Đề cương học kì I Vật lí lớp 11 (Kèm đáp án)

Bài 1: Ta có : F = k.ǀq1q2ǀr2 
k .ǀq1q2 ǀ = 1,8 => ǀq1q2ǀ = 2.10-10
Vì 2 điện tích điểm đẩy nhau, có độ lớn điện tích thành tổng cộng 3.10-5C > 0
q1, q2 > 0
Ta có: q1.q2 = 2.10-10 (1)
 q1+q2 = 3.10-5 => q1 = 3.10-5 – q2 (2)
Thay (2) vào (1):
 ( 3.10-5 – q2 ).q2 = 2.10-10
 -q2 + 3.10-5q2 – 2.10-10 = 0
 q2 = 2.10-5 => q1= 1.10-5
 q2 = 1.10-5 => q1 = 2.10-5
Vậy điện tích của mỗi vật là 2.10-5 và 1.10-5.
Bài 2: F1 = K.ǀq1q2ǀr2 => 9.10-9.ǀq1q2ǀ20.10-22 
ǀq1q2ǀ = 1,78.10-14 (C).
Sau khi cho 2 quả cầu tiếp xúc vs nhau thì điện tích mỗi quả cầu:
q1’ = q2’ = q1+q22 => q1 + q2 = 2q1’ (1)
Mặt khác: F2 = q1'2r2 => 2,25.10-3 = 9.109.q1220.10-22 
(q1’)2 = 1.10-14 ( C )
Vì ban đầu 2 quả cầu hút nhau => q1q2 = -1,78.10-14
 (2.10-7 – q2 )q2 = -1,78.10-14
TH1: q1 = -1.107
Từ(1) : => q1 + q2 = -2.10-7
-2.10-7 – q2 = -2.10-7
(-2.10-7 – q2 ).q2 = -1,78.10-14
 q2 = 6,7.10-8 => q1= -2,67.10-7
 q2 = -2,67.10-7 => q1 = 6,7.10-8 
 TH2: q1 = 1.10-7 
Từ( 1): => q1 + q2 = 2.10-7
(2.10-7 - q2).q2 = -1,78.10-14
 q2 = 2,67.10-7 => q1 = -6,7.10-8
 q2 = -6,7.10-8 => q1= 2,67.107
 Vậy
Bài 3: Fc = 9.109.1,6.10-1925.10-9.10-22 = 9,216.10-8 (N) 
Vì e- chuyển động tròn đểu xung quanh hạt nhân Fc
nên Fc là lực hướng tâm 
Fht = mv2r = m ω 2r = Fc
Vận tốc góc của e :
ω = Fmr = 9,216.10-89,1.10-31.5.10-11 = 4,5.1016 Rad/s
Tốc độ dài:ǀ
v = F.rm = 9,216.10-8.5.10-119,1.10-31 = 2250274 (m/s).
Bài 4: a, Ta có: E= kǀQǀεr2 = 9.109.10-630.10-22 = 105 (V/m)
b, Ta có: E = kǀQǀεr2
r = KǀQǀE.ε = 9.109.10-6105.16 = 5,625.10-3 r = 0,075 (m) = 7,5 cm.
Bài 5: E2M
a, EM = E1M + E2M E1M M
Vì E1M và E2M cùng phương, cùng chiều
EM = E1M + E2M
 = Kǀq1ǀr12M+Kǀq2ǀr22M =9.109402.10-22 – (10-6 + 10-6)
 = 45.104 (V/m) 
b, 
 E2N N E1N A B 
Vì BN – NA = AB
N thuộc duờng AB nằm ngoài A và B 
EN = E1N + E2N 
EN = ǀ E1N – E2N ǀ = k. ǀ ǀq1ǀr12 - ǀq2ǀr22 ǀ 
 = 9.109.ǀ10-620.10-22 – 10-660.10-22ǀ
 = 2.105 (V/m) 
Bài 6: 
 Vì E // AB , E = E1 + E2 
E1 huớng về phía A,
 E2 huớng về phía B => q2 > 0 E1 E 
 => cosα = ABBC = ABAB2+AC2 = 35 E2 
cos α 1 = cos ( 180° - α ) = -cos α = - 35 
Ta có : E2 = E12 + E22 + 2E1E2.cos α 1
E2 – E22 = E12 + 2E1E2.cos α 1 = ( 9.109.2,7.10-93.10-22 )2 + 2.9.109.2,7.10-93.10-22 . - 35E2
 = 729.106 - 32400.E2 (1)	
Mặt khác: E22 = E12 + E2 => E22 – E2 = ( 9.109.2,7.103.10-22-9)2 
 => E22 –E2 = 729.106 => E2 = E22 – 729.106 (2) 
Thay (2) vào (1): => E22 -729.106 – E22 = 729.106 – 32400E2
 => E2 = -2.729.106-32400 = 45000 (V/m)
Lại có: K.ǀq2ǀr22 = E2 => ǀq2ǀ = E2.r22K = 45000.5.10-229.109 = 1,25.109 (C)
Vì q2 >0 => q2 = 1,25.10-9 (C) 
E = E22- 729.106 = 337502- 729.106 = 20250 (V/m)
Vậy q2 = 6.10-9 C , E = 20250 V/m.
Bài7: 
 Vì r1 = r2 , ǀq1ǀ = ǀq2ǀ 
 => E1M = E2M 
*AM = a2+x2 , EM = E1M + E2M
EM = 2E1.cos α 
= 2.Kqa2+x22 . aa2+x2 = 2. Kqaa2+x232
 E = 2kq aa2+x232 
 (=) Emax (=) (a2 + x2)32 min (=) a2 + x2 min
(=) x = 0 (=) Emax = 2kqa(a2)32 = 2kqaa3 = 2kqa2 (=) x = 0
Bài8: 
Ta có EM = E1 + E2 A B
Để EM = 0 => E1 = -E2 (1)
Từ (1) => E1 và E2 cùng phuơng, ngược chiều 
Từ (1) => M không thuộc đoạn AB
E1 = E2 => K.ǀq1ǀr12 = K.ǀq2ǀr12 => r12r22 = ǀq1ǀǀq2ǀ = 4qq = 4 => r1 = 2r2
Mặt khác : r1 – r2 = AB => 2r2 – r2 = 9 => r2 = 9 cm
 r1 = 18 cm
Vậy để cuờng độ điện truờng tổng hợp tại điểm M bằng O thì M phải thuộc đuờng AB, sao cho AM = 18 cm, BM = 9cm
 (B là trung điểm AM)
Bài 9: 
Khi quả cầu cân bằng: => T + P + F = 0
 P + F = - T => F = Ptan α 
 F = mg.tan α = 20.10-3.10.tan30° = 315 (N)
Mặt khác: E = Fǀqǀ => E = 315 : 10-7 ≈ 1154700 (V/m).
Bài10: 
a, Từ M -> N cùng chiều E
A = qEMN 
= qEMN = -4.10-8.200.10.10-2
 = -8.10-7 (J).
b, Từ N -> P nguợc chiều E 
=> NP < 0
NP= -NP.cos α = -8.10-2.810 = -0,064 (m)
A = qENP = -4.10-8.200.(-0,064)10 = 5,12.10-7 (J) c, Từ P -> M => nguợc chiều E => PM < 0
PM = -PM.cosβ = -6.10-2.610 = -0,036 (m)
A = qEPM = -4.10-8.200.(0,036)10 = 2,88.10-7 (J).
d,Theo đuờng kính MNPM
AMNPM = AMN + ANP + APM = -8.10-7 + 5,12.10-7 + 2,88.10-7 = 0(J).
Bài 11: Vì q di chuyển từ A -> B nguợc chiều đuờng sức -> AB < 0
a, A = q.E. AB = -10-6.2500.(-10.10-2) = 2,5.10-4(J)
b, A = q.E. AB = 10-6.2500.(-10.10-2) = -2,5.10-4(J)
Bài12:
a, Điện dung của tụ khi tụ đặt trong không khí là:
C = ε.S4ΠKd = 1004Π.9.109.2.10-3 = 4,42.10-7 (F)
b, Xem như áp 2 tấm KL rất mỏng ở hai mặt của lớp điện môi 
Tụ điện tuơng đuơng với 3 tụ: C1 nt C2 nt C3 
1C123 = 1C1 + 1C2+ 1C3 = 4ΠK.xS + 4ΠK.d'εS + 4ΠK.(d-x-d')S
 = 4ΠK.(d-x-d'+x)S + 4ΠK.d'εS = 4ΠK.(d-d')S + 4ΠK.d'εS = 4ΠKS.(d-d’+ d'ε)
C123 = S4ΠK.(d-d'+d'ε) = 14Π.9.109.(2.10-3-1.10-3+1.10-33)) = 6,63.10-9(F)
c, Năng luợng của tụ ở câu b là:
W = CU22 = 6,63.10-9.10022 = 3,315.10-5 (J).
Bài13: 
a, Rb =R1.R2R1+R2= 3.63+6 = 2 (Ω) 
I = εr+Rb = 4,51+2 = 1,5 (A)
U1 = U2 = Ub = Rb.I = 2.1,5 = 3 (V)
I1 = U1R1 = 33 = 1 (A)
I2 = U2R2 = 36 = 0,5 (A)
b, Công suất của nguồn :
P1 = 𝜺.I = 4,5.1,5 = 4,5 (w)
Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài:
P2 = U.I = 3.1,5 = 4,5 (w)
Công suất hao phí:
Phao phí = P1 – P2 = 2,25 (w)
Hiệu suất của nguồn là:
H = Uε = 34,5 = 66,67 %
Bài14: 
Mạch có cấu tạo: R1 nt (R2 // R3)
a, I = εr+Rb ; 
Rb = R1 + R2.R3R3+R2 = 6 + 10.1010+10 = 11 (Ω)
I = εr+Rb = 1211+1 = 1(A)
Ub = I.Rb = 1.11 = 11(V)
I1 = I23 = Ib = 1(A) => U1 = I1.R1 = 1.6 = 6 (V)
U2 = U3 = U23 = I23.R23 = 1. 10.1010+10 = 5 (V).
b, Điện năng tiêu thụ của đoạn mạch ngoài trong 10 phút là:
A = UIt = 11.1.10.60 = 6600 (J)
Công suất toả nhiệt ở điện trở R1 là:
P1 = U1I1 = 6.1 = 6(W)
Công suất toả nhiệt ở điện trở R2 là:
P2 = U22R2= 5210 = 2,5 (W)
Công suất toả nhiệt ở điện trở R3 là:
P3 = U32R3 = 5210 = 2,5 (W)
c, Công của nguồn điện xảy ra trong 10 phút là:
A = 𝜺It = 12.1.10.60 = 7200 (J)
Hiệu suất của nguồn điện :
H = Uε = 1112 = 91,67 %
Bài15: 
a, Rb = : R1 + R2 + R3 = 6 + 2 + 3 = 11 (Ω)
Có : I = εr+Rb 
 => Suất điện động của nguồn điện là: 
 ε = I.(Rb + r) = 1.(11+1) = 12(V)
U = I.Rb = 1.11 = 11 (V)
Hiệu suất của nguồn điện là:
H% = Uε = 1112 = 91,67 %
b, Công suất toả nhiệt của mạch ngoài là:
P = UI = 11.1 = 11 (W)
Có: I1 = I2 = I3 = I = 1(A)
U1 = I.R1 = 1.6 = 6 (V)
U2 = I.R2 = 1.6 = 6 (V)
U3 = I.R3 = 1.3 = 3 (V)
Bài 16: 
Khi K mở => mạch điện chưa có dòng điện => Uv = ε = 6 (V)
Khi K đóng ampe kế chỉ 0,5 A => I = 0,5A
Có: I = εr+Rb => r = εI - Rb = 60,5-11,5 = 0,5 (Ω)