Giải Vật Lý 11 Bài 5. Điện thế - Hiệu điện thế

§5. ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ
A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG
Điện thế
Điện thế tại mỗi điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt tại đó một điện tích
q.	Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.
Đơn vị của điện thế là vôn (V).
Hiệu điện thế
Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.
Umn = VM - VN =
q
Đơn vị của hiệu điện thế là vôn (V).
Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường:
u = E.d
B. CÂU HỎI VẬN DỤNG
Cl. Chứng minh rằng, điện thế tại mọi điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm (Q < 0) đều có giá trị âm.
Hướng dẫn
Ta biết rằng đường sức của điện trường do điện tích Q 0 khi dịch chuyển từ điểm M bất kì trong điện trường ra xa vô cùng thì công Am« là công âm
X nên điện thế VM = Mz < 0.
q
c. CÂU HỎI - BÀI TẬP
Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì? Nó được xác định như thế nào?
Hướng dẫn
— Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt tại đó một điện tích q.
- Điện thế tại một điểm M được xác định bằng thương sô' của công của lực điện tác dụng lên q di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q Am
theo công thức VM = ——.
q
Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì?
Hướng dẫn
Hiệu điện thế giữa điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên
À J điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q: Umn = —— q
Viết hệ thức liên hệ hiệu điện thế giữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi có một điện tích q di chuyển giữa hai điểm đó.
Hưởng dẫn
A
TT	 ^MN
Umn = — q
Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường và nói rõ điều kiện áp dụng hệ thức đó.
Hướng dẫn
Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường:
u = Ed Tiay E = Ẹ.
d
Hệ thức áp dụng cho trường hợp điện trường đều. Tuy nhiên cũng có thể áp dụng cho trường hợp điện trường không đều, nếu trong khoảng d, dọc theo đường sức, cường độ điện trường thay đổi không đáng kể.
Biết hiệu điện thế Umn = 3V.
Hỏi biểu thức nào dưới đây chắc chắn đúng?
A. VN = 3V.	B. VN = 3V.
c. VM - VN = 3V.	D. VN - VM = 3V.
Hướng dẫn
Chọn c. Vì Umn = Vj4 — Vjq.
Khi một điện tích q = -2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6J. Hỏi hiệu điện thế ƯMN có giá trị
nào sau đây?
A. +12V.
B. -12V.	c. +3V.
D.- 3V.
Hướng dẫn
Chọn c.
ƯMN = ^ = 4 = 3V.
q -2 :
7. Chọn câu đúng.
Thả cho một electron không vận tốc đầu trong một điện trường. Electron đó sẽ:
A. Chuyển động dọc theo một đường sức điện.
B. Chuyển động từ điểm có điện thế cao xuống điểm có điện thế thấp.
c. Chuyển động từ điểm có điện thế thấp lên điểm có điện thế cao.
D. Đứng yên.
Chọn c.
Có hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau lem. Hiệu điện thế giữa hai bản dương và âm là 120 V. Hỏi điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6cm sẽ là bao nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm.
Hướng dẫn
Gọi u, U1 là hiệu điện thế giữa hai bản và giữa điểm M với bản âm; d, di là khoảng cách giữa hai bản và giữa điểm M với bản âm.
Ta có điện trường E = — =	=> U1 = Ịu =	120 = 72V.
d d1	d 1
Tính công mà lực điện tác dụng lên một electron sinh ra khi nó chuyển động giữa hai điểm M và N có hiệu điện thế 50V.
Hướng dẫn
Amn = qƯMN = -l,6.10’19.50 = -8.10"18J.