Giáo án Vật lí Lớp 8 - Bài tập chương 1

Tên đại lượng
Kí hiệu
Đơn vị trong hệ SI
Kí hiệu
Đơn vị dẫn suất
Điện tích
Q, q
Culông
C
C = A.s
Lực
F
Niutơn
N
N = kg.m/s2
Hằng số lực Culông
k
9.109 
Hằng số điện môi
e
Không đơn vị
Cường độ điện trường
E
Vôn/mét
V/m
V/m
Công
A
Jun
J
J = kg.m2/s2
Điện thế
V
Vôn
V
V = A.W
Hiệu điện thế
U
Vôn
V
V = A.W
Điện dung
C
Farra
F
F = 
Năng lượng
W
Jun
J
J = kg.m2/s2
Cường độ dòng điện
I
Ampe
A
Đơn vị cơ bản
Thời gian
t
Giây
s
Đơn vị cơ bản
Suất điện động
E
Vôn
V
V = A.W
Công suất
P
Oát
W
W = 
Nhiệt lượng
Q
Jun
J
J = kg.m2/s2
Điện trở
R, r
Ôm
W
W = 
Điện trở suất
r
Ôm.mét
W.m
Hệ số nhiệt điện trở
a
K-1
Hệ số nhiệt điện động
aT
Vôn/Kenvin
V/K
V/K
Hiệu suất
H
Phần trăm
%
Khối lượng
m
Kilôgam
kg
Đơn vị cơ bản
Số Fa-ra-đây
F
96500 C/mol
C/mol
C/mol
Khối lương mol ng.tử
A
Gam/mol
g/mol
g/mol
Hoá trị
n
Không đơn vị
Cảm ứng từ
B
Tesla
T
T = 
Độ từ thẩm
m
Không đơn vị
Từ thông
F
Vêbe
Wb
W = T.m2
Độ tự cảm
L
Henri
H
H = 
Chiết suất
n
Không có đơn vị
Tiêu cự
f
Mét
m
Đơn vị cơ bản
Độ tụ
D
Điôp
dp
dp = m-1
BÀI TẬP CHƯƠNG I
A. 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 ra thì điện tích của chúng sẽ bằng nhau và bằng .
+ 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.
	Độ lớn: F = 9.109; e là hằng số điện môi của môi trường (trong chân không hoặc gần đúng là không khí thì e = 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.
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.
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.
	- Độ lớn: F = k; với k = 9.109.
+ Lực tương tác của nhiều điện tích lên một điện tích: = ++...+.
* 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.
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.
 	- Độ lớn: E = .
+ Nguyên lí chồng chất điện trường: = ++...+.
+ Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm: = q.
* 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.
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.
4. Công của lực điện trường. Hiệu điện thế. Tụ điện.
* Các công thức:
+ Công của lực điện: AMN = q.E.MN.cosa = 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 = .
	Véc tơ hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.
+ Định lí động năng: mv - mv = AAB.
+ Điện dung của tụ điện: C = . 
+ 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
	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 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 song song với AB như hình vẽ.
 Cho a = 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 mF, C2 = 5 mF. 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 a của bản linh động. Khi góc xoay a1 = 300 thì tụ điện có điện dung là 5 mF, khi góc xoay a2 = 1200 thì tụ điện có điện dung là 14 mF. Hỏi khi góc xoay a3 = 450 thì tụ điện có điện dung là bao nhiêu?