Bài tập tổng hợp về Điện thế- Hiệu điện thế môn Vật lý 11 năm học 2019-2020 có đáp án

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường[r]

BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ MÔN VẬT LÝ 11

Ví dụ 1: Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều

E ; ABC 60 , AB / /E Biết BC = 6cm, UBC120V

a) Tìm UAC, UBA và cường độ điện trường E0

q9.10 C Tìm cường độ điện trường ở A

Lời giải

a) Hiệu điện thế giữa 2 điểm A, C: UACE AC.cos 900  0

(hình chiếu của AC lên đường sức bằng 0)

Hiệu điện thế giữa 2 điểm A, B:

U E BC.cos 60 E BAU 120V

Cường độ điện trường E0:

BC 0

BC.cos 60 0, 06.cos 60

b) Điện trường tại A là tổng hợp điện trường đều E0 và điện trường gây ra bởi điện tích điểm q đặt tại C

   



Cường độ điện trường tổng hợp tại A: EE0Eq

Vì Eq E0  E E20Eq2  3000240002 5000V / m

Ví dụ 2: Có ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ Cho

d 5cm, d 4cm , bản C nối đất, bản A, B được tích điện có điện thế lần lượt là

-100V, +50V Điện trường giữa các bản là điện trường đều Xác định các vecto

cường độ điện trường E , E1 2

Lời giải

Chọn bản C làm gốc VC=0

2



2

E hướng từ bản B sang bản C

 

1

50 100

 



Ví dụ 3: Tìm hiệu điện thế giữa hai vị trí M, N trong không khí Biết rằng điện tích điểm q3.10 C9 dịch chuyển từ M đến N thu được năng lượng W6.10 J7

Lời giải

q

Ví dụ 4: Điện tích 9

Q5.10 C đặt ở O trong không khí

a) Cần thực hiện một công A1 bao nhiêu để đưa điện tích q4.10 C8 từ M (cách Q đoạn r140cm) đến N (cách Q đoạn r2 25cm)

b) Cần thực hiện một công A2 bao nhiêu để đưa q từ M chuyển động chậm dần ra xa vô cùng

Lời giải

a) Điện thế tại M do Q gây ra là:

M M

kQ 9.10 5.10

r 0, 4



Điện thế tại N do Q gây ra là:

N N

kQ 9.10 5.10

r 0, 25



Khi di chuyển q từ M đến N, lực điện (do điện trường của điện tích Q gây ra) đã thực hiện một công:

  8  6

Aq V V 4.10 112,5 180   2, 7.10 J

1

A   A 2, 7.10 J

b) Điện thế tại M do Q gây ra là:

M M

kQ 9.10 5.10

r 0, 4



Điện thế tại vô cùng bằng 0

Khi di chuyển q từ M ra vô cùng, lực điện (do điện trường của điện tích Q gây ra) đã thực hiện một công:

  8  7 M

Aq V V 4.10 112,5 0 45.10 J

Để di chuyển q từ M ra vô cùng chậm dần thì phải có ngoại lực ngược chiều lực điện do đó công cần thiết để

2

A    A 45.10 J

Ví dụ 5: Có 3 điện tích điểm q115.10 C, q9 2  12.10 C, q9 3 7.10 C,9 đặt tại

ba đỉnh của tam giác đều ABC, cạnh 10cm (hình vẽ)

a) Tính điện thế tại trong tâm O của tam giác

b) H là trung điểm của BC Tính hiệu điện thế UOH

c) Tính công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H

Lời giải

Ta có: HBHC5cm0, 05m

2 2

AH 10 5 5 3cm0, 05 3m

kq

kq kq

OA OB OC

O

3

V 9.10 15.10 12.10 7.10 1558,8V

0,1

b) Điện thế tại H là 1 2 3

kq

kq kq

BH AH CH

9 H

15.10 12.10 7.10

0, 05 0, 05 3 0, 05

U V V 1558,8 658,8 900V

c) Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H là:

A e.U  1, 6.10 900  1, 44.10 J

Ví dụ 6: Hai điện tích điểm 9 9

q 10 , q 4.10 C đặt cách nhau a = 9cm trong chân không Tính điện thế tại điểm mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng 0

Lời giải

Gọi E , E1 2 là vecto cường độ điện trường do điện tích q1,q2 gây ra

Theo nguyên lí chồng chất điện trường: ECE1E2

Tại điểm C có EC 0 nên E1  E2  Điểm C phải nằm trong đoạn nối hai điện tích

Gọi khoảng cách từ C tới hai điện tích q1,q2 lần lượt là r1,r2

 

2

4 r 2r 1

Mà r2 r1 9 2 

Từ (1) và (2)  r1 3cm, r2 6cm

 Điện thế tại C là

9

C

r r 0, 03 0, 06

Ví dụ 7: Hai quả cầu kim loại bán kính R1, R2 lần lượt được tích các điện tích q1,q2 và đặt ở hai nơi xa nhau trong không khí Điện thế của mỗi quả cầu là V1, V2 Hỏi khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn, electron sẽ

chuyển động từ quả cầu nào sang quả cầu nào? Xét các trường hợp:

a) R1R ;q2 1q2 0

b) R1R ; V2 1 V2 So sánh q , q 1 2

c) q10, q2 0

Lời giải

Quả cầu cô lập là 1 vật đẳng thế, điện tích sẽ nằm ở bề mặt quả cầu

Điện thế của quả cầu là V k q

R



Khi nối hai quả cầu bằng dây dẫn, các điện tích sẽ di chuyển từ quả cầu này sang quả cầu kia nếu điện thế 2 quả cầu khác nhau Electron mang điện tích âm sẽ di chuyển từ quả cầu có điện thế thấp đến quả cầu có điện thế cao

a) Trường hợp 1: R1 R ;q2 1 q2 0

   : Electron sẽ di chuyển từ quả cầu (I) sang quả cầu (II) b) Trường hợp 2: R1 R ; V2 1V2

Điện tích q1,q2 cùng dấu và q1  q2

c) Trường hợp 3: q1 0, q20

1 1

q

R

 

2

2

q

R

 

Vì V1V2 nên electron di chuyển từ quả cầu (II) sang quả cầu (I)

Chú ý: Các electron sẽ di chuyển cho đến khi nào điện thế 2 quả cầu bằng nhau thì ngừng, không di chuyển

nữa

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,

7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam

Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành

tích cao HSG Quốc Gia

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí

từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí