Giáo án môn Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện học. Điện từ học - Bài 14: Tính công của các lực khi điện tích di chuyển

ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC – BÀI 14: TÍNH CÔNG CỦA CÁC LỰC KHI ĐIỆN TÍCH DI CHUYỂN
Câu 1: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường
A. Tỉ lệ thuận với chiều dài đường đi MN
B. Tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q
C. Tỉ lệ thuận với thời gian di chuyển
D. Cả ba ý A, B, C đều không đúng
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: , nhìn vào công thức ta dễ thấy A tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q. Đáp án B
Câu 2: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi di chuyển từ M đến N trong điện trường thì không phụ thuộc vào
A. Vị trí của các điểm M, N
B. Hình dạng của đường đi MN
C. Độ lớn của điện tích q
D. Độ lớn của cường độ điện trường tại các điểm trên đường đi 
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: , dễ thấy công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng đường đi chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối. Đáp án B
Câu 3: Một electron () di chuyển được đoạn thẳng dài 2 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường là 1500 V/m. Công của lực điện là
A. B. C. D. 
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: , thay số: , , ta được: 
Đáp án C
Câu 4: Khi một điện tích di chuyển theo một đường thẳng MN dài 3cm trong điện trường đều thì lực điện sinh công . Độ lớn của cường độ điện trường E là
A. 100 (V/m) B. 1000 (V/m) C. 1200 (V/m) D. 150 (V/m)
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: 
Đáp án A
Câu 5: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2 (cm) và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công . Coi điện trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc với các tấm. Độ lớn cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là
A. 2000 (V/m) B. 200 (V/m) C. 1200 (V/m) D. 500 (V/m)
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: 
Đáp án B
Câu 6: Một electron () chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường . Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 (km/s), biết khối lượng của electron là . Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của electron bằng không thì electron chuyển động được quãng đường dài là
A. 0,256 (m) B. 0,0256 (mm) C. 0,000256 (m) D. 2,56 (mm)
Bài làm
Theo định luật II Niu tơn ta có: 
Áp dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường ta có:
Đáp án D
Câu 7: Một electron di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của một điện trường đều thì lực điện sinh công . 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 là
A. B. C. D. 
Bài làm
Công của lực điện di chuyển electron từ M đến N là: 
 vì nên tức là electron đi ngược chiều đường sức. =>
Công của lực điện di chuyển electron tiếp từ N đến P là:
Đáp án A
Câu 8: Đặt một điện tích điểm Q dương tại một điểm O, M và N là hai điểm nằm đối xứng với nhau ở hai bên điểm O. Di chuyển một điện tích điểm q dương từ M đến N theo một đường cong bất kì. Chọn câu khẳng định đúng
A. và phụ thuộc vào đường dịch chuyển
B. và không phụ thuộc vào đường dịch chuyển
C. và không phụ thuộc vào đường dịch chuyển
D. Không thể xác định được 
Bài làm
Vì nên , công 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. Đáp án C
Câu 9: Cho điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP. Biết rằng lực điện sinh công dương và MN dài hơn NP. Hỏi kết quả nào sau đây là đúng khi so sánh các công và của lực điện?
A. B. 
C. D. Cả ba trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra
Bài làm
Công của lực điện trường tác dụng lên một điện tích điểm q phụ thuộc vào hình chiếu của quỹ đạo đường đi lên một đường sức. Đáp án D
Câu 10: Một electron bay dọc theo hướng đường sức của điện trường đều với vận tốc tại A là , sau đó dừng lại tại B với AB = d = 10cm (A,B đều nằm trong điện trường). Độ lớn của cường độ điện trường E là
A. 500 (V/m) B. 710,94 (V/m) C. 620 (V/m) D. 675 (V/m)
Bài làm
Khi electron di chuyển từ A đến B thì chịu tác dụng của ngoại lực và lực điện trường nên theo định lí biến thiên động năng ta có:
Đáp án B
Câu 11+12: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu được đặt cách nhau 2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản bằng 3000 (V/m). Sát bề mặt mang điện dương, người ta đặt một hạt mang điện dương , có khối lượng . 
a. Công của điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm bằng
A. 0,9 (J) B. 0,5 (J) C. 1,2 (J) D. 1,5 (J)
b. Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm là
A. B. C. D. 
Bài làm
a. Điện trường hướng từ bản dương sang bản âm, do đó hạt mang điện sẽ chuyển động từ bản dương sang bản âm. Công của lực điện trường khi hạt di chuyển từ bản dương sang âm là:
. Đáp án A
b. Vận tốc của hạt khi đập vào bản âm.
Khi electron di chuyển từ bản dương sang âm thì chịu tác dụng của ngoại lực là lực điện trường nên theo định lí biến thiên động năng ta có:
Đáp án C
Câu 13: Trong công thức tính công của lực điện tác dụng lên một điện tích di chuyển trong điện trường đều thì d là gì? Chỉ ra câu khẳng định không chắc chắn đúng.
A. d là chiều dài của đường đi
B. d là chiều dài hình chiếu của đường đi trên một đường sức
C. d là khoảng cách giữa hình chiếu của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trên một đường sức
D. d là chiều dài đường đi nếu điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức
Bài làm
d là hình chiếu của đường đi lên phương của một đường sức. Đáp án A
Câu 14: Một proton di chuyển được đoạn đường 3 cm, dọc theo một đường sức điện dưới tác dụng của một điện trường đều có . Công của lực điện là
A. B. C. D. 
Bài làm
Công thức tính công của lực điện: , thay số: , , ta được: 
Đáp án B
Câu 15: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm trong điện trường đều giữa hai tấm kim loại tích điện trái dấu . Khoảng cách hai bản là 2 cm. Động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương là
A. B. C. D. 
Bài làm
 là động năng của vật ở vị trí thời điểm ban đầu
 là động năng của vật ở vị trí thời điểm lúc sau
Áp dụng định lí biến thiên động năng ta có:
Đáp án C
Câu 16: Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 3000 (V/m) thì công của lực điện trường là 90 (mJ). Nếu cường độ điện trường là 4000 (V/m) thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là
A. 120 (mJ) B. 67,5 (mJ) C. 1,2 (J) D. 0,675 (J) 
 Bài làm
Ta có: 
Đáp án A
Câu 17: Một electron 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 1800 (V/m), khoảng cách giữa hai bản là 2 (cm). Động năng của electron khi nó đập vào bản dương là
A. B. C. D. 
Bài làm
Áp dụng định lí biên thiên động năng ta có:
Đáp án B
Câu 18: Electron được bắn vào điện trường đều có cường độ điện trường với vận tốc ban đầu theo phương vuông góc với vectơ cường độ điện trường. Sau thời gian , vận tốc của electron trong điện trường là
A. B. 
C. D. 
Bài làm
Ta có: mà 
Mặt khác: 
Thay số: , vào công thức (1) ta được:
Đáp án D
Câu 19: Electron bay với vận tốc ban đầu ngược chiều đường sức điện trường có cường độ 200 (V/m). Khi nó thực hiện độ dời 20 (cm) thì vận tốc của electron là
A. B. C. D. 
Bài làm
Áp dụng định luật II Niutơn ta có:
Áp dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường ta có:
Đáp án A
Câu 20: Một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ một điểm M đến một điểm N theo một đường cong. Sau đó nó di chuyển tiếp từ N về M theo một đường cong khác. So sánh công mà lực điện sinh ra trên đoạn đường MN và NM?
A. B. C. D. 
Bài làm
Ta có: . Đáp án B