Một đám mây dông bị phân thành hai tầng, tầng trên mang điện dương cách xa tầng dưới

Giải SBT Vật lí 11 Bài 20: Điện thế

Câu 20.7 trang 41 SBT Vật Lí 11: Một đám mây dông bị phân thành hai tầng, tầng trên mang điện dương cách xa tầng dưới mang điện âm. Đo bằng thực nghiệm, người ta thấy điện trường trong khoảng giữa hai tầng của đám mây dông đó gần đều, hướng từ trên xuống dưới với E = 830 V/m, khoảng cách giữa hai tầng là 0,7 km, điện tích của tầng phía trên ước tính được bằng Q₁ = 1,24C. Coi điện thế của tầng mây phía dưới là V₁.

a) Hãy tính điện thế của tầng mây phía trên.

b) Ước tính thế năng điện của tầng mây phía trên.

Lời giải:

a) Vận dụng mối liên hệ giữa cường độ điện trường và điện thế $E_M=\frac{V_M-V_N}{\overline{MN}}$, với M là điểm ở tầng mây phía dưới, N là điểm ở tầng mây phía trên, $\overline{MN}$ được tính ngược chiều đường sức điện nên có giá trị âm, ta tính được điện thế của tầng mây phía trên: $V_N=V_2=V_1-Eh=V_1+581000\left(V\right)$

b) Vận dụng mối liên hệ giữa thế năng điện và điện thế W_M = Vq. Ta tính được thế năng điện của tầng mây phía trên: ${\text{W}}_2=\left({\text{V}}_1+581000\right)\cdot 1,24\left(\text{J}\right)$