Dưới đây là lời giải chi tiết từng câu, các câu trả lời được ghi riêng ở cuối mỗi phần.
---
**Câu 1:**
Hai bản tụ điện song song cách nhau 0,8 cm, hiệu điện thế giữa hai bản là 36 V.
Hỏi: Cường độ điện trường giữa hai bản là bao nhiêu V/m?
**Giải:**
Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện được tính theo công thức:
\[ E = \frac{U}{d} \]
- \( U = 36 \, V \)
- \( d = 0,8 \, cm = 0,008 \, m \)
Thay vào:
\[ E = \frac{36}{0,008} = 4500 \, V/m \]
**Đáp án câu 1:** \( E = 4500 \, V/m \)
---
**Câu 2:**
Hai quả cầu nhỏ tích điện lần lượt \( q_1 = 5 \times 10^{-8} \, C \) và \( q_2 = 2,5 \, \mu C = 2,5 \times 10^{-6} \, C \), tác dụng lực hút \( F = 0,2 \, N \) trong chân không. Tìm khoảng cách \( r \) giữa hai quả cầu.
Cho:
\( k = 9 \times 10^9 \, N \cdot m^2/C^2 \)
**Giải:**
Lực tương tác Coulomb:
\[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \Rightarrow r^2 = k \frac{|q_1 q_2|}{F} \Rightarrow r = \sqrt{k \frac{|q_1 q_2|}{F}} \]
Thay số:
\[
r = \sqrt{9 \times 10^9 \times \frac{5 \times 10^{-8} \times 2,5 \times 10^{-6}}{0,2}}
= \sqrt{9 \times 10^9 \times \frac{1,25 \times 10^{-13}}{0,2}}
= \sqrt{9 \times 10^9 \times 6,25 \times 10^{-13}}
= \sqrt{5,625 \times 10^{-3}}
= 0,075 \, m = 7,5 \, cm
\]
**Đáp án câu 2:** Khoảng cách giữa hai quả cầu là \( 7,5 \, cm \).
---
**Câu 3:**
Hai điện tích \( q_1 = 10^{-11} C \), \( q_2 = -10^{-11} C \) đặt tại hai điểm cách nhau 10 cm trong chân không. Tính cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng nối hai điện tích và cách đều hai điện tích (tức cách mỗi điện tích 5 cm).
**Giải:**
Điểm cần tính nằm giữa hai điện tích, cách đều mỗi điện tích \( r = \frac{10}{2} = 5\, cm = 0,05\, m \).
Cường độ điện trường do mỗi điện tích tại điểm đó là:
\[
E_i = k \frac{|q_i|}{r^2} = 9 \times 10^9 \times \frac{10^{-11}}{(0,05)^2} = 9 \times 10^9 \times \frac{10^{-11}}{0,0025} = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-9} = 36 \, V/m
\]
Hai điện tích trái dấu nên cường độ điện trường do hai điện tích tại điểm nằm giữa sẽ cộng đại số, cùng hướng (vì điện tích dương hướng ra, điện tích âm hướng vào, tại điểm giữa chúng thì trường do \( q_1 \) và \( q_2 \) cùng chiều):
Do đó, tổng cường độ điện trường:
\[ E = E_1 + E_2 = 36 + 36 = 72 \, V/m \]
**Đáp án câu 3:** Cường độ điện trường là \( 72 \, V/m \).
---
**Câu 4:**
Mạch điện gồm: nguồn điện \(\xi=12\,V\), điện trở trong \( r=0,2\, \Omega \), các điện trở \( R_1=3\,\Omega, R_2=6\,\Omega \) mắc song song, rồi nối tiếp với điện trở \( R_3=3\,\Omega \). Bỏ qua điện trở dây nối.
Tính cường độ dòng điện qua nguồn.
**Giải:**
1. Tính điện trở tương đương \( R_{12} \) của \( R_1 \) và \( R_2 \) song song:
\[
\frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{3} + \frac{1}{6} = \frac{2}{6} + \frac{1}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}
\]
\[
R_{12} = 2 \, \Omega
\]
2. Tổng điện trở mạch ngoài:
\[
R = R_{12} + R_3 = 2 + 3 = 5 \, \Omega
\]
3. Tổng điện trở mạch:
\[
R_{total} = R + r = 5 + 0,2 = 5,2 \, \Omega
\]
4. Dòng điện qua nguồn:
\[
I = \frac{\xi}{R_{total}} = \frac{12}{5,2} \approx 2,31 \, A
\]
**Đáp án câu 4:** Cường độ dòng điện qua nguồn là khoảng \( 2,31 \, A \).
---
**Câu 5:**
Dây nhôm hình trụ, đường kính \( d = 1,0 \, mm = 1 \times 10^{-3} \, m \), mật độ electron tự do \( n = 6,0 \times 10^{28} \, electron/m^3 \), cường độ dòng điện \( I = 2,5 \, A \).
Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron (tốc độ trôi) trong dây theo mm/s.
**Giải:**
Tốc độ trôi electron:
\[
I = n e S v_d
\]
Trong đó:
- \( e = 1,6 \times 10^{-19} \, C \)
- \( S = \pi \frac{d^2}{4} = \pi \times \frac{(1 \times 10^{-3})^2}{4} = \pi \times 2,5 \times 10^{-7} = 7,85 \times 10^{-7} \, m^2 \)
- \( v_d = \frac{I}{n e S} \)
Tính:
\[
v_d = \frac{2,5}{6,0 \times 10^{28} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 7,85 \times 10^{-7}} = \frac{2,5}{6,0 \times 1,6 \times 7,85 \times 10^{28 -19 -7}}
= \frac{2,5}{6,0 \times 1,6 \times 7,85 \times 10^{2}}
\]
Tính mẫu số:
\[
6,0 \times 1,6 = 9,6; \quad 9,6 \times 7,85 = 75,36
\]
Vậy:
\[
v_d = \frac{2,5}{75,36 \times 10^{2}} = \frac{2,5}{7536} = 3,32 \times 10^{-4} \, m/s
\]
Đổi sang mm/s:
\[
v_d = 3,32 \times 10^{-4} \times 10^{3} = 0,332 \, mm/s
\]
Làm tròn đến 2 chữ số thập phân:
\[
v_d = 0,33 \, mm/s
\]
**Đáp án câu 5:** Tốc độ dịch chuyển có hướng của electron là khoảng \( 0,33 \, mm/s \).
---
**Câu 6:**
Bếp điện công suất 1200 W đun nước trong 15 phút. Tính năng lượng điện bếp tiêu thụ theo kJ.
**Giải:**
Thời gian:
\[
t = 15 \, phút = 15 \times 60 = 900 \, s
\]
Năng lượng điện tiêu thụ:
\[
W = P \times t = 1200 \times 900 = 1.080.000 \, J = 1080 \, kJ
\]
**Đáp án câu 6:** Năng lượng tiêu thụ là \( 1080 \, kJ \).
---
### PHẦN IV. Tự luận
**Câu 1:**
Bộ tụ điện ghép song song gồm \( C_1=3,00~\mu F,~C_2=6,00~\mu F,~C_3=12,00~\mu F,~C_4=24,00~\mu F \), hiệu điện thế \( U=18,0~V \).
Tính:
a) Điện dung tương đương \( C_{td} \) của bộ tụ.
b) Điện tích của tụ điện \( C_1 \).
**Giải:**
a) Cặp tụ song song thì tổng điện dung bằng tổng các điện dung:
\[
C_{td} = C_1 + C_2 + C_3 + C_4 = 3 + 6 + 12 + 24 = 45 \, \mu F
\]
b) Điện tích của tụ \( C_1 \):
\[
Q_1 = C_1 \times U = 3 \times 10^{-6} \times 18 = 54 \times 10^{-6} = 5,4 \times 10^{-5} \, C
\]
**Đáp án câu 1:**
- \( C_{td} = 45 \, \mu F \)
- \( Q_1 = 5,4 \times 10^{-5} \, C \)
---
**Câu 2:**
Mạch điện gồm nguồn có \(\xi=9V\), điện trở trong \(r=1\Omega\), điện trở \(R_1=10\Omega, R_2=22,5\Omega\) song song, nối tiếp điện trở \(R_3=8\Omega\).
Tính cường độ dòng điện qua nguồn.
**Giải:**
1. Tính điện trở tương đương của \( R_1 \) và \( R_2 \) song song:
\[
\frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{22,5} = 0,1 + 0,04444 = 0,14444
\]
\[
R_{12} = \frac{1}{0,14444} \approx 6,92 \, \Omega
\]
2. Tổng điện trở mạch ngoài:
\[
R = R_{12} + R_3 = 6,92 + 8 = 14,92 \, \Omega
\]
3. Tổng điện trở mạch:
\[
R_{total} = R + r = 14,92 + 1 = 15,92 \, \Omega
\]
4. Dòng điện qua nguồn:
\[
I = \frac{\xi}{R_{total}} = \frac{9}{15,92} \approx 0,57 \, A
\]
**Đáp án câu 2:** Cường độ dòng điện là \( 0,57 \, A \).
---
**Câu 3:**
Nồi cơm điện 220 V - 830 W, dùng trong 30 ngày, mỗi ngày 45 phút, giá tiền điện 2000 đ/kWh.
Tính tiền điện phải trả.
**Giải:**
1. Tính thời gian dùng điện:
\[
t = 30 \times 45 \, phút = 1350 \, phút = \frac{1350}{60} = 22,5 \, giờ
\]
2. Năng lượng tiêu thụ:
\[
W = P \times t = 830 \times 22,5 = 18.675 \, Wh = 18,675 \, kWh
\]
3. Tiền điện:
\[
C = 18,675 \times 2000 = 37.350 \, đồng
\]
**Đáp án câu 3:** Tiền điện phải trả là \( 37.350 \, đồng \).
---
# **Tóm tắt đáp án:**
1. \( E = 4500 \, V/m \)
2. \( r = 7,5 \, cm \)
3. \( E = 72 \, V/m \)
4. \( I = 2,31 \, A \)
5. \( v_d = 0,33 \, mm/s \)
6. \( W = 1080 \, kJ \)
IV-1:
- \( C_{td} = 45 \, \mu F \)
- \( Q_1 = 5,4 \times 10^{-5} \, C \)
IV-2: \( I = 0,57 \, A \)
IV-3: Tiền điện = 37.350 đồng
---
Nếu cần giải thích thêm hoặc giải câu nào khác, bạn cứ hỏi nhé!