Bài 5: Điện thế. Hiệu điện thế
C1 trang 26 SGK Vật Lí 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.
Lời giải:
Ta có: M AM
V q
- Trường hợp q > 0 thì lực điện ngược hướng với đường đi nên AM∞ < 0 => VM <
0.
- Trường hợp q < 0 thì lực điện cùng hướng với đường đi nên AM∞ > 0 => VM < 0.
Vậy điện thế tại M luôn luôn âm
Bài 1 trang 28 SGK Vật Lí 11: Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì? Nó được xác định như thế nào?
Lời giải:
- Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường 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.
M M
M
W A
V q q
Bài 2 trang 28 SGK Vật Lí 11: Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì?
Lời giải:
- 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 điện tích q 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.
UMM = AMN q
Bài 3 trang 28 SGK Vật Lí 11: 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.
Lời giải:
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.
UMM = AMN q
Bài 4 trang 28 SGK Vật Lí 11: Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường, nói rõ điều kiện áp dụng hệ thức đó.
Lời giải:
- Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường là: U = E.d Trong đó:
+ E: cường độ điện trường đều;
+ d: khoảng cách giữa hình chiếu của hai điểm trong điện trường trên đường sức.
- Điều kiện áp dụng hệ thức trên là:
+ điện trường đều.
+ d là khoảng cách giữa hai điểm dọc theo đường sức.
Chú ý: Biểu thức trên cũng đúng cho trường hợp điện trường không đều, nếu trong khoảng d rất nhỏ dọc theo đường sức, cường độ điện trường thay đổi không đáng kể.
Bài 5 trang 29 SGK Vật Lí 11: Biết hiệu điện thế UMN = 3V.
Hỏi đẳng thức nào dưới đây chắc chắn đúng?
A. VM = 3V B. VN = 3V C. VM - VN = 3V D. VN - VM = 3V Lời giải:
Hiệu điện thế giữa hai điểm là: UMN = VM –VN = 3 V Chọn đáp án C
Bài 6 trang 29 SGK Vật Lí 11: 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 UMN có giá trị nào sau đây?
A. +12V B. -12V C. +3V D. -3V Lời giải:
Hiệu điện thế UMN bằng:
UMM = AMN 6 q 2 3V
Chọn đáp án C
Bài 7 trang 29 SGK Vật Lí 11: Chọn câu đúng
Thả một êlectron không có vận tốc đầu trong một điện trường bất kì. Êlectron 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.
Lời giải:
Thả một êlectron không có vận tốc đầu trong một điện trường bất kì. Êlectron đó sẽ chuyển động từ điểm có điện thế thấp lên điểm có điện thế cao. Vì êlectron mang điện âm, nên nó di chuyển ngược chiều điện trường.
Chọn đáp án C
Bài 8 trang 29 SGK Vật Lí 11: Có hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 1cm. Hiệu điện thế giữa hai bản dương và bản âm là 120V. 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.
Lời giải:
Điện trường bên trong giữa hai bản kim loại này là:
E = U 120
12000V / m d 0,01
Chọn mốc điện thế ở bản âm: VN = 0 Hiệu điện thế giữa M và bản âm N là
UMN = E .d1= 12000. 0,6. 10-2 = 72V = VM - VN
=> VM = 72V Đáp án: VM = 72V
Bài 9 trang 29 SGK Vật Lí 11: Tính công mà lực điện tác dụng lên một electron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N. Biết hiệu điện thế UMN = 50V Lời giải:
Công của lực điện làm di chuyển electron là:
AMN = qe.UMN = -1,6.10-19.50 = -8.10-18J Đáp án: AMN= -8.10-18J
