Định hướng giải bài tập Vật lý 1 - Chương: Điện tử - Tuần 4 - Trần Thiên Đức

Nội dung text: Định hướng giải bài tập Vật lý 1 - Chương: Điện tử - Tuần 4 - Trần Thiên Đức

1. Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH HƯỚNG TUẦN 4 DẠNG TOÁN: Xác định vận tốc của electron chuyển động dọc theo đường sức của điện trường 1. Nhận xét: - Công của lực điện trường đã chuyển hóa thành động năng của electron - Công liên hệ với cường độ điện trường E
   tùy từng loại tụ điện thì E sẽ có dạng khác nhau: o Tụ điện hình trụ: o Tụ điện hình cầu: = - Điện dung C có mối liên hệ tr =ực tiếp tới q, λ o Tụ điện hình trụ: = = = o Tụ điện hình cầu: () 2. Hướng giải: = = Bước 1: Thiết lập mối liên hệ giữa dA = - qEdx Bước 2: Từ công thức tính điện dung C ta xác định đại lượng q, λ Bước 3: Tính tích phân từ vị trí 1 đến vị trí 2. Bước 4: Xác định vận tốc từ công thức: 3. Bài tập minh họa: || = Bài 2-10: Cho tụ điện hình trụ bán kính hai bản là r = 1.5 cm, R = 3.5 cm. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ Utụ = 2300 V. Tính vận tốc của electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường từ khoảng cách 2.5 cm đến 3 cm. Biết vận tốc ban đầu bằng không. Tóm tắt: Tụ hình trụ: r = 1.5 cm – R = 3.5 cm Utụ = 2300 V R1 = 2.5 cm
   R2 = 3.5 cm v0 = 0 m/s Xác định v Giải: Bước 1: Thiết lập mối liên hệ giữa dA = - qEdx (điện tích q ở trong bài chính là điện tích của electron e) = − = − Bước 2: Từ công thức tính điện dung C ta có: 2 2 2 = = = ⇒ = Bước 3: Thay λ vào biểu thức trong bướln (c 1 và) lấy tích phân từ R đến R : 1 2 = − = Bước 4: Xác định giá trị vận tốc v: || = DNK-2014 1
2. Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL Bước 1: Xác định v ị trí t ươ ng đối c ủa điểm đang kh ảo sát: n ằm trong hay n ằm ngoài m ặt c ầu Bước 2: Áp d ụng các công th ức c ơ b ản để xác định E, V 3. Bài t ập minh h ọa: -9 Bài 2-1: Cho hai m ặt c ầu kim lo ại đồng tâm bán kính R1 = 4 cm, R2 = 2 cm mang điện tích Q1 = - 2/3.10 -9 C, Q2 = 9.10 C. Tính c ường độ điện tr ường và điện th ế tại nh ững điểm cách tâm m ặt c ầu nh ững kho ảng 1 cm, 2 cm, 3cm, 4 cm, 5 cm. Tóm t ắt: Hai m ặt c ầu kim lo ại đồng tâm: R1 = 4 cm, R2 = 2 cm -9 -9 Q1 = - 2/3.10 C, Q2 = 9.10 C Vị trí: 1 cm, 2 cm, 3cm, 4 cm, 5 cm. Xác định E, V Gi ải: Bước 1: Xác định v ị trí t ươ ng đối c ủa điểm đang kh ảo sát: R1 = 4 cm, R2 = 2 cm Vị trí 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm 5 cm Tính ch ất Nằm trong c ả hai Nằm trên b ề mặt Nằm ngoài qu ả Nằm trên b ề mặt Nằm ngoài c ả hai qu ả cầu 1 và 2 qu ả cầu 2 và n ằm cầu 2 và n ằm qu ả cầu 1 và n ằm qu ả cầu 1 và 2 trong qu ả cầu 1 trong qu ả cầu 1 ngoài qu ả cầu 2 Bước 2: Áp d ụng các công th ức c ơ b ản ứng v ới t ừng tr ường h ợp để xác định E, V Vị trí 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm 5 cm Điện tr ường 0 202087 V/m 89826 V/m 46779 V/m 29938 V/m Điện th ế 3892 V 3892 V 2545 V 1871 V 1496 V Bài 2-3: Hai qu ả cầu kim lo ại bán kính r bằng nhau và b ằng 2.5 cm đặt cách nhau 1m, điện th ế của m ột qu ả cầu là 1200 V, c ủa qu ả cầu kia là -1200 V. Tính điện tích c ủa m ỗi qu ả cầu. Tóm t ắt: r1 = r2 = r = 2.5 cm V1 = 1200 V; V2 = -1200 V Xác định Q1, Q2 Nh ận xét: - Về bản ch ất đây là bài toán liên quan đến công th ức tính điện th ế qu ả cầu. Chú ý là điện th ế mỗi qu ả cầu chính b ằng điện th ế gây b ởi chính nó và qu ả cầu còn l ại. - Vì điện th ế liên quan tr ực ti ếp tới điện tích gây ra nó nên khi bi ết điện th ế của m ỗi qu ả ta có th ể xác định giá tr ị điện tích c ủa m ỗi qu ả cầu. Gi ải: Bước 1: Xác định v ị trí t ươ ng đối c ủa điểm đang kh ảo sát: - Điện th ế của qu ả cầu 1
   vị trí n ằm trên qu ả cầu 1 và n ằm ngoài qu ả cầu 2 - Điện th ế của qu ả cầu 2
   vị trí n ằm trên qu ả cầu 2 và n ằm ngoài qu ả cầu 1 Bước 2: Áp d ụng công th ức c ơ b ản liên quan t ới điện th ế ta có: và Nh ư vây ta thu được h ệ ph ươ ng trình= hai ẩn Q+1 và Q2, gi ải= h ệ phương +trình này ta s ẽ xác định được giá tr ị -9 -9 của Q1 và Q2 lần l ượt là 3,42.10 C và – 3,42.10 C. DNK-2014 3
3. Trần Thiên Đức – ductt111@gmail.com – ductt111.com - BTVL Tóm t ắt: C1 = C2 = C3 = 0.5 µF Xác định Ctđ Gi ải: Bước 1: Xác định c ấu trúc t ụ tươ ng đươ ng: - Tr ường h ợp a: ( C1 nt C2) // C3 - Tr ường h ợp b: ( C1 // C2) nt C3 Bước 2: Áp d ụng công th ức c ơ b ản - Tr ường h ợp a: đ - Tr ường h ợp b: = + = + = () đ = = DNK-2014 5