Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Sách bài tập Vật lí 11 Bài 20 (Kết nối tri thức): Điện thế

    Với giải sách bài tập Vật lí 11 Bài 20: Điện thế sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập trong SBT Vật lí 11 Bài 20.

    1 2,103 01/11/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải SBT Vật lí 11 Bài 20: Điện thế

    Câu 20.1 trang 40 SBT Vật Lí 11: Đơn vị của điện thế là:

    A. vôn (V).

    B. jun (J).

    C. vôn trên mét (V/m).

    D. oát (W).

    Lời giải:

    Đáp án đúng là A

    Đơn vị của điện thế là vôn (V).

    Câu 20.2 trang 40 SBT Vật Lí 11: Điện thế tại một điểm M trong điện trường bất kì có cường độ điện trường E→ không phụ thuộc vào

    A. vị trí điểm M.

    B. cường độ điện trường E→.

    C. điện tích q đặt tại điểm M.

    D. vị trí được chọn làm mốc của điện thế.

    Lời giải:

    Đáp án đúng là C

    Điện thế tại một điểm M trong điện trường bất kì có cường độ điện trường E→ không phụ thuộc vào điện tích q đặt tại điểm M.

    Câu 20.3 trang 41 SBT Vật Lí 11: Biết điện thế tại điểm M trong điện trường đều trái đất là 120 V. Mốc thế năng điện được chọn tại mặt đất. Electron đặt tại điểm M có thế năng là:

    A. -192.10-19 V.

    B. -192.10-19 J.

    C. 192.10-19 V.

    D. 192.10-19 J.

    Lời giải:

    Đáp án đúng là B

    Thế năng A = qU = -1,6.10-19.120 = -1,92.10-17J

    Câu 20.4 trang 41 SBT Vật Lí 11: Khi ta tích điện âm cho một viên bi sắt hình cầu, do các electron cùng mang điện âm nên chúng đẩy nhau và phân bố ở phía ngoài viên bi. Trong lõi viên bi hoàn toàn trung hoà về điện. Với viên bi sắt nhiễm điện âm như vậy thì:

    A. Phần lõi có điện thế cao hơn lớp ngoài.

    B. Phần lớp ngoài có điện thế cao hơn phần lõi.

    C. Điện thế của mọi điểm trong viên bi là như nhau.

    D. A và C đều có thể đúng.

    Lời giải:

    Đáp án đúng là C

    Câu 20.5 trang 41 SBT Vật Lí 11: Tại nơi có điện trường trái đất bằng 115 V/m, người ta đặt hai bản phẳng song song với nhau và song song với mặt đất. Bản thứ nhất cách mặt đất 1 m và được nối với mặt đất bằng một dây đồng. Bản thứ hai cách mặt đất 1,073 m và được tích điện dương. Hiệu điện thế đo được giữa hai bản là 1,5 V. Chọn mặt đất là mốc điện thế, điện thế bản nhiễm điện dương bằng

    A. 1,5 V.

    B. 8,39 V.

    C. 0 V.

    D. -8,39 V.

    Lời giải:

    Đáp án đúng là A

    Câu 20.6 trang 41 SBT Vật Lí 11: Trong điện trường của một điện tích Q cố định, công để dịch chuyển một điện tích q từ vô cùng về điểm M cách Q một khoảng r có giá trị bằng A∞M=qQ4πε0r. M là một điểm cách Q một khoảng 1 m và N là một điểm cách Q một khoảng 2 m.

    a) Hãy tính hiệu điện thế UMN.

    b) Áp dụng với Q = 8.10-10C. Tính công cần thực hiện để dịch chuyển một electron từ M đến N.

    Lời giải:

    a) UMN=AMNq=AM∞−AN∞q=−qQ4πε0rM+qQ4πε0rNq

    =−Q4πε0.1+Q4πε0.2=−Q8πε0V

    b)

    AMN=AM∞−AN∞=−A∞M−−A∞N

    =−qQ4πε0rM−−qQ4πε0rN

    =−qQ4πε0.1+qQ4πε0.2=−qQ8πε0=1,6⋅10−29πε0J

    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 EM=VM−VNMN¯, với M là điểm ở tầng mây phía dưới, N là điểm ở tầng mây phía trên, MN¯ được tính ngược chiều đường sức điện nên có giá trị âm, ta tính được điện thế của tầng mây phía trên: VN=V2=V1−Eh=V1+581000V

    b) Vận dụng mối liên hệ giữa thế năng điện và điện thế WM = Vq. Ta tính được thế năng điện của tầng mây phía trên: W2=V1+581000⋅1,24J

    Câu 20.8 trang 42 SBT Vật Lí 11: Tiếp tục đo bằng thực nghiệm tầng mây phía dưới của đám mây dông ở bài 20.7, người ta thấy nó nằm cách mặt đất khoảng 6450 m. Trong khoảng không gian nằm giữa mặt đất và tầng dưới đám mây có điện trường đều hướng thẳng đứng từ dưới lên trên với E = 250 V/m. Điện tích của tầng dưới đám mây ước tính được là Q2 = -2,03C.

    a) Chọn mốc điện thế là mặt đất, hãy ước tính điện thế của tầng phía dưới đám mây dông trên.

    b) Tính thế năng điện của tầng dưới đám mây dông đó.

    Lời giải:

    a) Với chú ý điện trường hướng từ dưới lên trên Hình 20.1G, MN¯ được tính ngược chiều đường sức điện nên có giá trị âm, điểm M là điểm ở tầng thấp đám mây, điểm N là điểm trên mặt đất trong công thức EM=VM−VNMN¯. Ta có điện thế của tầng thấp đám mây là: VM=VN+EMMN¯=0+250.−6450=−1612500V

    Tiếp tục đo bằng thực nghiệm tầng mây phía dưới

    b) Thế năng điện của tầng dưới đám mây dông là:

    WM=Vq = -1612500.(-2,03) = 3273375 J

    Câu 20.9 trang 42 SBT Vật Lí 11: Một viên bi hình cầu bán kính R = 3 cm được đặt cách mặt đất 1,2m. Tích điện dương cho viên bi tới khi mật độ điện tích ρ=1,44.10−8C/m3 được phân bố đều trong viên bi. Thực hiện đo theo phương thẳng đứng từ mặt đất lên viên bi cho thấy cường độ điện trường có phương thẳng đứng, hướng đi xuống mặt đất, độ lớn có giá trị được ghi vào bảng sau:

    Độ cao (cm)

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    117

    E (V/m)

    230

    231

    234

    236

    242

    249

    260

    278

    300

    332

    370

    440

    a) Tính điện tích mà viên bi đã tích được.

    b) Hãy ước tính điện thế của viên bi sau khi tích điện.

    c) Xác định năng lượng cần dùng để tích điện cho viên bi như trên khi bỏ qua các hao phí.

    Lời giải:

    a) Q ≈ 163.10-14 C;

    b) Áp dụng công thức (20.5 SGK) để tính cho từng đoạn đã đo. Với chú ý mốc tính điện thế tại mặt đất và lấy E là trung bình trong đoạn đo, ta tính được V ≈ 317,55 V;

    c) W = Vq = 5,176.10-10 J.

    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.

    Lý thuyết Điện thế – Vật lí 11 Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Sơ đồ tư duy về “Điện thế”

    Lý thuyết Điện thế – Vật lí 11 Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Xem thêm các lời giải SBT Vật lí 11 bộ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

    Bài 21: Tụ điện

    Bài tập cuối chương 3 trang 47

    Bài 22: Cường độ dòng điện

    Bài 23: Điện trở. Định luật Ôm

    Bài 24: Nguồn điện

    Tham khảo các loạt bài Vật lí 11 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 2,103 01/11/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: