Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 3: Điện từ học - Trắc nghiệm Vật dẫn & Điện môi - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 3: Điện từ học - Trắc nghiệm Vật dẫn & Điện môi - Lê Quang Nguyên

1. Câu 1 Trên bề mặt vật dẫn, điện trường tại mọi điểm vuông góc với bề mặt, điều này dẫn tới: (a) Điện tích phân bố đều tại mọi điểm trên bề Trắc nghiệm mặt. Vật dẫn & Điện môi (b) Điện trường tại mọi điểm trên bề mặt là như nhau. Lê Quang Nguyên (c) Điện thế tại mọi điểm trên bề mặt là như www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nhau. nguyenquangle59@yahoo.com (d) Lực điện sẽ thực hiện công khác không khi di chuyển điện tích trên bề mặt. Trả lời câu 1 Câu 2 • Hiệu thế giữa hai điểm gần Một quả cầu kim loại trong chân không có bán E nhau trên bề mặt vật dẫn là: kính R, mang điện tích q. Cường độ điện trường
   
   dr dV= − Edr ⋅ và điện thế tại tâm quả cầu bằng: • dr là vectơ nối liền hai vị trí đó, E là điện trường trên dr . (a) E = 0, V = 0 • Vì điện trường vuông góc bề (b) E = kq /R2, V = kq /R mặt nên dV = 0. r r + dr (c) E = 0, V = kq /R • Suy ra bề mặt vật dẫn là một (d) E = kq /R2, V = 0 mặt đẳng thế. • Câu trả lời đúng là (c).
2. Trả lời câu 4 Câu 5 • Hai vật dẫn nối với nhau bằng một dây dẫn trở Một vật dẫn cân bằng tĩnh điện được đặt trong thành một vật dẫn duy nhất. chân không. Mật độ điện mặt tại điểm M trên bề • Ở trạng thái cân bằng, vật dẫn ấy là một vật mặt vật dẫn là σ > 0. Cường độ điện trường ở một đẳng thế, do đó hai quả cầu có cùng một điện vị trí nằm ngoài vật dẫn và sát điểm M là: thế: V = V = V. 1 2 • Hai vật ở xa nhau nên có thể coi là hai quả cầu σ (a) E = (b) E =σ cô lập, do đó có điện tích cho bởi: ε 0 QCV 11==4πε 01 RV QCV 22 == 4 πε 02 RV • Suy ra: σ σ (c) E = (d) E = Q2/ Q 1= R 2 / R 1 = 2 2ε 2 Câu trả lời đúng là (c) 0 Trả lời câu 5 Câu 6 • Khi ở rất gần điểm M trên vật dẫn, bề mặt nhỏ Hai quả cầu kim loại có bán kính lần lượt là 8 cm E quanh M có thể coi như và 5 cm, được nối với nhau bằng một dây dẫn phẳng. mảnh. Chúng được tích điện với điện tích tổng • Vẽ mặt trụ (S) vuông cộng là Q = 13.10 −8 (C). Điện thế của hai quả cầu góc với mặt phẳng, với (S) M lần lượt là: mặt đáy đi qua vị trí cần tìm điện trường. Điện tích (a) V1 = 9000 (V); V2 = 9000 (V) • Điện thông qua (S): trong (S) (b) V1 = 6000 (V); V2 = 2000 (V) Φ =E. A = σ . A ε bằng σA 0 (c) V1 = 5000 (V); V2 = 5000 (V) • A là diện tích đáy. Câu trả lời đúng là (a). (d) V1 = 9000 (V); V2 = 5000 (V) • Suy ra: E =σ ε 0
3. Câu 8 Trả lời câu 8 Vật dẫn cân bằng tĩnh điện có tính chất sau: • Điện trường trong vật dẫn bằng không, còn trên bề mặt thì tỷ lệ với mật độ điện tích σ: (a) (a) Điện trường tại mọi điểm của vật dẫn đều sai. bằng nhau. • Đối với vật dẫn rỗng thì mặt trong (bao quanh (b) Điện tích chỉ phân bố thành một lớp mỏng ở phần rỗng) chỉ tích điện khi ta đưa điện tích mặt trong của vật dẫn rỗng. ngoài vào bên trong phần rỗng: (b) sai. (c) Điện tích chỉ phân bố nhiều ở mặt lõm của vật • Điện tích trên mặt ngoài lại phân bố không đều, dẫn. tập trung ở chỗ nhô cao, nhọn: (c) sai. (d) Điện tích chỉ phân bố thành một lớp mỏng ở • Câu trả lời đúng là (d). mặt ngoài của vật dẫn. Câu 9 Trả lời câu 9 Một vật dẫn khi nối đất bằng một dây dẫn đã • Trái đất là một vật dẫn rất lớn, coi như lớn vô nhận thêm electron từ đất. Trước khi nối đất vật hạn, vì thế có điện thế bằng không. dẫn đã có: • Khi vật được nối đất, nếu có chênh lệch về điện thế thì dòng điện sẽ đi từ nơi có điện thế cao (a) một điện thế âm. hơn đến nơi có điện thế thấp hơn. (b) một điện thế dương. • Chiều của dòng electron thì ngược lại, từ điện (c) một điện thế bằng không. thế thấp đến điện thế cao. (d) các khẳng định trên đều sai. • Do đó vật phải có điện thế cao hơn đất, tức là điện thế dương. • Câu trả lời đúng là (b).
4. Câu 12 Trả lời câu 12 Năng lượng điện trường của điện tích Q1 > 0 là • Mật độ năng lượng điện trường của từng điện tích: U1, của điện tích Q2 < 0 là U2. Năng lượng của hệ 1 1 hai điện tích Q1 và Q2 là: 2 2 u1= ε 0 E 1 u2= ε 0 E2 2 2 • và của hệ: (a) U = U1 + U2
   
   2
   
   1 12 1 2 (b) U = U1 − U2 u=ε EE += εεε E + EEE + . 01( 2) 01 01 012 (c) U = U . U 2 2 2 1 2
   
   (d) Một kết quả khác. uuu= + + 2ε EE . 1 2 012 • Câu trả lời đúng là (d). Câu 13 Trả lời câu 13 Một quả cầu kim loại được nối đất, một vật mang Điện tı́ch − Q’ phân bố điện dương được đưa lại gần quả cầu. Nếu ngắt đều trên quả cầu dây nối đất, sau đó đưa vật mang điện dương ra xa quả cầu thì: −Q’ Q (a) quả cầu sẽ trung hòa điện. (b) quả cầu sẽ tích điện âm. (c) quả cầu sẽ tích điện dương. Hệ quả cầu và trái đất quá lớn (d) quả cầu sẽ tích điện nhưng không thể xác nên mật độ điện tích dương ở định được các cực. mặt bên kia quả cầu có thể coi như bằng không.
5. Trả lời câu 15 Câu 16 • Điện môi có mặt giới hạn Mặt đẳng Khi đặt một thanh điện môi vào trong một điện trùng với các mặt đẳng thế của trường đều, có đường sức song song với thanh thế của điện trường E0 thì một trong hai đầu thanh xuất hiện: ngoài. • ⇨ E giảm ε lần. (a) điện tích dương. • Điện thế tại một điểm M (b) các ion dương. trên bề mặt quả cầu E = E 0/ε cũng giảm ε lần: (c) điện tích của các phân tử.
   ∞
   
   ∞ E
   V E (d) (a) và (c) đúng. V= Edr. =0 . dr = 0 0 ∫ ∫ ε ε M M Câu trả lời đúng là (b) Trả lời câu 16 Câu 17 • Khi đặt điện môi trong Một tụ điện phẳng được lấp đầy ε điện trường ngoài, các − + − + bởi hai điện môi như hình vẽ. 1 dipole trong điện môi sẽ So sánh độ lớn của vectơ cảm định hướng theo chiều − + − + ứng điện trong hai điện môi ta E điện trường. 0 có: − + − + • Trên hai mặt điện môi sẽ xuất hiện các lớp điện tích ε2 − + − + (a) D1 = D2 liên kết, là điện tích thuộc (b) ε D = ε D các phân tử. 1 1 2 2 (c) ε D = ε D • Câu trả lời đúng là (d). Lớp điện tích 1 2 2 1 dương trong các (d) (ε1 − 1)D2 = (ε2 − 1)D1 phân tử
6. Câu 19 Trả lời câu 19 Một tụ điện phẳng được lấp đầy • Trên mặt phân cách hai điện ε1 ε2 ε1 ε2 bởi hai điện môi như hình vẽ. môi ta có: D1n = D2n. So sánh độ lớn của vectơ cường • Vì vectơ cảm ứng điện D1 D2 độ điện trường trong hai điện trường song song với pháp môi ta có: n tuyến nên: D1 = D2. • Đổi qua điện trường ta có: (a) E1 = E2 εε011E= εε 022 E ⇒ ε 11 EE = ε 22 (b) ε1E1 = ε2E2 (c) ε1E2 = ε2E1 • Câu trả lời đúng là (b). (d) (ε1 − 1)E2 = (ε2 − 1)E1 Trả lời câu 19 (tt) Câu 20 • Điện trường trong điện môi giảm ε lần so với Một tụ điện phẳng được lấp đầy ε1 ε2 điện trường trong chân không: bởi hai điện môi như hình vẽ. E0 E 0 So sánh năng lượng điện E1= E 2 = ε ε trường trong hai điện môi ta 1 2 có: • Suy ra: ε E= ε E 11 22 (a) U = U 1 2 (b) ε U = ε U • Câu trả lời đúng là (b). 1 1 2 2 (c) ε1U2 = ε2U1 (d) (ε1 − 1)U2 = (ε2 − 1)U1