Lý thuyết Điện trường đều – Vật lí 11 Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 18: Điện trường đều 

A. Lý thuyết Điện trường đều 

I. Khái niệm điện trường đều 

- Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường tại mỗi điểm có giá trị bằng nhau về độ lớn, giống nhau về phương và chiều.

II. Điện trường đều giữa hai bản phẳng nhiễm điện song song

- Có thể tạo ra điện trường đều bằng cách sử dụng hai bản kim loại được đặt song song và cách nhau khoảng d. Hiệu điện thế giữa hai bản là U (theo Hình 18.1).

- Trong thí nghiệm, dây treo điện tích q < 0 luôn lệch so với phương thẳng đứng một góc không đổi tại mọi điểm trong không gian giữa hai bản kim loại, chứng tỏ điện trường giữa hai bản kim loại là đều.

- Cường độ điện trường giữa hai bản phẳng nhiễm điện trái dấu đặt song song có độ lớn bằng tỉ số giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng: E = U/d.

- U là hiệu điện thế giữa hai bản phẳng, đơn vị là vôn (V); d là khoảng cách giữa hai bản phẳng, đơn vị là mét (m). E là cường độ điện trường giữa hai bản phẳng, đơn vị là vôn/mét (V/m).

IV. Ứng dụng

- Gần bề mặt Trái Đất luôn có một điện trường có phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới, cường độ từ 100 V/m đến 200 V/m. 

=> Trong một không gian hẹp gần bề mặt Trái Đất, điện trường được coi là đều vì các đường sức điện trường có thể coi là song song và cách đều.

- Các hạt bụi như sợi bông, bụi khói xe... thường nhiễm điện dương, tập trung gần mặt đất, gây hại cho sức khoẻ khi hít vào phổi. 

- Công nghệ ion âm lọc không khí là một công nghệ tiên tiến để làm sạch không khí bằng cách tạo ra ion âm để diệt khuẩn, làm trung hoà các bụi mịn tích điện dương để chúng rơi xuống đất. 

- Công nghệ này được áp dụng trên nhiều sản phẩm như máy lọc không khí, máy hút ẩm, máy điều hoà...

Sơ đồ tư duy về "Điện trường đều''

B. Bài tập Điện trường đều

Câu 1. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện phẳng bằng U = 300 V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện và cách bản dưới của tụ điện d₁ = 0,8 cm. Hỏi trong bao nhiêu lâu hạt bụi sẽ rơi xuống mặt bản tụ, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng ΔU = 60 V.

A. t = 0,9 s.

B. t = 0,19 s.

C. t = 0,09 s.

D. t = 0,29 s.

Câu 2. Một quả câu tích điện có khối lượng 0,1 g nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện phẳng đứng cạnh nhau d = 1 cm. Khi hai bản tụ được nối với hiệu điện thế U = 1000 V thì dây treo quả cầu lệch khỏi phương thẳng đứng một góc a = 10°. Điện tích của quả cầu bằng

A. q_o = 1,33.10^-9 C.

C. q_o = 1,13.10^-9 C.

B. q_o = 1,31.10^-9 C.

D. q_o = 1,76.10^-9 C.

Câu 3. Phát biểu nào sau đây không phải đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt trong điện trường đều là:

A. Điểm đặt tại điện tích điểm.

B. Phương song song với các đường sức từ.

C. Ngược chiều với $\overrightarrow{E}$.

D. Độ lớn F = qE.

Câu 4. Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 4 cm có một hiệu điện thế không đổi 50 V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là

A. 5000 V/m.                

B. 1250 V/m.                 

C. 2500 V/m.                 

D. 1000 V/m.

Câu 5. Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường có độ lớn bằng 100 V/m. Vận tốc ban đầu của electron là 3.10⁵ m/s, khối lượng của electron là 9,1.10^-31 kg. Từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi có vận tốc bằng 0 thì electron đã đi được quãng đường

A. 5,12 mm.

B. 0,256 m.

C. 5,12 m.

D. 2,56 mm.

Câu 6. Bắn một electron với vận tốc đầu rất nhỏ vào một điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo phương song song với các đường sức điện (hình dưới). Electron được tăng tốc trong điện trường. Ra khỏi điện trường, nó có vận tốc bằng 10⁷ m/s. Tính hiệu điện thế giữa U_AB giữa hai bản. Điện tích của electron -1,6.10^-19 C. Khối lượng của electron là 9,1.10^-31 kg.

A. 284 V.

B. -284 V.

C. -248 V.

D. 248 V.

Câu 7. Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu, cách nhau 2 cm, cường độ điện trường giữa hai bản là 3.10³ V/m. Một hạt mang điện q = 1,5.10^-2 C di chuyển từ bản dương sang bản âm với vận tốc ban đầu bằng 0, khối lượng của hạt mang điện là 4,5.10^-6 g. Vận tốc của hạt mang điện khi đập vào bản âm là

A. 4.10⁴ m/s.

B. 2.10⁴ m/s.

C. 6.10⁴ m/s.

D. 10⁵ m/s.

Câu 8. Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm của điện trường đều?

A. cường độ điện trường có hướng như nhau tại mọi điểm.

B. cường độ điện trường có độ lớn như nhau tại mọi điểm.

C. cường độ điện trường có độ lớn giảm dần theo thời gian.

D. đường sức điện là những đường thẳng song song, cách đều.

Câu 9. Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lửng trong điện trường giữa hai bản kim loại phẳng. Các đường sức điện có phương thẳng đứng và chiều hướng từ dưới lên trên. Hiệu điện thế giữa hai bản là 120 V. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Xác định điện tích của hạt bụi. Lấy g = 10 m/s².

A. 8,3.10^-8 C.

B. 8,0.10^-10 C.

C. 3,8.10^-11 C.

D. 8,9.10^-11 C.

Câu 10. Nối hai cực của nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50 V lên hai bản của tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản tụ bằng 5 cm. Trong vùng không gian giữa hai bản tụ, 1 proton có điện tích 1,6.10^-19 C và khối lượng 1,67.10^-27 kg chuyển động từ điểm M cách bản âm của tụ điện 6 cm đến điểm N cách bản âm của tụ 2 cm. Biết tốc độ của proton tại M bằng 10⁵ m/s. Tốc độ của proton tại N bằng

A. 1,33.10⁵ m/s.

B. 3,57.10⁵ m/s.

C. 1,73.10⁵ m/s.

D. 1,57.10⁶ m/s.

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

Lý thuyết Bài 19: Thế năng điện

Lý thuyết Bài 20: Điện thế

Lý thuyết Bài 21: Tụ điện

Lý thuyết Bài 22: Cường độ dòng điện

Lý thuyết Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm