LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ.
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Công của lực điện trường:
* Đặc điểm: Công của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo [vì lực điện trường là lực thế].
* Biểu thức: AMN = qEd
Trong đó, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện.
Chú ý:
- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức.
- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức.
2. Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích
AMN = WM - WN
3. Điện thế. Hiệu điện thế
- Ñieän theá taïi moät ñieåm M trong ñieän tröôøng laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho ñieän tröôøng veà phöông dieän taïo ra theá naêng khi ñaët taïi ñoù moät ñieän tích q.
Công thức: VM = \[\frac{A_{M\infty }}{q}\]
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó.
UMN = VM – VN = \[\frac{A_{MN}}{q}\]
Chú ý:
- Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm;
- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế.
- Trong điện trường, véctơ cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp;
4. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
E = \[\frac{U}{d}\]
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Tính công của các lực khi điện tích di chuyển
Phương pháp: sử dụng các công thức sau
1. AMN = qEd
Chú ý:
- d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức.
- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức.
2. AMN = WtM - WtN = WđN - WđM
3. AMN = UMN .q = [VM – VN ].q
Chú ý: Dấu của công phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển dời và chiều đường sức.
Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế
Phương pháp: sử dụng các công thức sau
1. Công thức tính điện thế : VM = \[\frac{A_{M\infty }}{q}\]
Chú ý : Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng [ bằng 0 ]
2. Công thức hiệu điện thế: \[U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}\] = VM – VN
3. Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều E = \[\frac{U}{d}\]
Chú ý: Trong điện trường, vector cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp;
C. BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J
a Tính cường độ điện trường E
b. Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên?
c Tính hiệu điện thế UMN; UNP
d. Tính vận tốc của e khi nó tới P. Biết vận tốc của e tại M bằng không.
ĐS: a] 104V/m; b] 6,4.10-18 J ; c] UMN = -60V, UNP = -40V ; d] 5,9.106m/s
Bài 2: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C;
AC = 4cm, BC = 3cm và nằm trong một điện trường đều.
Vecto cường độ điện \[\vec{E}\] trường song song AC,
hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m. Hãy tính:
a] UAC, UCB,UAB.
b] Công của điện trường khi e di chuyển từ A đến B và trên
đường gãy ACB. So sánh và giải thích kết quả.
ĐS: a] UAC = 200V; UBC = 0; UAB = 200V. b] \[A_{AB}=A_{ACB}=-3,2.10^{-17}J\]
Bài 3: ABC là một tam giác vuông góc tại A được đặt trong điện trường đều \[\vec{E}\] .Biết \[\alpha =\widehat{ABC}=60^{0},AB\vec{E}.BC=6cm,U_{BC}=120V\]
a]. Tìm UAC,UBA và độ lớn \[\vec{E}\] .
b]. Đặt thêm ở C một điện tích q = 9.10-10 C.Tính cường độ điện trường tổng hợp tại A.
GIẢI
a. \[\Delta ABC\] là ½ tam giác đều, vậy nếu BC = 6cm.
Suy ra: BA = 3cm và AC = \[\frac{6\sqrt{3}}{2}=3\sqrt{3}\]
UBA = UBC = 120V, UAC = 0
E = \[\frac{U}{d}=\frac{U_{BA}}{BA}=4000V/m\].
b. \[\overrightarrow{E_{A}}=\overrightarrow{E_{C}}+\vec{E}\Rightarrow E_{A}=\sqrt{{E_{C}}^{2}+E^{2}}=5000V/m\]
Bài 4: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản là E = 3000V/m. Sát bản mang điện dương, ta đặt một hạt mang điện dương có khối lượng m = 4,5.10-6 g và có điện tích q = 1,5.10-2 C.tính
a] Công của lực điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm.
b] Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm.
ĐS: a] A = 0,9J; b] v2 = 2.104m/s
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 11 - Xem ngay
>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2023 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.
Bài tập Công của điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế
- Dạng 1- Công của lực điện trường-Liên hệ giữa E và U
- Luyện tập
Bài tập Công của điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế được VnDoc.com sưu tầm và đăng tải, tổng hợp một số dạng bài tập về công của điện trường, điện thế, hiệu điện thế. Hi vọng tài liệu này sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý 11, đạt điểm cao trong các bài kiểm tra. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây nhé.
- Chuyên đề bài tập vật lý 11
- Ôn tập kiến thức môn Vật lý lớp 11 - Chương V: Cảm ứng điện từ
- Bài tập Vật lý: Mắt và các dụng cụ quang học
VnDoc.com xin gửi tới bạn đọc bài viết Bài tập Công của điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế để bạn đọc cùng tham khảo. Bài viết được tổng hợp gồm có bài tập về công của lực điện trường, liên hệ giữa E và U và 5 câu hỏi luyện tập về công của lực điện trường đi kèm theo. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết và tải về tại đây nhé.
Buổi thứ nhất
Dạng 1- Công của lực điện trường-Liên hệ giữa E và U
Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N dọc đường sức cách nhau 5cm là UMN = 3 [V].
a] Công của điện trường làm dịch chuyển điện tích q = - 2 [μC] từ M đến N là bao nhiêu
b] Độ lớn và hướng của lực tác dụng lên điện tích là bao nhiêu?
Ví dụ 2: Điện tích q = 2.10-6C di chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a = 10cm trong điện trường đều cường độ điện trường E = 300V/m, song song với BC. Tính công của lực điện trường khi làm dịch chuyển q
a] Từ A đến B
b] Từ B đến C
c] Từ C đến A
d] Từ A đến H theo đường ACH
Ví dụ 3: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2cm và được nhiễm điện trái dấu nhau, điện trường bên trong hai tấm kim loại đã cho là điện trường đều và có đường sức vuông góc với các tấm. Cần tốn một công A = 2.10-9J để dịch chuyển điện tích q = 5.10-10C di chuyển từ tấm này đến tấm kia
a] Xác định hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại.
b] Xác định cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại.
c] Xác định lực tác dụng lên điện tích.
Luyện tập
1-Công của lực điện trường-Liên hệ giữa E và U
Bài tập 1 Ba điểm A, B, C là ba đỉnh của một tam giác vuông trong điện trường đều, cường độ E = 5000V/m. Đường sức điện trường song song với AC. Biết AC = 4cm, CB = 3cm. Góc ACB = 900.
a. Tính hiệu điện thế giữa các điểm A và B, B và C, C và A
b. Tích công di chuyển một electron từ A đến B
Bài tập 2 Xét 3 điểm A,B,C lập thành tam giác vuông trong điện trường đều. Cạnh AB song song với đường sức và cạnh huyền BC hợp với đường sức 600. Biết BC = 10cm, hiệu điện thế giữa hai điểm B và C là 240V.
a]Tìm cường độ điện trường tại A.
b] Cường độ điện trường tại A là bao nhiêu nếu ta đặt thêm tại C một điện tích điểm q = 4.10-9C.
Bài tập 3 Hai điểm C và D cách nhau 10cm dọc theo đường sức của điện trường đều có cường độ E = 200V/m,
a] Xác định công của điện trường dịch chuyển prôtôn từ C đến D.
b] Công của lực điện trường di chuyển electron từ C đến D.
Bài tập 4 Công của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện thế U = 2000 [V] là A = 1 [J]. Độ lớn của điện tích đó là bao nhiêu.
Bài tập 5 Một điện tích q = 1 [C] di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường, nó thu được một năng lượng W = 0,2 [mJ]. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A, B.
Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Bài tập Công của điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế. VnDoc mời các bạn tham khảo tài liệu đề thi học kì 1 lớp 11, Thi thpt Quốc gia môn Sinh học, Thi thpt Quốc gia môn Hóa học, thi thpt Quốc gia môn Vật Lý mà VnDoc tổng hợp và đăng tải. Mời các bạn cùng tham khảo thêm các môn Toán 11, Ngữ văn 11, Tiếng Anh 11.
Mời bạn đọc cùng tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thêm tài liệu học tập nhé