Title 20 - KNTT - ĐIỆN THẾ - HS.docx ✅

BÀI 20 : ĐIỆN THẾ I. ĐIỆN THẾ:  Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại điểm đó một điện tích q.  Điện thế được xác định bằng : thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.  Công thức tính điện thế : MM M WA V qq    Đơn vị của điện thế là vôn [V].  Điện thế là đại lượng đại số, có thể nhận giá trị âm (q < 0) hoặc dương (q > 0).  Điện thế của đất và của một điểm ở vô cực thường được chọn là mốc (bằng 0). II. HIỆU ĐIỆN THẾ:  Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là hiệu giữa điện thế giữa hai điểm V M và V N .  Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N.  Hiệu điện thế được xác định bằng : thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi di chuyển từ M đến N cực và độ lớn của q.  Công thức tính hiệu điện thế : MN MNMNMNMN A UVVAq.U q  Đơn vị của hiệu điện thế cũng là vôn [V]. III. MỐI LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN THẾ VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG:  Công thực hiện dịch chuyển điện tích q từ điểm M đến điểm N : MNMNMNA= qV– V = q.U  Thế năng điện và điện thế liên hệ với nhau bởi công thức : MW= Vq  Trong điệnt trường đều, xét điện tích dương q dịch chuyển dọc theo một đường sức từ M đến N. Nếu chọn chiều dương của trục tọa độ theo chiều đường sức.  Ta có : MN MN V– V N U E= E= E = dM= Nhận xét: Trong điện trường đều, cường độ điện trường bằng độ giảm điện thế dọc theo một đơn vị độ dài đường sức. Kết luận:  Cường độ điện trường tại điểm M có độ lớn bằng thương của hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trên một đoạn nhỏ đường sức chia cho độ dài đại số của đoạn đường sức đó.
BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1 – ĐIỆN THẾ Câu 1 : Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06.10 -15 kg nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu. Điện tích của quả cầu đó bằng 4,8.10 -18 C. Hai tấm kim loại cách nhau 2 cm. Hiệu điện thế đặt vào hai tấm đó là ( lấy g = 10 m/s 2 ) Hướng dẫn giải Khi quả cầu nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại thì lực điện và lực hấp dẫn là hai lực cân bằng. .127,5.Umgd qEmgqmgUV dq Câu 2 : Hai điện tích 61q5.10C và 62q2.10C đặt tại 2 đỉnh A, D của hình chữ nhật ABCD với AB = a = 30 cm, AD = b = 40 cm. Tính điện thế tại B và C. Hướng dẫn giải Điện thế tại B do điện tíc q 1 và q 2 gây ra là 66 99512 B12 qq5.102.10 VVVkk9.109.101,86.10V ABDB0,30,5   Điện thế tại C do điện tích q 1 và q 2 gây ra là 66 ''99512 C12 qq5.102.10 VVVkk9.109.101,5.10V ACDC0,50,3   Câu 3 : Hai điện tích -8-8123q= 310 C, q= q = -510 C đặt tại AB trong không khí AB = 8 cm. Tìm những điểm có điện thế bằng không trên đường vuông góc AB tại A. Hướng dẫn giải Điểm P có điện thế bằng không nằm trên đường vuông góc AB cách A là 6 cm. Câu 4 : Một êlectrôn bay với vận tốc 10 7 m/s từ một điểm có điện thế V 1 = 10 V theo hướng của một đường sức. Tính điện thế V 2 mà tại đó êlectrôn dừng lại biết -31-19 eem= 9,1.10 kg, q=1,6.10 C. Hướng dẫn giải Khi electron bay dọc theo đường sức thì bị lực điện trường tác dụng ngược điện trường cản trở chuyển động của electron làm electron chuyển động chậm dần và dừng lại. Công của điện trường cản trở chuyển động của electron bằng độ giảm động năng 22d21211AWqUmvqVVmvV294,375 V 22 Câu 5 : Thế năng tĩnh điện của một electron tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm là -32.10 -19 J. Mốc để tính thế năng tĩnh điện ở vô cực. Điện thế tại điểm M bằng: Hướng dẫn giải Tại M, thế năng của electron trong điện trường của một điện tích điểm là ..MMWAeV Suy ra, điện thế tại điểm M là
19 19 32.10 20. 1,6.10 M M W VV e      Câu 6: Cho một điện tích điểm q = 5.10 – 9 C đặt tại điểm O trong không khí. Tính điện thế tại điểm M cách O một khoảng OM = 10 cm. Hướng dẫn giải Lấy mốc điện thế ở vô cực bằng không Áp dụng công thức 9 9 M Q5.10 Vk9.10450V r0,1    Câu 7: Một quả cầu kim loại có bán kính a = 10 cm mang điện q= -5.10 -8 C. Tính điện thế tại điểm B trên mặt quả cầu. Hướng dẫn giải Lấy mốc điện thế ở vô cực bằng không Áp dụng công thức 8 9 M Q5.10 Vk9.104500V a0,1    Câu 8 : Một proton bay theo phương của một đường sức điện. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó bằng 2,5.10 4 m/s. Khi bay đến B vận tốc của proton bằng không. Điện thế tại A bằng 500 V. Hỏi điện thế tại điểm B bằng bao nhiêu. Cho biết proton có khối lượng 1,67.10 -27 kg và có điện tích 1,6.10 -19 C. Hướng dẫn giải Ta có 2211 . 22BAABAWmvmvqU 2274 19 1 0.1,67.10.2,5.10 2 3,3. 1,6.10ABUV     5003,3503,3.ABABBAABUVVVVUV
Dạng 2 – CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG – HIỆU ĐIỆN THẾ Câu 1: Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2 m có một điện trường đều với đường sức hướng từ B đến C. Hiệu điện thế BCU12V. Tìm: a. Cường độ điện trường giữa B và C. b. Công của lực điện khi một điện tích 6q2.10C đi từ B đến C. Hướng dẫn giải a. Ta có BCU= E.BC.cosα và đường sức hướng từ BC nên BCEcosαcos01→→ . Cường độ điện trường giữa B và C là BC BC U12 E= = = 60 V/m. BC0,2 b. Công của lực điện khi một điện tích 6q2.10C đi từ B đến C là 6BCBCAq.U24.10J24 μJ Câu 2: Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 10 cm có hiệu điện thế 5 V, giữa hai điểm cách nhau 2 cm có hiệu điện thế là bao nhiêu? Hướng dẫn giải 122 21 121 UUd2 EUU5.1V ddd10 Câu 3: Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 4 m. Độ lớn cường độ điện trường là 500 V/m. Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Áp dụng công thức UE.d500.42000V Câu 4: Hai điểm A,B trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau khoảng d. Độ lớn cường độ điện trường là 500 V/m. Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là 100V. Tính khoảng cách 2 điểm A, B. Hướng dẫn giải Áp dụng công thức U100 d0,2m E500 Câu 5: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là U MN = 100 V. a. Tính công điện trường làm dịch chuyển proton từ M đến N. b. Tính công điện trường làm dịch chuyển electron từ M đến N. Hướng dẫn giải a. Công điện trường thực hiện proton dịch chuyển từ M đến N là 1917 1pMNAq.U1,6.10.1001,6.10J. b. Công điện trường thực hiện electron dịch chuyển từ M đến N là -19-17 2eMNA=q.U=-1,6.10.100=-1,6.10J. Câu 6: Cho 3 bản kim loại phẳng A, B, C có tích điện và đặt song song như hình. Cho 1d5 cm, 2d8 cm . Coi điện trường giữa các bản là đều và có chiều như hình vẽ. Cường độ điện trường tương ứng là 41E4.10V/m, 4 2E5. 10V/m. Tính điện thế của bản B và bản C nếu lấy gốc điện thế ở bản A. A B C 1Er 2Er d 1 d 2