Bài 5: Điện thế, hiệu điện thế

Lý thuyết

Câu C1 trang 26 SGK Vật lý 11

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 giải

- Trong điện trường của Q < 0 , công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q > 0 từ M ra vô cùng là ..\({A_{M\infty }} < 0\).. (công cản)

Mà \({A_{M\infty }} = {V_{M.q}}\) do đó \({V_M} < 0\)

-Trong điện trường của Q < 0, công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q < 0 từ M ra vô cùng là \({A_{M\infty }} > 0\) (công động). Do đó ta cũng thấy \({V_M} < 0\).

Bài 1 (SGK trang 28)

Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì? Nó được xác định như thế nào?

Hướng dẫn giải

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 nó tại 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 :

\(V_M=\dfrac{W_M}{q}=\dfrac{A_{M\infty}}{q}\)

Bài 2 (SGK trang 28)

Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì?

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của M và N và độ lớn của q.

Bài 3 (SGK trang 28)

Viết hệ thức liên hệ hiệu điện thế giữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi có một điện tích điểm q di chuyển giữa hai điểm đó?

Hướng dẫn giải

Hệ thức liên hệ hiệu điện thế giữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi có một điện tích điểm q di chuyển giữa hai điểm đó:\(U_{MN}=\dfrac{A_{MN}}{q}\)

Bài 4 (SGK trang 28)

Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường, nêu rõ điều kiện áp dụng hệ thức đó.

Hướng dẫn giải

Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường:

$E=\frac{U_{MN}}{d}=\frac{U}{d}$.

Điều kiện áp dụng hệ thức là điện trường phải là điện trường đều hoặc nếu điện trường không đều thì d phải rata bé.

Bài 5 (SGK trang 29)

Biết hiệu điện thế U_MN = 3 V. Hỏi đẳng thức nào sau đây chắc chắn đúng ?

A. V_M = 3 V.                                        B. V_N = 3 V.

C. V_M – V_N = 3 V.                               D. V_N – V_M = 3 V.

Hướng dẫn giải

U_MN = V_M-V_N = 3V

Đáp án: C

Bài 6 (SGK trang 29)

Khi một điện tích q = -2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6 J. Hỏi hiệu điện thế U_MN có giá trị nào sau đây ?

A. +12 V.                                              B. -12 V.

C. +3 V.                                                D. -3 V.

Hướng dẫn giải

Ta có: \(U_{MN}=\dfrac{A_{MN}}{q}=-\dfrac{6}{-2}=3\left(V\right)\\ =>Câu:C\)

Bài 7 (SGK trang 29)

Chọn câu đúng.

Thả một êlectron không vận tốc ban đầu trong một điện trường bất kì, êlectron sẽ :

A. chuyển động dọc theo một đường sức điện.

B. chuyển động từ một điểmcó 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.

Hướng dẫn giải

Chọn câu đúng.

Thả một êlectron không vận tốc ban đầu trong một điện trường bất kì, êlectron sẽ :

A. chuyển động dọc theo một đường sức điện.

B. chuyển động từ một điểmcó 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.

Bài 8 (SGK trang 29)

Có hai bản kim loại phẳng song song với nhau và cách nhau 1 cm. Hiệu điện thế giữa hai bản dương và bản âm là 120 V. Hỏi điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6 cm sẽ là bao nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm.

Hướng dẫn giải

Ta có U_o = Ed_o = 120 V => d_o = 1 cm.

U = Ed với d = 0,6 cm.

$\frac{U}{U_o}=\frac{0,6}{1}$ =>U = 0,6U₀ = 72 V. Vậy V_M = 72 V.

Bài 9 (SGK trang 29)

Tính công mà lực điện tác dụng lên một êlectron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N. Biết hiệu điện thế U_MN = 50 V.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức A = q.U_MN = -1,6.10^-19.50 = -8.10^-18J.