Lý thuyết Điện thế – Vật lí 11 Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 20: Điện thế 

A. Lý thuyết Điện thế

I. Điện thế tại một điểm trong điện trường

- Điện thế tại một điểm trong điện trường được xác định bằng công dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cực về điểm đó (đơn vị là vôn hoặc kV), V = A/q, 1 kV = 1000 V.

- Điện thế có giá trị đại số, phụ thuộc vào dấu của công A và điện tích q.

- Mốc điện thế thường được chọn là vô cực hoặc bản nhiễm điện âm trong điện trường đều, và mặt đất trong thực tế.

- Hiệu điện thế UMN được đo là hiệu giữa điện thế tại hai điểm M và N (đơn vị vôn), UMN = VM-VN

- Cả điện thế và thế năng đều có đơn vị vôn.

II. Mối liên hệ giữa điện thế và cường độ điện trường

- Trong điện trường, để dịch chuyển một điện tích q từ điểm N tới điểm M ngược chiều điện trường, cần cung cấp một lực ít nhất bằng với lực điện và ngược chiều. Công ta bỏ ra có độ lớn bằng nhưng trái dấu với công của lực điện trường.

- Điện thế là đại lượng gắn với điện trường, còn thế năng điện là đại lượng gắn với điện tích đặt trong điện trường.

- Công A sử dụng để dịch chuyển điện tích q từ vô cực về điểm M trong công thức (20.1) chính bằng thế năng điện W của điện tích q đặt tại M trong điện trường, và hai đại lượng này liên hệ với nhau bởi công thức WM = Vq.

- Trong điện trường đều, chiều của vectơ cường độ điện trường E hướng theo chiều giảm của điện thế. Độ lớn cường độ điện trường bằng độ giảm của điện thế dọc theo một đơn vị độ dài đường sức. EM = EN = E= U/d = (VM-VN)/MN

- Công thức (20.5) vẫn áp dụng được trong trường hợp hai điểm M và N ở gần nhau trong điện trường bất kì.

- Cường độ điện trường tại một điểm M 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.

Sơ đồ tư duy về “Điện thế”

 

B. Bài tập Điện thế

Câu 1. Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U_MN = 20V. Nhận xét nào sau đây đúng?

A. Điện thế tại điểm M là 20 V.

B. Điện thế tại điểm N là 0 V.

C. Điện thế ở M có giá trị dương, ở N có giá trị âm.

D. Điện thế ở M cao hơn điện thế ở N 40 V.

Hiển thị đáp án

A, B, C – sai vì điện thế tại một điểm có giá trị tuỳ thuộc cách chọn mốc điện thế nên không thể xác định được điện thế tại M và N là bao nhiêu nếu chưa đủ dữ kiện.

D – đúng vì hiệu điện thế giữa hai điểm là U_MN = V_M - V_N = 20V > 0 nên điện thế tại M cao hơn điện thế tại N.

Đáp án đúng là D.

Câu 2. Tính công mà lực điện tác dụng lên một điện tích 5 μC sinh ra nó khi nó chuyển động từ điểm A đến điểm B. Biết U_AB = 1000 V

A. 5000 J.            

B. - 5000 J           

C. 5 mJ                

D. - 5 mJ

Hiển thị đáp án

Từ biểu thức:

$U_{AB}=\frac{A_{AB}}{q}\Rightarrow A_{AB}=U_{AB}.q={\mathrm{1000.5.10}}^{-6}$= 5.10^-3 J = 5mJ

Đáp án đúng là C.

Câu 3. Biết điện thế tại điểm M trong điện trường là 20V. Electron có điện tích e = -1,6.10^-19 C đặt tại điểm M có thế năng là:

A. 3,2.10^-18 J.

B. -3,2.10^-18 J.

C. 1,6.10²⁰ J.

D. -1,6.10²⁰ J.

Hiển thị đáp án

W_M = qV_M. Thay số: W_M = -1,6.10^-19.20 = -3,2.10^-18 J.

Đáp án đúng là B.

Câu 4. Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 5 μC từ A đến B là - 5 mJ. Hiệu điện thế U_AB có giá trị nào sau đây?

A. 1000  V.           

B. -1000 V.                    

C. 2500 V.            

D. - 2500 V.

Hiển thị đáp án

$U_{AB}=\frac{A_{AB}}{q}=\frac{-{5.10}^{-3}}{-{5.10}^{-6}}$= 1000 V

Đáp án đúng là A.

Câu 5. Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 0,5 m. Độ lớn cường độ điện trường là 1000 V/m. Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là

A. 500 V.             

B. 1000 V.            

C. 2000 V.  

D. chưa đủ dữ kiện để xác định.

Hiển thị đáp án

Từ biểu thức U = E.d = 1000.0,5 = 500 V

Đáp án đúng là A.

Câu 6. Điện thế là đại lượng đặc trưng cho riêng điện trường về

A. phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q.

B. khả năng sinh công của vùng không gian có điện trường.

C. khả năng sinh công tại một điểm.

D. khả năng tác dụng lực tại tất cả các điểm trong không gian có điện trường.

Hiển thị đáp án

Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q.

Đáp án đúng là A.

Câu 7. Điện thế tại một điểm M trong điện trường được xác định bởi biểu thức:

A. $V_M=q.A_{M\infty }$.

B. $V_M=A_{M\infty }$.

C. $V_M=\frac{A_{M\infty }}{q}$.

D. $V_M=\frac{q}{A_{M\infty }}$.

Hiển thị đáp án

Điện thế tại một điểm M trong điện trường được xác định bởi biểu thức: $V_M=\frac{A_{M\infty }}{q}$

Đáp án đúng là C.

Câu 8. Điện thế là đại lượng:

A. là đại lượng đại số.

B. là đại lượng vecto.

C. luôn luôn dương.

D. luôn luôn âm.

Hiển thị đáp án

A – đúng

B – sai

C, D – sai vì điện thế có âm, có thể dương, có thể bằng 0.

Đáp án đúng là A.

Câu 9. Hiệu điện thế giữa hai điểm:

A. Đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường của điện tích q đứng yên.

B. Đặc trưng cho khả năng tác tác dụng lực của điện trường của điện tích q đứng yên.

C. Đặc trưng cho khả năng tạo lực của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia.

D. Đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia.

Hiển thị đáp án

Hiệu điện thế giữa hai điểm: đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia.

Đáp án đúng là D

Câu 10. Đơn vị của điện thế là vôn (V). 1V bằng

A. 1 J.C.              

B. 1 J/C.               

C. 1 N/C.             

D. 1. J/N.

Hiển thị đáp án

Đơn vị của điện thế là V, với $1V=\frac{1J}{1C}$

Đáp án đúng là B.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật lí 11 sách Kết nối tri thức, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 21: Tụ điện

Lý thuyết Bài 22: Cường độ dòng điện

Lý thuyết Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

Lý thuyết Bài 24: Nguồn điện

Lý thuyết Bài 25: Năng lượng và công suất điện