Cách tính công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế giữa hai điểm hay, chi tiết

A. Phương pháp & Ví dụ

Áp dụng các công thức :+ Công của lực điện trong điện trường đều A = qEd    + Điện thế của một điểm trong điện trường

    + Điện thế tại một điểm gây bởi điện tích q:

+ Điện thế do nhiều điện tích điểm gây ra V = V1 + V2 + V3 + … + VM    + Hiệu điện thế

Quảng cáo

Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D trong điện trường là UCD = 200 V. Tính

a. Công của điện trường chuyển dời proton từ C đến D .b. Công của điện trường chuyển dời electron từ C đến D .

Hướng dẫn:

a. Công của lực điện chuyển dời proton : ACD = qUCD = 3,2. 10-17 Jb. Công của lực điện trường chuyển dời electron : ACD = qUCD = – 3,2. 10-17 J

Ví dụ 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 1 V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu. Giải thích về kết quả tính được.

Hướng dẫn:

+ Công điện trường làm vận động và di chuyển điện tích q từ M đến N là : A = qUMN = – 1 ( J )+ Dấu ( – ) nói lên công của lực điện là công cản, do đó để vận động và di chuyển điện tích q từ M đến N thì cần phải phân phối một công A = 1 J .

Quảng cáo

Ví dụ 3: Khi bay qua 2 điểm M và N trong điện trường, êlectrôn tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính hiệu điện thế giữa M và N.

Hướng dẫn:

Ta có : Công của lực điện trường là A = q. UAB = ΔWd

.

Vậy : Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường là UMN = – 250V .

Ví dụ 4: A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ E→ song song với AB. Cho α = 60°; BC = 10 cm và UBC = 400 V.

a ) Tính UAC, UBA và E.b ) Tính công thực thi để di dời điện tích q = 10-9 C từ A → B, từ B → C và từ A → C .c ) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 9.10 – 10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A .

Quảng cáo

Hướng dẫn:

a ) UAC = E.AC.cos 90 ° = 0 .UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V .

b ) AAB = qUAB = – qUBA = – 4.10 – 7 J .ABC = qUBC = 4.10 – 7 J .AAC = qUAC = 0 .

c) Điện tích q đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E’→ có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn:

EA→ = E→ + E’→; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA = = 9,65.103 V/m.

Ví dụ 5: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. d1 = 5cm, d2 = 8cm. Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn: E1 = 4.104V/m, E2 = 5.104V/m. Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế VB, VC của hai bản B, C.

Hướng dẫn:

– Vì E1→ hướng từ A đến B, ta có: UAB = VA – VB = E1.d1

Gốc điện thế tại bản A : VA = 0Suy ra : VB = VA – E1d1 = 0 – 4.104.5.10 – 2 = – 200V

– Vì E2→ hướng từ C đến B, ta có: UCB = VC – VB = E2.d2

Suy ra : VC = VB + E2d2 = – 2000 + 5.104.8.10 – 2 = 2000V

B. Bài tập

Bài 1: Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường là E = 300 V/m, E→ // BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác.

Hiển thị lời giải
Công của lực điện trường khi q vận động và di chuyển trên các cạnh của tam giác :AAB = q. E.AB.cos 120 ° = – 10-8. 300.0,1 / 2 = – 1,5. 10-7 JABC = q. E.BC = 10-8. 300.0,1 = 3.10 – 7 JACA = q. E.AC.cos 60 ° = 10-8. 300.0,1 / 2 = 1,5. 10-7 J .
Bài 2: Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điện thế UMN = 100V. Công mà lực điện trường sinh ra bằng?

Hiển thị lời giải
AMN = e. UMN = – 1,6. 10-19. 100

Bài 3: Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 3000 V/m thì công của lực điện trường là 90 mJ. Nếu cường độ điện trường là 4000 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là?

Hiển thị lời giải
Ta có : AMN1 = qE1d ; AMN2 = qE2d

Bài 4: Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 4 cm có hiệu điện thế 10 V, giữa hai điểm cách nhau 6 cm có hiệu điện thế là?

Hiển thị lời giải
Xét trên một đường sức : U1 = Ed1 ; U2 = Ed2

Bài 5: Có hai điện tích điểm q1 = 10-8 C và q2 = 4.10-8 đặt cách nhau r = 12cm. Tính điện thế của điện trường gây ra bởi hai điện tích trên tại điểm có cường độ điện trường bằng không.

Hiển thị lời giải
Ta có:

Để cường độ điện trường bằng không thì điểm M nằm giữa 2 điện tích điểm và thõa mãn điều kiện kèm theo

Mặt khác

Khi đó

Bài 6: Có ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. Cho d1 = 5cm, d2 = 4cm bản C nối đất, bản A, B được tích điện có điện thế -100V, +50V. Điện trường giữa các bản là điện trường đều. Xác định các vectơ cường độ điện trường E1→, E2→.

Hiển thị lời giải
Chọn bản C làm gốc, VC = 0 .

E2→ hướng từ bản B sang bản C :

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác :

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

Đã có app VietJack trên điện thoại cảm ứng, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không tính tiền. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Theo dõi chúng tôi không lấy phí trên mạng xã hội facebook và youtube :Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
cong-cua-luc-dien-hieu-dien-the.jsp

Source: https://vietsofa.vn
Category : Góc học tập