Bài giảng Môn Vật lý lớp 12 - Chuyên đề 1: Định luật coulomb

chuyên đề 1: định luật Coulomb
Phương pháp:
Nội dung Định luật : lực tương tác giữa 2 điện tích tỷ lệ với tích 2 độ lớn và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Lực culông:
Điểm đặt: Tại điện tích.
Phương: nằm trên đường thẳng nối 2 điện tích.
Chiều : hướng ra nếu 2 điện tích cùng dấu, hướng vào nếu 2 điện tích trái dấu.
Độ lớn: 
II. Bài Tập áp dụng.
Dạng 1: Xác định các đại lượng liên quan đến lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không.
Bài 1. 
Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau, mang các điện tích q1,q2, đặt trong không khí, cách nhau một đoạn R=20 cm. Chúng hút nhau bằng lực . Cho hai quả cầu tiếp xúc rồi đưa về khoảng cách cũ, chúng đẩy nhau lực . 
Tính q1,q2 
Bài 2. 
Hai điện tích điểm đặt trong không khí, cách nhau khoảng R=20cm. Lực tương tác tĩnh điện giữa chúng có một giá trị nào đó. Khi đặt trong dầu ở cùng khoảng cách, lực tương tác tĩnh điện giữa chúng giảm đi 4 lần. Hỏi khi đặt trong dầu, khoảng cách giữa các điện tích phải là bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng bằng lực tương tác ban đầu trong không khí.
Bài 3. 
Hai vật nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một (e). Tìm khối lượng mỗi vật để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn.
Bài 4. 
Hai vật nhỏ mang điện tích đặt trong không khí cách nhau đoạn R=1m, đẩy nhau bằng lực F=1,8N. Điện tích tổng cộng của hai vật là . Tính điện tích mỗi vật.
Bài 5. 
Hai quả cầu kim loại nhỏ như nhau mang các điện tích q1,q2 đặt trong không khí, cách nhau một đoạn R=2cm, đẩy nhau bằng lực . Cho hai quả cầu tiếp xúc rồi đưa về vị trí cũ, chúng đẩy nhau lực . Tính q1,q2 
Dạng 2: Tìm lực tổng hợp tác dụng lên một điện tích
Bài 1. 
Ba điện tích , , đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều, cạnh a=2cm. Xác định véctơ lực tác dụng lên q3.
 ĐS: 
Bài 2. 
Ba điện tích điểm q1=q2=q3=q= đặt trong chân không tại ba đỉnh của một tam giác đều, cạnh a=16cm. Xác định lực tác dụng lên điện tích q3 ĐS: 
Bài 3. 
Tại ba đỉnh của một tam giác đều, cạnh a=6cm trong không khí có đặt 3 điện tích , . Xác định lực tác dụng lên tại tâm tam giác. ĐS: ^BC, hướng từ AđBC, 
Bài 4. 
Có 6 điện tích q bằng nhau đặt trong không khí tại 6 đỉnh của lục giác đều cạnh a.Tìm lực tác dụng lên mỗi điện tích. ĐS:hướngra xa tâm lục giác 
Dạng 3: Khảo sát sự cân bằng của một điện tích
Bài 1. 
Hai điện tích , , đặt trong không khí tại A và B, AB=l=8cm. Một điện tích q3đặt tại C. Hỏi:
C ở đâu để q3 nằm cân bằng? ĐS: AC=4cm, BC=12cm; 
Dấu và độ lớn của q3 để q1,q2 cũng cân bằng? ĐS: 
Bài 2. 
Tại ba đỉnh của tam giác đều, người ta đặt 3 điện tích giống nhau . Phải đặt điện tích thứ tư q0 ở đâu, là bao nhiêu để hệ cân bằng? ĐS: q0 tại tâm tam giác, 
Bài 3. 
ở mỗi đỉnh của hình vuông cạnh a có đặt điện tích . Xác định dấu, độ lớn điện tích q đặt tại tâm hình vuông để cả hệ điện tích cân bằng? ĐS:
Bài 4. 
Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau mỗi quả cầu có điện tích q, khối lượng m=10g, treo bởi hai sợi dây cùng chiều dài l=30m vào cùng 1 điểm. Giữ quả cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo quả cầu II sẽ lệch góc a=so với phương thẳng đứng. Cho g=10 , tìm q= ? ĐS:
Bài 5. 
Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau treo vào một điểm bởi hai dây l=20cm. Truyền cho hai quả cầu điện tích tổng cộng , chúng đẩy nhau, các dây hợp thành góc 2a=. Cho g=10 .
Tìm khối lượng mỗi quả cầu. 
Truyền thêm cho một quả cầu điện tích q’, hai quả cầu vẫn đẩy nhau nhưng góc giữa hai dây treo giảm còn . Tính q’.
ĐS: a) ; b) 
Bài 6. 
Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại có cùng kích thước và cùng khối lượng m=90g, được treo tại cùng một điểm bằng hai sợi dây mảnh cách điện có cùng chiều dài l=1,5m. 
Truyền cho hai quả cầu (đang nằm cân bằng) một điện tích thì thấy hai quả cầu tách ra xa nhau một đoạn a. Xác định a, coi góc lệch của các sợi dây so với phương thẳng đứng là rất nhỏ.
Vì một lý do nào đó một trong hai quả cầu đó bị mất hết điện tích đã truyền cho nó. Khi đó sẽ xảy ra hiện tượng gì? Tìm khoảng cách mới giữa hai quả cầu đó. g=10 ĐS: a) a=0,12m; b) 
Chuyên đề 2: phần điện trường
Phương pháp: 
Đường sức điện trường: Ra dương vào âm.
Véc tơ cường độ điện trường:
Điểm đặt : Tại điểm khảo sát.
Phương: nằm trên đường thẳng nối điện tích với điểm khảo sát.
Chiếu : Ra dương vào âm.
Độ lớn: => 
Điện trường đều: Là điện trường có các đường sức song song và cách đều nhau.
Bài tập áp dụng.
Bài 1.
 Electron đang chuyển động với vận tốc thì đi vào một điện trường đều, cường độ điện trường E = 910V/m, cùngchiều dương đưòng sức điện trường. Tính gia tốc và quãng đường (e) chuyển động chậm dần đều cùng chiều đường sức. Mô tả chuyển động của (e) sau đó. ĐS: ...
Dạng 1: Xác định cường độ điện trường tổng hợp
Bài 2. 
Tại 6 đỉnh của lục giác đều ABCDEF cạnh a trong không khí, lần lượt đặt các điện tích q,2q,3q,4q,5q,6q. Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại tâm O của lục giác. ĐS: (nếu q>0); (nếu q<0)
Bài3. 
Cho hai điện tích đặt ở A,B trong không khí, AB=a=2cm. Xác định véc tơ cường độ điện trường tại:
H, trung điểm AB ĐS: 
M cách A 1cm, cách B 3cm. ĐS: 
N hợp với A, B thành tam giác đều. ĐS: 
Bài 4. 
Hai điện tích đặt tại A, B trong không khí, AB =4cm. Tìm vectơ cường độ điện trường tại C trên trung trực AB, cách AB 2cm, suy ra lực tác dụng lên đặt ở C. ĐS: 
Bài 5. Tại 3 đỉnh tam giác ABC vuông tại Acạnh a=50cm, b=40cm, c=30cm. Ta đặt các điện tích . Xác định E tại H, H là chân đường cao kẻ từ A.
 	 ĐS: 
Bài 6. Cho bốn điện tích cùng độ lớn q đặt tại 4 đỉnh hình vuông cạnh a.Tìm E tại tâm O hình vuông trong trường hợp bốn điện tích lần lượt có dấu sau:
+ + + + c) + - - +
+ - + - 
Bài 7. Tại 3 đỉnh A,B,C của hình vuông ABCD cạnh a đặt 3 điện tích q giống nhau (q>0). Tính E tại:
Tâm O hình vuông. 
Đỉnh D ĐS: a) ;b) 
Bài 8. Hai điện tích và đặt tại A,B trong không khí. Cho AB=2a. 
Xác định cường độ điện trường M tại M trên trung trực của AB, cách AB đoạn h. ĐS: 
Xác định h để EM đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. 
Dạng 2: Điều kiện cân bằng của điện tích trong điện trường
Bài 1. 
Cho hình vuông ABCD tại A và C đặt các điện tích q1=q2=q3=q. Hỏi phải đặt ở B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không? ĐS: 
Bài 2. 
Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích , khối lượng . Dầu có khối lượng riêng . Tất cả đặt trong một điện trường đều, hướng thẳng đứng từ trên xuống, . Tìm điện tích của bi để nó cân bằng lơ lửng trong dầu, cho . ĐS: 
Bài 3. 
Cho hai điện tích điểm q1 và q2 đặt ở A, B trong không khí, AB=100cm. Tìm điểm C tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng không với:
	a) ;b) 
 ĐS: a) CA=75cm, CB=25cm ; b) CA=150cm, CB=50cm.
Bài 4. 
Cho hai điện tích q1 và q2 đặt tại A,B, AB=2cm. Biết q1+ q2= và điểm C cách q1 6cm, cách q2 8cm có cường độ điện trường E=0. Tìm q1 và q2.
 ĐS: 
A
B
C
a 
Bài 5. 
 Ba điểm A,B,C tạo thành một tam giác vuông tại C; AC =4cm, BC =3cm và nằm trong một điện trường đều. Véc tơ cường độ điện trường song song với AC, hướng từ A đ C và có độ lớn E=5000. Tính:
UAC, UBC, UAB.
Công của lực điện trường khi một e di chuyển từ A đến B.
B
a 
C
A
Bài 2. 
 Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều , a =ABC =, AB //. Biết BC =6cm, UBC=120 V.
Tìm UAC, UBA và cường độ điện trường E0.
Đặt thêm ở C điện tích điểm . Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A. 
 ĐS: UAC =0, UBA =120 V, E0 =4000, E =5000.
C
A
B
Bài 3. 
 Điện tích di chuyển dọc theo các cạnh của ABC đều cạnh a =10cm trong điện trường đều cường độ điện trường là: E=300, //BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh tam giác. ĐS: .
A
D 
C
B
Bài 4.
 Trong một điện trường đều cường độ có 3 điểm A,B,C tạo thành một vuông tại A, có cạnh AB=6cm, cạnh AC// và có độ dài AC=8cm. Biết UCD= 40V(D là trung điểm của AC).
	1)Tính cường độ điện trường E, UAB và UBC.
	2) Tính công của điện trường khi một e di chuyển từ A đến D.
3)Một (e) chuyển động từ C đD với vận tốc đầu . Êlectron có tới được điểm D không? Nếu có , hãy xét chuyển động của (e) trên đoạn DA. Bỏ qua tác dụng của trọng trưòng.
cHUYÊN Đề 3: tụ điện
Phương pháp:
Điện dung của tụ điện phẳng : đơn vị là : Fara (F)
Ghép tụ điện nối tiếp:
q1 = q2 = ….= qn = qb
u1 + u2 + u3 + … + un = ub
Ghép tụ điện song song:
u1 = u2 = .. = un = ub
q1 + q2 + …+ qn = qb.
c1 + c2 +… + cn = cb
II. Bài tập
Dạng 1: Tính điện dung và điện tích của bộ tụ và trên mỗi tụ …
A	C1 	C2	 C3
C9	C8	 C4
B	C7	C6	 C5
Bài 1: 
 Cho mạch điện như hình vẽ:
C1 = C2 = C3 = 4mF; C4 = C6 = C7 = 6mF	
C5 = 12mF; C8 = C9 = 10mF; U=50(v)	
Tìm C mạch, điện tích trên mỗi tụ ?	
d
1 2 3 4
 -	+
 U
Bài 2: 
 Trong khoảng giữa 2 bản của tụ điện 
phẳng người ta đặt hai bản kim loại mỏng song song với các bản tụ sao cho khoảng cách giữa các bản kế tiếp bằng nhau. 
Hai bản 1&4 được nối với nguồn điện có U=36(V); d=3cm;
Tính điện thế của các bản, chọn gốc tính điện thế là điện thế của bản 1 (V1=0).
Nối 2 và 3 bằng một dây dẫn. Tính điện thế của các bản tụ và cường độ điện trường giữa các bản. Điện tích trên các bản tụ điện khi đó thay đổi như thế nào?
Bài 3: D
C2
C3
C6
 A	 C4 B
 C5
E
F
C1
 Cho một số tụ điện có điện dung C0 =3 mF. Nêu cách mắc dùng ít tụ C0 nhất để có Cbộ = 5 mF , vẽ sơ đồ cách mắc này.
Bài 4: 
Các tụ C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = C = 8mF mắc vào mạch AB như hình vẽ. UAB =U=110(V), tính điện dung tương đương CAB của mạch, điện tích và hiệu điện thế trên mỗi tụ điện. 
M
C1 C2
K
 + - + -
A U1 N U2 B
Bài 5: 
 Dùng ít nhất bao nhiêu tụ điện có C0=5mF để mắc thành mạch có Cbộ=8mF. Vẽ lại mạch vừa tìm được. 	
Dạng 2: Ghép các tụ đã tích điện - Điện lượng di chuyển qua một đoạn mạch
Bài 1: 
K
 A B
 C1 C2 C3
C4
 Cho mạch điện C1=1mF; C2=2mF; U1=10(V); U2 = 80(V); Ban đầu K mở như hình vẽ hai tụ đều chưa tích điện.
Đóng K vào 1 tính điện tích mỗi tụ.
Đóng K vào 2 tính điện tích và hiệu điện thế của mỗi tụ. Ngay sau khi đóng Kvào chốt 2 thì điện lượng di chuyển qua K=? theo chiều nào. 
Bài 2: 
1
2
C2
C
D
A
B
C1
E
 Cho mạch điện như hình vẽ. U1=10(V), U2=20(V), C1=0,1mF, C2=0,2mF. Tính số điện tử chạy qua khoá K khi khoá K đóng.
Bài 3:
 UAB=2(V) (không đổi), C1 = C2 = C4 =6mF, C3=4mF. Tính điện tích các tụ và điện lượng di chuyển qua điện kế G khi K đóng.
Dạng 3: Điện tích trong điện trường đều của tụ điện
Bài 1: 
 Hai bản kim loại đặt nằm ngang, song song với nhau, cách nhau một khoảng d=1cm , được nối với nguồn điện có hiệu điện thế U=1KV. ở đúng giữa khoảng cách hai bản có một giọt thuỷ ngân nhỏ tích điện nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế của nguồn giảm xuống còn bằng U’=995(V). Hỏi sau bao lâu giọt thuỷ ngân rơi xuống đến bản dưới. Lấy 
Bài 2: 
 Một (e) bay vào trong điện trường của một tụ phẳng theo phương song song với các đường sức với . Tìm U giữa hai bản tụ để (e) không tới được bản đối diện. Bỏ qua tác dụng của trọng trường.
Bài 3: 
 Tụ phẳng không khí, khoảng cách giữa hai bản là d=1cm chiều dài bản tụ l=5 cm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ U=91(V). Một (e) bay vào tụ điện theo phương song song với các bản với vận tốc đầu 
 Và bay ra khỏi tụ điện. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
Viết phương trình quỹ đạo của (e)
Tính độ dịch chuyển của (e) theo phương vuông gócvới các bản khi nó vừa ra khỏi tụ điện.
Tính vận tốc của (e) khi rời khỏi tụ điện 
Tính công của lực điện trường khi (e) bay trong tụ 
Bài 4: 
 Điện tử bay vào tụ phẳng với vận tốc theo phương song song với các bản. Khi ra khỏi tụ hạt bị lệch theo phương vuông góc với các bản một đoạn h=6mm. Các bản dài l=6cm cách nhau d=3cm. Tính U giữa hai bản tụ.
chuyên đề 4 : định luật ohm cho đoạn mạch điện
Phương pháp:
Định luật Om: I = U/R.
 Ghép điện trở nối tiếp: 
u1 + u2 + … + un = ub
I1 =I2 = … = In
r1 + r2 + … + rn =rb.
Ghép các điệnt trở song song:
 u1 = u2 = … = un
I1 + I2 + … + In = Ib.
Dạng 1: Tính điện trở mạch điện
A R11 P R8 C R5 D R1 E
 R10 R7 R4 R2
B R12 I R9 H R6 G R3 F
Bài 1. Cho mach điện như hình vẽ: 
Tính RAB=? ĐS: 
Bài 2.
a). Có 1 số điện trở 5W, hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở để mắc thành một mạch có điện trở 8W. ĐS: 5điện trở
b). Có 1 số điện trở 7W, hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở để mắc thành một mạch có điện trở 9W. ĐS: 7điện trở
c). Có 1 số điện trở 12W, hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở để mắc thành một mạch có điện trở 7,5W. ĐS: 5điện trở
Bài 3. 
Dây dẫn có điện trở R=144W. Phải cắt dây ra bao nhiêu đoạn = nhau để khi mắc các đoạn đó song song nhau, điện trở tương đương là 4W. ĐS: 6đoạn
Bài 4. 
Vôn kế được mắc vào mạch điện có U=220V, Khi mắc nối tiếp vôn kế với R1=15kW thì V chỉ U1=70V. Khi mắc nối tiếp V với R2 thì v chỉ U2=20V. Tính R2=? ĐS: 70 kW.
Bài 5. 
Hai điện trở R1, R2 mắc vào mạch điện có hiệu điện thế U=12V. Lần đầu R1, R2 mắc song song , dòng điện mạch chính IS=10A. Lần sau R1, R2 mắc nối tiếp, dòng điện trong mạch In=2,4A. Tìm R1, R2=? ĐS:2W, 3W, 
Dạng 2: Vẽ lại mạch điện và áp dụng định luật W.
 + 1 2 3 4 5
- 7 
6
Bài 6. Cho mach điện như hình vẽ: Rđ=10W; Tính RTM=? ĐS: RTM=22W.
 A R1 R2 R3 B
 M N 
Bài 7. 
Cho mach điện như hình vẽ: UAB=6V, R1=10W, R2=15W, R3=3W, RA1=RA2ằ0. Xác định chiều và cường độ dòng điện qua các ămpe kế.
Bài 6. 
Cho mach điện như hình vẽ: R1=R2=R3=6W; R4=2W; UAB=18V.
a). Nối M và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm số chỉ của vôn kế. 
b). Nối M và B bằng một ămpe kế có điện trở rất nhỏ. Tìm số chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua Ampe kế.