Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 13: Điện thế và thế năng điện

a. Công của lực điện

- Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường

- Lực điện là lực thế và điện trường là một trường thế

b. Thế năng điện

- Thế năng điện của một điện tích q tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường để dịch chuyển điện tích q từ điểm đó ra xa vô cùng

- Đơn vị: jun (J)

c. Điện thế

- Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho thế năng điện tại vị trí đó và được xác định bằng công mà ta cần thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương vô cực về điểm đó

\(VA = \frac{{A{\prime _{\infty A}}}}{q}\)

- Đơn vị: vôn (V)

d. Hiệu điện thế

- Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường để dịch chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm đó và được xác định bằng biểu thức:

\({U_{AB}} = \frac{{{A_{AB}}}}{q}\)

- Đơn vị: vôn (V)

e. Mối liên hệ giữa cường độ điện trường với hiệu điện thế

\(E = \frac{{{U_{AB}}}}{{\overline {A'B'} }}\)

Tổng quát:

\(E = \frac{U}{d}\)

Với d là khoảng cách giữa hai điểm đang xét trên phương của vecto cường độ điện trường

a. Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu song song với vecto cường độ điện trường

Hình 13.1. Chuyển động của electron song song với vecto cường độ điện trường

- Tốc độ của hạt electron tại bản dương

\(v = \sqrt {\frac{{2{q_0}Ed}}{m}} \)

- Chuyển động của hạt mang điện song song với điện trường ứng dụng trong máy gia tốc tuyến tính

Hình 13.6. Sơ đồ nguyên lí của máy gia tốc tuyến tính dùng electron

b. Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu vuông góc với vecto cường độ điện trường

Hình 13.3. Chuyển động của electron trong điện trường đều

- Trên phương Ox: Electron chuyển động thẳng đều với tốc độ v₀

- Trên phương Oy: Lực điện \({\vec F}\) gây ra gia tốc \(\vec a = \frac{{{q_0}\vec E}}{m}\). Electron chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc ban đầu

Ví dụ 1: Hiệu điện thế được đo bằng dụng cụ nào sau đây?

A. Tĩnh điện kế.

B. Tốc kế.

C. Ampe kế.

D. Nhiệt kế.

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế được đo bằng tĩnh điện kế.

Ví dụ 2: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 5 μC từ A đến B là - 5 mJ. Tính giá trị hiệu điện thế U_AB ?

Hướng dẫn giải

\(\begin{array}{l}
{U_{AB}} = \frac{{{A_{AB}}}}{q} = \\
\frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{ - {{2.10}^{ - 6}}}} =  - 2000V
\end{array}\)

Học xong bài này các em cần biết:

– Điện thế, thế năng điện.

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

– Chuyển động của điện tích bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức và ứng dụng.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 13 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Điện thế là đại lượng:

  • A. là đại lượng đại số.
  • B. là đại lượng vectơ.
  • C. luôn luôn dương.
  • D. luôn luôn âm.

• Câu 2:

  Biểu thức nào sau đây xác định thế năng của một điện tích điểm q tại điểm M trong điện trường

  • A. W_A=A_A∞=qV_A
  • B. W_A=A_A∞=V_A/q
  • C. W_A=A_A=V_A
  • D. W_A=A_A∞=q/V

• Câu 3:

  Đơn vị của hiệu điện thế là:

  • A. V/m
  • B. V
  • C. C
  • D. J

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 13 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Khởi động trang 80 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 1 trang 80 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 2 trang 80 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 3 trang 82 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 4 trang 82 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 5 trang 83 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 84 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 84 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 3 trang 85 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 7 trang 85 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 8 trang 85 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 86 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 86 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 1 trang 86 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 2 trang 86 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!