11 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Bài tập Công của lực điện – Hiệu điện thế có đáp án (Vận dụng cao)

Câu 1:

Lực điện trường sinh công $9, 6 {.10}^{- 18} J$ dịch chuyển electron ( $e = - 1, 6 {.10}^{- 19} C$ , $m_{e} = 9, 1 {.10}^{- 31} kg$ ) dọc theo đường sức điện trường đi được quãng đường 0,6cm. Nếu đi thêm một đoạn 0,4cm nữa theo chiều như cũ thì vận tốc của electron ở cuối đoạn đường là? Giả sử ban đầu electron đang ở trạng thái đứng yên.

A. $2, 11 {.10}^{13} m / s$

B. $5, {9.10}^{6} m / s$

C. ${45.10}^{5} m / s$

D. $2, {75.10}^{13} m / s$

Xem đáp án

Đáp án B

Gọi

- $A_{1}$ là công của lực điện trường khi dịch chuyển electron quãng đường 0,6cm

- $A_{2}$ là công của lực điện trường khi dịch chuyển electron quãng đường $s_{2} = 0, 6 + 0, 4 = 1 cm$

Ta có:

Câu 2:

Một hạt bụi nằm cân bằng trong khoảng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Biết rằng hạt bụi cách bản dưới đoạn d = 0,2cm và hiệu điện thế giữa hai bản tấm kim loại nhiễm điện trái dấu đó là U = 200V. Trong bao lâu hạt bụi sẽ rơi xuống bản dưới, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng $ΔU = 30 V$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$ .

A. 0,09s

B. 0,06s

C. 0,18s

D. 0,052s

Xem đáp án

Đáp án D

Các lực tác dụng lên hạt bụi gồm: Trọng lực $\vec{P}$ , lực điện $\vec{F}$

Điều kiện cân bằng hạt bụi:

Câu 3:

Công cần thiết để hai hạt proton đến gần nhau 0,5m là bao nhiêu biết rằng lúc đầu chúng cách nhau 1m trong chân không?

A. $23, 04 {.10}^{- 19} J$

B. $- 23, 04 {.10}^{- 19} J$

C. $23, 04 {.10}^{- 29} J$

D. $- 23, 04 {.10}^{- 19} J$

Xem đáp án

Đáp án C

Để hai hạt proton lại gần nhau hơn, ta có thể để một hạt proton đứng yên, còn proton kia di chuyển từ A đến B.

Gọi O là vị trí của proton đứng yên, A là vị trí ban đầu của proton cần di chuyển, B là vị trí lúc sau khi di chuyển của proton đó.

Công của điện trường là công cản ⇒ Công cần thiết để di chuyển proton từ A đến B là:

$A ’ = - A = 23, 04 {.10}^{- 29} J$

Câu 4:

Công cần thiết để hai hạt proton đến gần nhau 0,5mm là bao nhiêu biết rằng lúc đầu chúng cách nhau 2cm trong chân không?

A. $- 4, 5 {.10}^{- 19} J$

B. $4, 5 {.10}^{- 19} J$

C. $4, 5 {.10}^{- 25} J$

D. $- 4, 5 {.10}^{- 25} J$

Xem đáp án

Đáp án C

Để hai hạt proton lại gần nhau hơn, ta có thể để một hạt proton đứng yên, còn proton kia di chuyển từ A đến B.

Gọi O là vị trí của proton đứng yên, A là vị trí ban đầu của proton cần di chuyển, B là vị trí lúc sau khi di chuyển của proton đó.

Công của điện trường là công cản

⇒ Công cần thiết để di chuyển proton từ A đến B là: $A^{'} = - A = 4, 4928 {.10}^{- 25} J$

Câu 5:

Có 3 điện tích điểm $q_{1} = 15 {.10}^{- 9} C$ ; $q_{2} = - 12 {.10}^{- 9} C$ ; $q_{3} = 7 {.10}^{- 9} C$ đặt tại ba đỉnh của tam giác đều ABC, cạnh 10cm. Điện thế tại tâm O và H - chân đường cao từ A xuống BC do ba điện tích gây ra là?

A. $V_{0} = 15, 58 V; V_{H} = 658, 8 V$

B. $V_{0} = 658, 8 V; V_{H} = 658, 8 V$

C. $V_{0} = 1558, 8 V; V_{H} = 658, 8 V$

D. $V_{0} = 658, 8 V; V_{H} = 1658, 8 V$

Xem đáp án

Đáp án C

Câu 6:

Hai điện tích điểm $q_{1} = 10^{- 9} C$ và $q_{2} = 4 {.10}^{- 9} C$ đặt cách nhau a = 9cm trong chân không. Điện thế tại điểm mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng 0?

A. 300V

B. -900V

C. 900V

D. -300V

Xem đáp án

Đáp án C

Do $q_{1} . q_{2} > 0$ nên vị trí điểm M có cường độ điện trường tổng hợp bằng 0 nằm trong khoảng giữa $q_{1}$ và $q_{2}$ .

Gọi x là khoảng cách từ vị trí điểm M đến điện tích

Ta có, tại M cường độ điện trường tổng hợp bằng 0, nên ta có:

Câu 7:

Một quả cầu kim loại bán kính 4cm, tích điện dương. Để di chuyển điện tích $q = 10^{- 9} C$ từ vô cùng đến điểm M cách mặt cầu đoạn 20cm, người ta cần thực hiện một công $A ’ = {5.10}^{- 7} J$ . Điện thế trên mặt quả cầu do điện tích của quả cầu gây ra là bao nhiêu? Chọn mốc tính điện thế tại vô cùng bằng 0.

A. 500V

B. 600V

C. 3000V

D. 1500V

Xem đáp án

Đáp án C

Khi điện tích q di chuyển từ vô cùng về M thì nó chịu tác dụng của lực do tay tác dụng và lực điện (do điện trường của quả cầu gây ra)

Gọi A - công của lực điện trường của quả cầu sinh ra khi di chuyển q

Câu 8:

Một quả cầu kim loại bán kính 5cm, tích điện dương. Để di chuyển điện tích $q = 1 nC$ từ vô cùng đến điểm M cách mặt cầu đoạn 25cm, người ta cần thực hiện một công $A^{'} = 2 {.10}^{- 7} J$ . Điện thế trên mặt quả cầu do điện tích của quả cầu gây ra là bao nhiêu? Chọn mốc tính điện thế tại vô cùng bằng 0.

A. 200V

B. 500V

C. 2300V

D. 1200V

Xem đáp án

Đáp án D

Khi điện tích q di chuyển từ vô cùng về M thì nó chịu tác dụng của lực do tay tác dụng và lực điện (do điện trường của quả cầu gây ra)

Gọi A - công của lực điện trường của quả cầu sinh ra khi di chuyển q

Câu 9:

Một proton nằm cách electron khoảng $r = 0, 5 {.10}^{- 10} m$ trong chân không. Vận tốc tối thiểu của electron để nó thoát khỏi sức hút của proton là?

A. $1, 6 {.10}^{6} m / s$

B. $10, {24.10}^{6} m / s$

C. $0, 8 {.10}^{6} m / s$

D. $3, {2.10}^{6} m / s$

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có:

+ Lúc đầu năng lượng của hệ là thế năng tương tác tĩnh điện: $W_{1} = k \frac{e^{2}}{r}$

+ Khi nó vừa thoát ra thì có vận tốc v, lúc này nó không chịu lực hút của proton nên lúc này hệ không còn thế năng tương tác mà chỉ có động năng: $W_{2} = \frac{1}{2} {mv}^{2}$

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng, ta có:

$W_{1} = W_{2} \leftrightarrow k \frac{e^{2}}{r} = \frac{1}{2} {mv}_{0}^{2} \to v_{0} = \sqrt{\frac{2 e^{2}}{m r}} = 3, 2 {.10}^{6} m / s$

Câu 10:

Một proton nằm cách electron khoảng $r = 2, 12 {.10}^{- 10} m$ trong chân không. Vận tốc tối thiểu của electron để nó thoát khỏi sức hút của proton là?

A. $1, 545 {.10}^{6} m / s$

B. $1, 24 {.10}^{6} m / s$

C. $0, 8 {.10}^{6} m / s$

D. $3, 2 {.10}^{6} m / s$

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có:

+ Lúc đầu năng lượng của hệ là thế năng tương tác tĩnh điện: $W_{1} = k \frac{e^{2}}{r}$

+ Khi nó vừa thoát ra thì có vận tốc v, lúc này nó không chịu lực hút của proton nên lúc này hệ không còn thế năng tương tác mà chỉ có động năng: $W_{2} = \frac{1}{2} {mv}^{2}$

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng, ta có:

$\begin{array}{l} W_{1} = W_{2} \leftrightarrow k \frac{e^{2}}{r} = \frac{1}{2} {mv}_{0}^{2} \\ \to v_{0} = \sqrt{k \frac{2 e^{2}}{m r}} \\ = \sqrt{9 {.10}^{9} \frac{2 . {(1, 6 {.10}^{- 19})}^{2}}{9, 1 {.10}^{- 31} . 2, 12 {.10}^{- 10}}} \\ = 1, 545 {.10}^{6} m / s \end{array}$

Câu 11:

Một quả cầu kim loại nhỏ khối lượng m = 1g, mang điện tích $q = 5 {.10}^{- 6} C$ , được treo vào sợi dây dài mảnh, khối lượng không đáng kể. Giữa hai bản kim loại song song tích điện trái dấu đặt thẳng đứng tại nơi có gia tốc $g = 10 m / s^{2}$ . Lúc vật cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng góc $45^{0}$ . Biết khoảng cách giữa hai tấm kim loại là d = 10cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại?

A. 100V

B. 200V

C. 300V

D. 400V

Xem đáp án

Đáp án B

Ta có, các lực tác dụng lên quả cầu gồm: Trọng lực $\vec{P}$ , lực điện $\vec{F}$ , lực căng dây $\vec{T}$

Điều kiện cân bằng của quả cầu: