Tiếp tục đo bằng thực nghiệm tầng mây phía dưới của đám mây dông ở bài 20.7

Giải SBT Vật lí 11 Bài 20: Điện thế

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, $\overline{MN}$ 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 $E_M=\frac{V_M-V_N}{\overline{MN}}$. Ta có điện thế của tầng thấp đám mây là: $V_M=V_N+E_M\overline{MN}=0+250.\left(-6450\right)=-1612500\text{V}$

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

${\text{W}}_{\text{M}}=\text{Vq}$ = -1612500.(-2,03) = 3273375 J