 < 1 cm trước L1. 3 Từ (1) và (2) 

Bài 2. Gọi f, f1, f2 lần lượt là tiêu cự của thấu kính L, L1, L2. + Với thấu kính L khi đặt vật AB tại O, ta thu được ảnh A’B’ với độ phóng đại ảnh là k. + Với hệ L1, L2 khi đặt vật AB tại O ta thu được ảnh A2B2 với độ phóng đại ảnh là k’. + Thấu kính L đặt tại O có thể thay thế hệ L1, L2 sao cho với bất kỳ vị trí nào của AB đặt trước L đều cho độ phóng đại ảnh như hệ L1, L2 nên ta có: k = k / . Giả sử khi AB đặt tại O và chỉ có thấu kính L ta có k = 1. + Khi L2 đặt tại O1 cho ảnh trùng với O2; khi đảo vị trí L2 trùng với O1 thì ảnh của AB qua L2 trùng với O2 và độ phóng đại là k1. 100 OO Ta có: k1 = - 1 2 = O1O O1O Theo giả thiết ta có: k1 = - 4k  O1O = 25 cm. O1O.O1 O2 25.100 + Tiêu cự của thấu kính L2: f2 = = = 20 (cm). 25  100 O1O  O1O2 + Với hệ L1, L2: k / =

f1 f2 . f1  d1 f 2  d 2

Ta có: d1 = O1O = 25 cm  d 1/ = d2 = O1O2 - d 1/ = 100 Phương trình (*) 

 

= 1.

(*)

d1 f1 25 f 1 = d1  f1 25  f 1

25 f 1 25  f 1

f1 . f 1  25

20  25 f 1   20  100  25  f 1  

= 1

20 f 1 = 1 500  20 f 1  2500  100 f 1  25 f 1 340

Các chuyên đề Vật Lí 11

20 f 1 20 f 1 = 1  = 1  20f1 = 2000 - 105f1  2000  105 f 1 2000  105 f 1 2000  f1 = = 16 (cm). 125  

+ Với k = k / ta có:

16.20 84 d  500   [ 16  ( d  25 )]. 20   d 9   ( d  25 ).16 d1 f1 Vì d2 = O1O2 - d 1/ = O1O2 = 100 d  25  16 d1  f1 100 d  900  16 d  400 500  84 d = = d 9 d 9 320 5 f  df + 5f = 5f - 5d  df = - 5d  = = 64 d  320 d 5 f d f f1 f2 . = = f1  d1 f 2  d 2 f d

 f = - 5 (cm). Bài 3. a)Tính khoảng cách giữa vật và vật kính. Tính số bội giác của ảnh. + Học sinh A quan sát trực tiếp vết mỡ qua kính hiển vi Sơ đồ tạo ảnh: Xét mỗi ảnh được tạo ra, ta có : - Với A2B2: d 2/ =   d2 = f2 = 3,4 cm. - Với A1B1: d 1/ = l – d2 = 16 - 3,4 = 12,6 cm.

d1/ . f1 12,6.0,6 = = 0,63 (cm). Vậy vật phải đặt cách vật kính 0,63 cm. / d1  f1 12,6  0,6  .Đ 12.25  147 Số bội giác của ảnh : G  = = f1 . f 2 0,6.3,4 d1 =

b) Chiều và khoảng cách dời ống kính: Tấm kính là một bản mặt song song B Sơ đồ tạo ảnh trong trường hợp này là:

Mắt học sinh B không có tật nên muốn quan sát ảnh qua kính hiển vi ở vô cực, học sinh này phải điều chỉnh để vẫn có khoảng cách d1 như cũ: d1 = 0,63 cm.

341

Các chuyên đề Vật Lí 11

Khi lật bản thủy tinh lại, vật bị dời xa vật kính một đoạn bằng bề dày e của bản thủy tinh. Tác dụng của bản là làm ảnh A’B’ dời so với vật, theo chiều ánh sáng tức là dời

1 e 1    = e 1   = n 3  1,5  e 2.e 2.1,5 Vậy đối với vật kính, vật bị dời xa một đoạn: e = = = 1 (mm). 3 3 3  

lại gần vật kính đoạn : e 1 

Vậy để giữ nguyên giá trị d1, học sinh B phải dời ống kính xuống dưới (lại gần bản thủy tinh) thêm đoạn 1 mm. Bài 4. Nhận xét: Vật thật cho ảnh thật nên đây là thấu kính hội tụ.

r d d/ L = R d/ d. f d L r d f =  d. f R d f

Ta có:

r d L L d 2  Ld  Lf   = = R f f d fd  d L Vì R không đổi, để r nhỏ nhất thì    nhỏ nhất.  f d 

Điều kiện này xảy ra khi : f =

d2 ( L  l)2 = L L

* Khi thấu kính cách màn một đoạn l = l1 = 40 cm. f =

( L  40) 2 L

(1)

* Khi thấu kính cách màn một đoạn l = l2 = 55 cm và màn dịch chuyển ra xa A một đoạn 21 cm ta có: 342

Các chuyên đề Vật Lí 11

( L  21   2 ) 2 ( L  21  55) 2 f = = (2) L  21 L  21 ( L  34) 2 ( L  40) 2 Từ (1) và (2) ta có : = L L  21  (L + 21)(L2 - 80L + 1600) = (L2 - 68L + 1156)L  L3 - 80L2 + 1600L + 21 L2 - 1680L + 33600 = L3 - 68 L2 + 1156L  9L2 - 1236L + 33600 = 0 L = 100 (cm) L = 37,33 (cm) Từ (1) ta tính được: f =

(loại)

( L  40) 2 (100  40) 2 = = 36 (cm). L 100

Bài 5. a) Tìm các tiêu cự f1, f2, f3 của các thấu kính. + Sơ đồ tạo ảnh với hệ ba thấu kính:

+ Sơ đồ tạo ảnh với hệ hai thấu kính L1, L3:

/ / / / Vì: A2 B2 = A1 B1 ; d 31 = d 32 nên: d 32 = d 31  d 2/ = d 2 = 0

Ta có: d 2 = O1O2 - d 1/  d 1/ = O1O2 = 36 (cm) d 3 = O2O3 - d 2/  d 3 = O2O3 = 34 (cm) Tiêu cự của thấu kính L1:

45.36 d1 d1/ f1 = = = 20 (cm). / 45  36 d1  d1 Tiêu cự của thấu kính L3:

d 3 d 3/ 34.255 f3 = = = 30 (cm). / 34  255 d3  d3 Khi dịch chuyển L2 ta có sơ đồ tạo ảnh bởi L2 (vị trí mới) và L3 như sau:

Vì d 33 =   d 33 = f 3 = 30 (cm) / / Mà d 33 = O 2/ O 3 - d 22 = O 2/ O 3 - d 33 = 24 - 30 = - 6 (cm)  d 22

d 22 = O 1 O 2/ - d 1/ = 46 - 36 = 10 (cm) 343

Các chuyên đề Vật Lí 11

10.(6) d 22 d 22/ Tiêu cự của thấu kính L2: f 2 = = = - 15 (cm). / 10  6 d 22  d 22 b) Tìm các vị trí của L2 trong khoảng O1O3: Khi tịnh tiến vật AB trước thấu kính L1, tia tới từ B song song với trục chính không đổi. Có thể coi là tia này do một điểm vật ở vô cực trên trục chính phát ra. Nếu ảnh sau cùng có độ lớn không đổi, ta có một tia ló khỏi L3 song song với trục chính cố định. Có thể coi tia này tạo điểm ảnh ở vô cực trên trục chính. Hai tia này tương ứng với nhau qua hệ thấu kính. Ta có : d1 =   d 1/ = f 1 = 20 (cm) /

d 3 =   d 3 = f 3 = 30 (cm) Gọi x là khoảng cách từ L1 đến L2 thỏa yêu cầu đề bài; ta có: d 2 = x - d 1/ = x - 20 (1) d 3 = 70 – x - d 2/ = 30

(2)

Từ (1) và (2) ta được: 70 - x -

( x  20)(15) = 30 x  20  15

 70x - 350 - x 2 + 5x + 15x - 300 = 30x - 150 (*)  x 2 - 60x + 500 = 0 Phương trình (*) cho ta 02 giá trị: x = 50 cm và x = 10 cm. c. Tiêu cự f1: Ta có sơ đồ tạo ảnh:

Lần lượt xét mỗi ảnh ta có : Với A 1 B 1 : d 1/ =

d1 f1 d1  f1

d1 f1 9d 1  9 f 1  d 1 f 1 9d1  f1 (9  d1 ) = = d1  f1 d1  f1 d1  f1 9d1  f1 (9  d1 )(15) d1  f1 d2 f2 15d1 ( f1  9)  9 f1  d 2/ = = = ; ĐK: f 1  d 1   9 d  f ( 9  d ) d2  f2 d ( 24  f )  24 f 1 1 1 1 1 1  15 d1  f1 Với A 2/ B 2/ : d 2 = l - d 1/ = 9 -

Muốn ảnh A 2/ B 2/ là ảnh thật thì: d 2/ > 0; (với mọi d 1 thuộc [24 cm ; 45 cm] / + Với d 11 = 24 cm; d 21 =

1524( f1  9)  9 f1  15(33 f1  216) = 24(24  f1 )  24 f1 48(12  f1 )

344

Các chuyên đề Vật Lí 11

72 33 f1  216 > 0 cm < f 1 < 12 cm. 11 12  f1 15(33 f1  216) 15(33.12  216) / Khi: f 1 = 12 cm; d 21 = = = . 48(12  12) 48(12  f1 ) 72 15(33.  216) 72 15(33 f1  216) / 11 Khi: f 1 = cm; d 21 = = = 0. 72 11 48(12  f1 ) 48(12  ) 11 / Ta có: d 21 >0 

Bài 6. a) Xác định vị trí của vật, màn đối với thấu kính để khoảng cách vật và màn là nhỏ nhất. Khi hứng ảnh của vật trên màn, khoảng cách L giữa vật và màn là khoảng cách giữa ảnh thật và vật thật. Ta có: d + d / = L  d +

 d 2 - Ld + Lf = 0 Ta có:  = L2 - 4Lf

df = L  d 2 - df + df = Ld - Lf d f (1)

Để khoảng cách vật và màn là nhỏ nhất thì Lmin = 4f = 4.25 = 100 cm. Phương trình (1) cho nghiệm d = 50 cm. Vậy vị trí của vật và màn đối xứng nhau qua thấu kính d = d / = 2f = 50 cm. b) Tính tiêu cự f2 Trường hợp 1. Sơ đồ tạo ảnh:

Nếu vết sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến màn, chùm tia ló tạo bởi thấu kính L2 là chùm tia song song với trục chính.

 d 2/ =   f2 = d2 Mà d2 = - 30 cm. (d2 là ảnh ảo cách L2 30 cm) Vậy L2 là thấu kính phân ký có tiêu cự f2 = - 30 cm. Trường hợp 2. Sơ đồ tạo ảnh: 345

Các chuyên đề Vật Lí 11

Theo đề bài, chùm tia ló tạo bởi L2 có thể là chùm tia phân kỳ hay chùm hội tụ. + Nếu chùm tia ló là chùm tia phân kỳ (S // ảo) ta có:

d 2/  d 2  10 d 2/  30  10 D2 / / =2= = 2  d 2 + 40 = 2 d 2 + 60  / / D1 d2  d2 d 2  30 /  d 2 = - 20 (loại).

+ Vậy chùm tia ló tạo bởi L2 là chùm tia hội tụ (S // thật). Khi

d 2  d 2/  10 D2 30  d 2/  10  = 2 = 2  30 - d 2/ + 10 = 60 - 2d 2/  / / D1 d2  d2 30  d 2

 d 2/ = 20 cm. Vậy L2 là thấu kính hội tụ có f2 =

d 2 .d 2/ (30).20 = = 60 cm. / (30)  20 d2  d2

/ D2 10  (d 2  d 2 )  Khi = 2  10 - d 2/ + 30 = 2d 2/ - 60  3d 2/ = 100 / D1 d2  d2

100 (30)( ) / 100 d d 3 = - 300 cm. 2 2  d 2/ = cm  f2 = = 100 3 d 2  d 2/ (30)  3 Vậy L2 là thấu kính phân kỳ có f2 = - 300 cm. Trường hợp 3. Sơ đồ tạo ảnh:

Theo đề bài, chùm tia ló tạo bởi L2 là chùm tia hội tụ (S // thật). / D2 d 2  10  d 2 1 d 2/  10  30 1  Khi = =   d 2/ = 50 cm. / D1 d 2/  d 2 2 2 d 2  30

 f2 =

d 2 d 2/ (30).50 = = - 75 cm. / (30)  50 d2  d2

Vậy L2 là thấu kính phân kỳ có f2 = - 75 cm. 346

Các chuyên đề Vật Lí 11 / D2 10  (d 2  d 2 ) 1 110 10  d 2/  30 1  Khi = = cm.   d 2/ = / / D1 d2  d2 2 2 3 d 2  30

 f2 =

/ 2

d2d d 2  d 2/

110 (30).( ) 3 = = - 165 cm. 110 (30)  3

Vậy L2 là thấu kính phân kỳ có f 2 = - 165 cm. Bài 7. a) Xác định ảnh cuối cùng A / B / tạo bởi quang hệ khi a = 70 cm. d 1 = 36 cm.

d1 f 1 36.30 = = 180 cm. d1  f 1 36  30

d 1/ =

d 2 = a - d 1/ = 70 - 180 = - 110 cm.

d2 f2 1100 (110).(10) = = = - 11 cm. d2  f2  100 (110)  (10)

d 2/ =

1   180   (11)  1980 =  =  36   110  3960 2

k = k1.k2 = 

Vậy ảnh A / B / là ảnh ảo, ở phía trước L2 11 cm, cùng chiếu với AB và bằng

1 AB. 2

Xác định giá trị của a để A / B / là ảnh thật. Ta có: d 1/ = 180 cm; d 2 = a - d 1/ = a - 180. d 2/ =

d2 f2 (180  a ) (a  180)(10) = = 10. d 2  f 2 (a  180)  (10) a  170

Xét dấu theo a: a 0 180 – a a – 170 d

/ 2

170 + -

0 ||

+ + +

180 0 0

+ + -

Để A / B / là ảnh thật, d 2/ > 0  170 cm < a < 180 cm. b) Với giá trị nào của a thì độ phóng đại của ảnh cuối cùng A / B / cho bởi hệ thấu kính không phụ thuộc vị trí của vật. Ta có: d 1/ =

d1 f 1 d1 f 1 ; d 2 = a - d 1/ = a d1  f 1 d1  f 1 347

Các chuyên đề Vật Lí 11

k = k1.k2 =

f1 f2 f1 . f 2 . = d1  f 1 d 2  f 2 d1 a  ( f1  f 2 )  f1 f 2  af1

Để k không phụ thuộc d 1 thì a = f 1 + f 2 = 20 cm. Bài 8. Tính tiêu cự f1 của thấu kính O1. Ta có sơ đồ tạo ảnh:

1 đường kính rìa của O2 nên ảnh S2 là 3 ảnh thật. Mặt khác khi dịch chuyển màn ra xa, bán kính vệt sáng giảm nên ảnh thật S2 nằm sau màn.

Do vết sáng trên màn có đường kính bằng

Gọi x là khoảng cách từ O2 đến màn E, ta có: d 2 = O1O2 - d 1/  d 1/ + d 2 = 15 – x  d 2 = 15 - d 1/ - x Đặt a = 15 - d 1/ ; vì d 1/ < 0 nên a > 0. Ta được: d 2 = a – x

(1)

d 2/  x 1 =  2d 2/ = 3x 3 d 2/ d2 f2 Mặt khác d 2/ = d2  f2 Theo đề bài:

Từ (1), (2) và (3) ta có:

 =

(2) (3)

3x ( a  x )6 =  3x 2 - (3a - 6)x + 12a = 0 (*). 2 a x6

(3a  6) 2  144a

Ngoài ra, do có hai vị trí của O2 cách nhau cách nhau L = 6 cm đều cho vết sáng có cùng kích thước. Muốn vậy hai nghiện x1 và x2 của phương trình (*) phải thỏa mãn: x1 - x2 = L 

(3a  6)   (3a  6)   = L  6 6

 =L 3

 (3a – 6) 2 - 144a = 324. Ta được: a = 21,5 cm; (ĐK: a > 0). 348

Các chuyên đề Vật Lí 11

Mà a = 15 - d 1/  d 1/ = 15 - 21,5 = - 6,5 cm.  f1 =

d1d1/ 10.(6,5) = = - 18,6 cm. / 10  6,5 d1  d1

Bài 9. Xác định tiêu cự của hai thấu kính và số phóng đại của ảnh ở mỗi vị trí. / / / Ta có: d 1 + d2 = l. Thay d 1 và d2 lần lượt bằng các giá trị tính theo d1 và d 2 , ta được hệ thức sau:

d1 f1 d/ f + /2 2 =l d1  f1 d2  f2 /

Ban đầu d 1 = 15 cm, d 2 = 12 cm, l = 30 cm.

15 f1 12 f 2 + = 30; ĐK: f1  15, f2  12 15  f1 12  f 2

(1)

 5f 1 (12 – f 2 ) + 4f 2 (15 – f 1 ) = 10(15 – f 1 )(12 – f 2 )

(2)

Ta có:

Sau khi hoán vị L1, L2 thì d1 và l không đổi, nhưng d 2 = 10 cm.

d1 f 2 d/ f + /2 1 =l d1  f 2 d 2  f1 15 f 2 10 f1 + = 30 15  f 2 10  f1

Ta có:

(3)

3f2.(10 – f1) + 2f1.(15 – f2) = 6(15 – f2)(10 – f1) Khai triển và rút gọn (2) và (4), ta được: 19f 1 f 2 - 180f 1 - 210f 2 + 1800 = 0

(5)

11f 1 f 2 - 120f 1 - 90f 2 + 900 = 0

(6)

Lấy (5) trừ (6), ta được: 8f 1 f 2 - 60f 1 - 120f 2 + 900 = 0 Lấy (6) trừ (7), ta được: 3f 1 f 2 - 60f 1 + 30f 2 = 0 hay f 1 f 2 = 20f 1 - 10f 2

(7) (8)

Thay (8) vào (7) ta được: f 1 = 2 f 2 - 9

(9)

Thay (9) vào (8) ta được:

2 2f 2

(4)

- 39f 2 + 180 = 0

Phương trình này cho ta 2 nghiệm dương: f 2 = 12 cm; f 2 = 7,5 cm. Tương ứng ta có: f 2 = 12 cm  f 1 = 15 cm. (loại) f 2 = 7,5 cm  f 1 = 6 cm. Vậy tiêu cự của hai thấu kính là: f 1 = 6 cm; f 2 = 7,5 cm. Số phóng đại của ảnh ở các vị trí:

f1 6 12  7,5 d 2/  f 2 k1 = . = . = 0,4. d1  f1 15  6 7,5 f2 349

Các chuyên đề Vật Lí 11

f2 d 2/  f1 7,5 10  6 2 k2 = . = . = . d1  f 2 6 3 15  7,5 f1 Bài 10. a) Tính tiêu cự f của thấu kính hội tụ. Sơ đồ tạo ảnh:

Theo đề bài ta có: A1B1 là ảnh ảo qua O1, là vật thật cho thấu kính O tạo ảnh thật A2B2 sau O2. Ảnh này là vật ảo cho O2 tạo ảnh thật rõ nét trên màn.

d1 f1 24.(12) = = - 8 cm. d1  f1 24  (12) d3 f3 15.(30) / d 3 = 15 cm; f 2 = -30 cm nên d 3 = = = - 10 cm. d3  f3 15  30 /

Ta có: d 1 = 24 cm; f 1 = -12 cm nên d 1 =

Suy ra khoảng cách từ vật A1B1 đến A2B2 là: L = 8 + 46 + 10 = 64cm. 642  162 L2  l 2 Vậy f = = = 15 cm. 4L 4.64 b) Tính độ cao của ảnh trên màn M.

d1/ h Ta có: A1B1 = AB = d1 3 Từ hệ phương trình: / d2 + d 2 = 64

1 1 1   / 15 d 2 d 2 /

Ta được: d2 = 24 cm, d 2 = 40 cm và d2 = 40 cm, d 2 = 24 cm. Ở vị trí thứ nhất:

5 5 5 15 5 5 d 2/ k1 = =nên A2B2 = A1B1 = h. Vậy A3B3 = . h = h. 3 3 9 10 9 6 d2 Ở vị trí thứ hai:

3 3 1 15 1 3 nên A2B2 = A1B1 = h. Vậy A3B3 = . h= h. 5 5 5 10 5 10  O3 F3   A' B '   40        O F A' B ' 2 a  20 2 3    k       . AB 3  AB   O1 F1 '   30         a   10   O2 F1 ' 

k2 = -

350

Các chuyên đề Vật Lí 11

V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT Đề kiểm tra 1. Kiểm tra 15 phút. Đề 1. Một thấu kính có độ tụ D = 4 dp. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 40 cm. Xác định vị trí, tính chất của ảnh qua thấu kính. Vẽ hình. Đề 2. Một thấu kính có độ tụ D = - 5 dp. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 30 cm. Xác định vị trí, tính chất của ảnh qua thấu kính. Vẽ hình. Đề 3. Một thấu kính có độ tụ D = 10 dp. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 30 cm. Xác định vị trí, tính chất của ảnh qua thấu kính. Vẽ hình. Đề 4. Một thấu kính có độ tụ D = 2,5 dp. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 20 cm. Xác định vị trí, tính chất của ảnh qua thấu kính. Vẽ hình. Đề 5. Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 10 cm, điểm cực viễn cách mắt 40 cm. Xác định độ tụ của thấu kính cần đeo (sát mắt) để nhìn rỏ các vật ở rất xa mà không phải điều tiết mắt. Khi đeo kính người này nhìn rõ vật ở gần nhất cách mắt một khoảng bằng bao nhiêu? Đề 6. Một người cận thị phải đeo kính (sát mắt) có độ tụ D = - 2 dp mới nhìn rỏ các vật cách mắt từ 20 cm đến xa vô cực. Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt người đó khi không đeo kính. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1 Câu 1 (2 điểm): Phát biểu, viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng. Nêu định nghĩa chiết suất tỉ đối, viết biểu thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Câu 2 (2 điểm): Nêu cấu tạo, đặc trưng về phương diện quang học và hai công dụng của lăng kính. Câu 3 (2 điểm): Một cái máng nước sâu 40 cm rộng 50 cm có hai thành bên thẳng đứng. Lúc máng cạn nước thì bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân thành B đối diện. Người ta đổ nước vào máng đến một độ cao h thì bóng của thành A ngắn bớt đi 8 cm so với trước. Biết chiết suất của nước là n = 1,34. Tính h. Câu 4 (2 điểm): Một thấu kính có độ tụ D = 5 dp. Hỏi phải đặt vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính một khoảng bằng bao nhiêu để thấu kính cho một ảnh ảo, cách thấu kính 60 cm? Vẽ hình minh hoạ sự tạo ảnh qua thấu kính. Câu 5 (2 điểm): Vật cao 5 cm. Thấu kính tạo ảnh thật cao 15 cm. Khi dời vật ra xa thấu kính thêm 1,5 cm thì thu được ảnh thật cao 10 cm. Tính tiêu cự của thấu kính. Đề 2 Câu 1 (2 điểm): Nêu hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện để có phản xạ toàn phần. Viết công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. Nêu công dụng của cáp quang. Câu 2 (2 điểm): Nêu đường đi của các tia sáng thường sử dụng để vẽ ảnh của vật qua thấu kính. 351

Các chuyên đề Vật Lí 11

Câu 3 (2 điểm): Một cái máng nước sâu 50 cm rộng 80 cm có hai thành bên thẳng đứng. Lúc máng cạn nước thì bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân thành B đối diện. Người ta đổ nước vào máng đến một độ cao h = 30 cm. Biết chiết suất của nước là n = 1,35. Tính độ dài của bóng râm của thành A dưới đáy máng. Câu 4 (2 điểm): Một thấu kính có độ tụ D = - 5 dp. Hỏi phải đặt vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính một khoảng bằng bao nhiêu để thấu kính cho một ảnh ảo, cách thấu kính 12 cm? Vẽ hình minh hoạ sự tạo ảnh qua thấu kính. Câu 5 (2 điểm): Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ một khoảng 30 cm, thấu kính cho ảnh thật A1B1. Dời vật đến vị trí khác, ảnh A2B2 của vật là ảnh ảo cách thấu kính 20 cm. Hai ảnh có cùng độ cao. Tính tiêu cự của thấu kính. Đáp án và biểu điểm 1. Kiểm tra 15 phút. Đề Nội dung Điểm 1 1 1  = 0,25 (m) = 25 (cm). Ta có: f = 2 D 4 1 1 1 200 1 1 1 2     d’ = (cm).   25 40 d ' 3 f d d' Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. 200 d' 200 8  3   . k=d 25 75 3 Vậy: Anh là ảnh thật (d’ > 0), ngược chiều với vật (k < 0) và 2 lớn hơn vật (|k| > 1). Hình vẽ:

2 2

1 1  = - 0,2 (m) = - 20 (cm). D 5 1 1 1 1 1 1     d’ = - 12 (cm).   20 30 d ' f d d' Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. d' 12  k== 0,4. d 30 Vậy: Ảnh là ảnh ảo (d’ < 0), cùng chiều với vật (k > 0) và nhỏ hơn vật (|k| < 1). Hình vẽ: Ta có: f =

2 2

352

Các chuyên đề Vật Lí 11

2 3

1 1  = 0,2 (m) = 10 (cm). D 10 1 1 1 1 1 1     d’ = 15 (cm).   10 30 d ' f d d' d' 15   = - 0,5. k=d 30 Vậy: Anh là ảnh thật (d’ > 0), ngược chiều với vật (k < 0) và nhỏ hơn vật (|k| < 1). Hình vẽ: Ta có: f =

2 2

Ta có: f =

1 1 = 0,4 (m) = 40 (cm).  D 2,5

1 1 1 1 1 1     d’ = - 40 (cm).   40 20 d ' f d d' Giải bằng chức năng SOLVE của máy fx-570ES. d' 40  k== 2. d 20 Vậy: Ảnh là ảnh ảo (d’ < 0), cùng chiều với vật (k > 0) và lớn hơn vật (|k| > 1). Hình vẽ:

2 2

2 5

Sơ đồ tạo ảnh: 2 Các ảnh tạo ra qua thấu kính đều là ảnh ảo. 1 1 1 1 1 1     Khi nhìn vật ở xa:  / f OAV OAV  40 40

2 353

Các chuyên đề Vật Lí 11

 f = - 40 cm = - 0,4 m; D =

1 1 = - 2,5 (dp).  f 0,4

Khi nhìn vật ở cực cận: 1 1 1 1 1 1      / f OAC OAC 40 OAC 10  OAC = 13,3 cm. Vậy: người đó phải đeo kính có độ tụ - 2,5 dp và khi đeo kính người đó nhìn thấy vật ở gần nhất cách mắt 13,3 cm. Sơ đồ tạo ảnh:

2 1 1 2

Các ảnh tạo ra qua thấu kính đều là ảnh ảo. 1 1  f = = - 0,5 (m) = - 50 (cm). D 2 Khi nhìn vật ở xa: 1 1 1 1 1 1 1       / / f OAV OAV 50  OAV OAV/  OA’V = OCV = 50 cm. Khi nhìn vật ở cực cận: 1 1 1 1 1 1      / f OAC OAC 50 20 OAC/  OA’C = OCC = 33,3 cm. Vậy: Giới hạn nhìn rỏ của mắt người người đó khi không đeo kính cách mắt từ 33,3 cm đến 50 cm. 2. Kiểm tra 1 tiết. Đề 1. Câu Nội dung 1 + Định luật khúc xạ ánh sáng: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi:

sin i = hằng số. sin r

+ Tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) là chiết suất tỉ đối giữa môi trường chứa tia khúc xạ (2) và môi trường sin i chứa tia tới (1): = n21. s inr

2 1 2 1 1

Điểm 0,25 0,25

0,5

354

Các chuyên đề Vật Lí 11

+ Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. + Liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21 = 2

n2 n1

+ Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác. + Về phương diện quang học một lăng kính được đặc trưng bởi góc chiết quang A và chiết suất n. + Công dụng của lăng kính: - Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ dùng để phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng. - Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều, dùng trong một số dụng cụ quang học như ống nhòm, máy ảnh, máy quay phim, … .

0,5 0,5

Ta có:

0,25

CI ' CB 50 5    = tan590. AA ' AC 30 3 sin i sin i sin 590  i = 590; = n  sinr = = 0,64 = sin400  n 1,34 sin r I'B I ' D I ' B  DB I ' B  8    r = 400; tani = ; tanr = h h h h tan i I 'B   = 1,98  I’B = 16,2 (cm); h = tanr I ' B  8 I 'B 16,2 = 9,7 (cm).  tan i tan 590 1 1  = 0,2 (m) = 20 (cm). Ta có f = D 5 1 1 1 1 1 1  d = 15 cm.      f d d' 20 d 60 Hình vẽ: tani =

0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 1

355

Các chuyên đề Vật Lí 11

0,5

Ta có: k1 = k2 =

f 4 A/ B / 15 =- 1 1  = - 3  d1 = f; AB 5 f  d1 3

f f A/ B / 10  =- 2 2  = - 2. AB 5 f  d1  1,5 f  4 f  1,5 3

0,75 0,25

 f = 9 cm. Đề 2. Câu 1

Nội dung + Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

n2  n1 . i  igh

+ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: 

+ Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh =

Điểm 0,5 0,5

n2 . n1

+ Cáp quang là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong y học. + Tia đi qua quang tâm O thì truyền thẳng. + Tia tới song song với trục chính – Tia ló đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm ảnh chính F’. + Tia tới đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm vật chính F – Tia ló song song với trục chính.. + Tia tới song song với trục phụ – Tia ló đi qua (hoặc kéo dài đi qua) tiêu điểm ảnh phụ Fp’. Ta có:

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

0,5 tani =

A'I CB 80 8    = tan580. AA ' AC 50 5

0,5

356

Các chuyên đề Vật Lí 11

 i = 580;

sin i sin i sin 580 = n  sinr = = 0,63 = sin390  n 1,35 sin r

 r = 390; CD = CI’ + I’D = A’I + I’D = AA’.tani + II’.tanr = (AC – h).tani + h.tanr = (50 – 30).tan580 + 30.tan390 = 56,3 (cm). 1 1  Ta có f = = - 0,2 (m) = - 20 (cm). D 5 1 1 1 1 1 1  d = 30 cm.      f d d' 20 d 12 Hình vẽ:

0,5 0,5 0,5 1

0,5 5

Ta có: k1 =

f f = < 0; f  d1 f  30

f  d2/ f  20 k2 = = > 0. f f Hai ảnh có cùng độ cao nên: k2 = - k1 

f  20 f = f = 20 cm. f f  30

0,5 0,5 0,25 0,75

357

Các chuyên đề Vật Lí 11

MỤC LỤC

MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ DÙNG TRONG TẬP SÁCH ...............3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY Fx 570ES ...............4 ĐỂ GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VẬT LÝ 11................................................4 CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG..........................................16 I. LÝ THUYẾT .................................................................................................16 1. Điện tích. Điện tích điểm. Tương tác điện. ...............................................16 2. Định luật Cu-lông. .....................................................................................16 3. Tương giữa các điện tích đặt trong điện môi. Hằng số điện môi. ............16 4. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm. .....................................................16 5. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Điện tích nguyên tố. ................17 6. Thuyết electron về việc giải thích sự nhiễm điện của các vật. Định luật bảo toàn điện tích...........................................................................................17 7. Điện trường. Cường độ điện trường. ........................................................17 8. Cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm. Nguyên lí chồng chất điện trường.....................................................................................................18 9. Đường sức điện. Điện trường đều.............................................................18 10. Công của lực điện trong sự di chuyển điện tích trong điện trường. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường. ............19 11. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường. ........................19 12. Tụ điện......................................................................................................19 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN..............................................................20 1. Điện tích của vật tích điện - Tương tác giữa hai điện tích điểm. .............20 2. Tương tác giữa các điện tích trong hệ các điện tích điểm........................24 3. Cường độ điện trường của các điện tích điểm – Lực điện trường. .........29 4. Công của lực điện trường. Hiệu điện thế. Tụ điện. ..................................36 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN............................................................42 * Các câu trắc nghiệm. ..................................................................................42 * Đáp án và giải chi tiết .................................................................................52 358

Các chuyên đề Vật Lí 11

IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ............................................................58 * Bài tập. ........................................................................................................58 * Hướng dẫn giải. ..........................................................................................60 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT.......................................69 Đề kiểm tra .....................................................................................................69 1. Kiểm tra 15 phút.........................................................................................69 2. Kiểm tra 1 tiết. ............................................................................................69 Đáp án và biểu điểm ......................................................................................72 1. Kiểm tra 15 phút.........................................................................................72 2. Kiểm tra 1 tiết. ............................................................................................76

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI ............................................84 I. LÝ THUYẾT .................................................................................................84 1. Dòng điện, qui ước chiều dòng điện, điều kiện để có dòng điện..............84 2. Cường độ dòng điện. Đơn vị cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi. ........................................................................................................................84 3. Nguồn điện. Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện. ..............84 4. Điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch điện. .......85 5. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn và công suất toả nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chay qua. .......................................................................................85 6. Công và công suất của nguồn điện. ..........................................................85 7. Định luật Ôm đối với toàn mạch. Hiệu suất nguồn điện..........................85 8. Ghép các nguồn điện. ................................................................................85 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN..............................................................86 1. Dòng điện không đổi – Điện năng – Công suất điện................................86 2. Ghép các điện trở - Mạch phân thế. ..........................................................88 3. Định luật Ôm cho mạch kín – Công suất trên mạch điện. .......................93 4. Ghép các nguồn điện – Mạch điện có nhiều dụng cụ ghép. ....................98 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN..........................................................105 * Các câu trắc nghiệm. ................................................................................105 359

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Đáp án và giải chi tiết. ..............................................................................115 IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ..........................................................122 * Bài tập. ......................................................................................................122 * Hướng dẫn giải. ........................................................................................126 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT.....................................144 Đề kiểm tra ...................................................................................................144 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................144 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................146 Đáp án và biểu điểm ....................................................................................147 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................147 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................151

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG .............156 I. LÝ THUYẾT ...............................................................................................156 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại ...................................................156 2. Hiện tượng siêu dẫn. Hiện tượng nhiệt điện ..........................................156 3. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân ........................................156 4. Hiện tượng dương cực tan. Các định luật Fa-ra-đây.............................156 5. Bản chất của dòng điện trong chất khí ...................................................157 6. Các cách tạo ra các hạt tải điện trong chất khí ......................................157 7. Tia lửa điện ..............................................................................................157 8. Hồ quang điện..........................................................................................158 9. Các tính chất của chất bán dẫn...............................................................158 10. Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn .........................................158 11. Hai loại bán dẫn. Tính chất dẫn điện một chiều của lớp tiếp xúc p-n.158 12. Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn ............................158 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN............................................................159 1. Sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ - Suất điện động nhiệt điện. ..............................................................................................................159 2. Dòng điện trong chất điện phân..............................................................161 360

Các chuyên đề Vật Lí 11

3. Mạch điện có nhiều dụng cụ ghép trong đó có bình điện phân. ............163 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN..........................................................168 * Các câu trắc nghiệm. ................................................................................168 * Đáp án và giải chi tiết. ..............................................................................179 IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ..........................................................184 * Bài tập. ......................................................................................................184 * Hướng dẫn giải. ........................................................................................186 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT, 1 TIẾT VÀ KIỂM TRA HỌC KÌ I ..........................................................................................................................189 Đề kiểm tra ...................................................................................................189 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................189 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................190 3. Kiểm tra học kì I ......................................................................................191 Đáp án và biểu điểm ....................................................................................193 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................193 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................195 2. Kiểm tra học kì 1. .....................................................................................199

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG ...............................................................209 I. LÝ THUYẾT ...............................................................................................209 1. Từ trường. Hướng của từ trường tại một điểm. .....................................209 2. Đường sức của từ trường. .......................................................................209 3. Véc tơ cảm ứng từ. Đơn vị cảm ứng từ. ..................................................209 4. Lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường. ...............................210 5. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. ......................210 6. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn......210 7. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. ..................211 8. Lực Lo-ren-xơ. .........................................................................................211 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN............................................................212 1. Từ trường gây bởi các dòng điện thẳng. .................................................212 361

Các chuyên đề Vật Lí 11

2. Từ trường gây bởi dòng điện tròn, dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. Lực Lo-ren-xơ. .............................................................................218 3. Từ trường tác dụng lên khung dây..........................................................222 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN..........................................................226 * Các câu trắc nghiệm. ................................................................................226 * Đáp án và giải chi tiết. ..............................................................................237 IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ..........................................................244 * Bài tập. ......................................................................................................244 * Hướng dẫn giải. ........................................................................................245 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT.....................................249 Đề kiểm tra ...................................................................................................249 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................249 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................250 Đáp án và biểu điểm ....................................................................................251 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................251 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................254

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ....................................................258 I. LÝ THUYẾT ...............................................................................................258 1. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng từ. .........................................................258 2. Chiều dòng điện cảm ứng........................................................................258 3. Dòng điện Fu-cô. .....................................................................................258 4. Suất điện động cảm ứng. .........................................................................259 5. Sự chuyển hoá năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ.............259 6. Hiện tượng tự cảm. ..................................................................................259 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN............................................................259 1. Từ thông qua khung dây – Chiều của dòng điện cảm ứng. ...................259 2. Suất điện động cảm ứng trong khung dây. .............................................263 3. Độ tự cảm của ống dây – Suất điện động tự cảm. ..................................265 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN..........................................................266 362

Các chuyên đề Vật Lí 11

* Các câu trắc nghiệm. ................................................................................266 * Đáp án và giải chi tiết. ..............................................................................273 IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ..........................................................277 * Bài tập. ......................................................................................................277 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT.....................................284 Đề kiểm tra ...................................................................................................284 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................284 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................285 Đáp án và biểu điểm ....................................................................................286 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................286 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................289

CHƯƠNG VI - VII. QUANG HÌNH ....................................................291 I. LÝ THUYẾT ...............................................................................................291 1. Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Định luật khúc xạ ánh sáng. ....................................................................................................................2912 2. Chiết suất của môi trường trong suốt......................................................291 3. Hiện tượng phản xạ toàn phần. ..............................................................292 4. Lăng kính. ................................................................................................292 5. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính. ..............................................293 6. Công dụng của thấu kính. .......................................................................293 7. Mắt. Sự điều tiết của mắt.........................................................................294 8. Các tật của mắt.........................................................................................294 9. Kính lúp....................................................................................................295 10. Kính hiển vi. ...........................................................................................295 11. Kính thiên văn........................................................................................296 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN..........................................................2977 1. Khúc xạ ánh sáng. ...................................................................................297 2. Hiện tượng phản xạ toàn phần. ..............................................................299 3. Lăng kính. ................................................................................................302 363

Các chuyên đề Vật Lí 11

4. Thấu kính.................................................................................................302 5. Mắt đeo kính. ...........................................................................................306 6. Kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn.................................................310 III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN..........................................................313 * Các câu trắc nghiệm. ................................................................................313 * Đáp án và giải chi tiết. ..............................................................................327 IV. BÀI TẬP TỰ LUẬN NÂNG CAO ..........................................................335 * Bài tập. ......................................................................................................335 * Hướng dẫn giải. ........................................................................................338 V. MỘT SỐ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT VÀ 1 TIẾT.....................................351 Đề kiểm tra ...................................................................................................351 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................351 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................351 Đáp án và biểu điểm ....................................................................................352 1. Kiểm tra 15 phút.......................................................................................352 2. Kiểm tra 1 tiết. ..........................................................................................354

364