1. Điện thế
a] Khái niệm điện thế.
Trong công thức tính thế năng của một điện tích q tại một điểm M trong điện trường WM= VMq thì hệ số VMkhông phụ thuộc q, mà chỉ phụ thuộc điện trường tại M. Nó đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q. Ta gọi nó là điện thế tại M :
b] Định nghĩa
Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó tại một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q :
c] Đơn vị điện thế.
Đơn vị điện thế là Vôn, kí hiệu là V.
Trong công thức [5.1], nếu q = 1 C, AM∞= 1 J thì VM= 1 V.
d] Đặc điểm của điện thế.
- Điện thế là đại lượng số. Trong công thức
vì q > 0 nên nếu AM∞>0 thì VM> 0. Nếu AM∞< 0 thì VM< 0.
- Điện thế của đất và của một điểm ở vô cực thường lấy bằng 0. [Vđất= 0].
- Điện thế tại điểm M gây bởi điện tích q:
- Điện thế tại một điểm do nhiều điện tích gây ra:V=V1+V2+...+VM
2. Hiệu điện thế
a] Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là hiệu điện thế giữa VMvà VN. [Hình 5.1]
UMN= VM– VN. [5.2]
b] Định nghĩa
Từ công thức [5.2] ta suy ra :
Mặt khác ta có thể viết AM∞=AMN+ AN∞
Kết quả thu được
Vậy hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của M và N và độ lớn của q.
Đơn vị hiệu điện thế cũng là Vôn [V].
Vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm mà nếu di chuyển điện tích q = 1 C từ điểm nọ đến điểm kia thì lực điện sinh công là 1 J.
c] Đo hiệu điện thế
Bạn có thể sử dụng vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai điểm bất kỳ
dụng cụ vôn kế cơ và vôn kế điện tử dùng để đo hiệu điện thế.
Khi đo điện áp giữa hai điểm MN vôn kế chỉ 5V => UMN=5V có nghĩa là Điện thế tại điểm M lớn hơn điện thế tại điểm N là 5V [ VM – VN=5V] khi đó dòng các điện tích dương sẽ dịch chuyển từ điểm M về điểm N
Khi đo điện áp giữa hai điểm MN vô kế chỉ -5V => UMN=-5V có nghĩa là Điện thế tại điểm M nhỏ hơn điện thế tại điểm N là 5V [VM – VN=-5V] khi đó dòng các điện tích dương sẽ dịch chuyển từ điểm N về điểm M
=>ta luôn có: UMN = – UNM
d/ Công thức liên hệ giữa điện áp [hiệu Điện thế] và cường độ điện trường xét điện trường đều giữa hai bản kim loại đặt song song tích điện trái dấu đặt cách nhau một khoảng là d khi đó ta có công thức liên hệ giữa điện áp [hiệu Điện thế] và cường độ điện trường
U=Aq=qEdq=EdU=Aq=qEdq=Ed
Trong đó:
- U: điện áp [hiệu Điện thế] giữa hai bản kim loại [V]
- E: cường độ điện trường [V/m]
- d: khoảng cách giữa hai bản kim loại [m]
3.Hiệu điện thế được sinh ra được sinh ra như thế nào?
Hiệu điện thế được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, mỗi nguồn sẽ cho ra những hiệu điện thế nhất định. Các nguồn sinh ra hiệu điện thế gồm:
- Trường tĩnh điện.
- Dòng điện chạy qua từ trường.
- Trường từ thay đổi theo thời gian.
4. Mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện
- Cường độ dòng điện được tạo ra bởi những điện áp nhất định, có nghĩa là điện áp có thể tạo nên cường độ dòng điện.
- Trong một điện trường thì nhất định phải có điện áp và không cần thiết phải có cường độ dòng điện khi đã có điện áp.
- Như vậy, hiệu điện thế và cường độ dòng điện có mối tương quan mật thiết với nhau để tạo nên dòng điện sử dụng cho mục đích hằng ngày của con người.
5.Sự khác nhau và cách phân biệt hiệu điện thế với cường độ dòng điện
Sự khác nhau giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện
Hiệu điện thế và cường độ dòng điện đều được dùng để mô tả cách các dòng electron hoạt động. Tuy nhiên, chúng vẫn có những điểm khác nhau, cơ bản như sau:
- Hiệu điện thế xác địnhsự khác biệtdòng điện ở hai điểm.
- Cường độ dòng điện xác địnhtốc độcủa dòng điện khi di chuyển từ điểm này qua điểm kia.
6.Cách phân biệt hiệu điện thế với cường độ dòng điện
Mục đích xác định
- Hiệu điện thế được dùng để xác định sự khác biệt của dòng điện ở 2 điểm bất kỳ trong điện trường.
- cường độ dòng điện dùng để xác định tốc độ của dòng điện khi chuyển động từ điểm A đến điểm B bất kỳ.
Đơn vị tính
- Điện áp có đơn vị tính sẽ là Vôn, kí hiệu là V.
- Cường độ dòng điện có đơn vị tính là Ampe, kí hiệu là A.
Kí hiệu
- Hiệu điện thế được kí hiệu là U.
- Cường độ dòng điện được kí hiệu là I
7.Lưu ý về hiệu điện thế giữa hai điểm bất kì
- Hiệu điện thế được hiểu một cách đơn giản là một đại lượng vô hướng. Đại lượng này có giá trị dương hoặc âm tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể khác nhau. Đại lượng vô hướng nhưng khi xác định giá trị của điện áp giữa 2 điểm bất kỳ thì có thể xác định được giá trị một cách chính xác và tuyệt đối.
- Hiệu điện thế giữa 2 điểm A và B bất kỳ trong điện trường sẽ có giá trị luôn luôn xác định. Giá trị này sẽ tính ra được nhờ vào công thức tính điện thế. Còn đối với tại 1 điểm bất kỳ trong điện trường thì giá trị còn phụ thuộc vào điểm được chọn làm gốc. Điểm làm gốc này có thể xa hay gần tùy vào từng trường hợp khác nhau để lựa chọn.
- Để xác định hướng của vector cường độ điện trường thì có thể xác định hướng của điện thế cao sang điện thế thấp. Không bao giờ có trường hợp xác định từ điện thế thấp đến điện thế cao.
đáp án D
AMN=q.UMN=+1,6.10-19.45=+7,2.10-18J
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lực hút tĩnh điện giữa hai điện tích là 9.10-6N. Khi đưa chúng xa nhau thêm 2cm thì lực hút là 4.10-6N. Khoảng cách ban đầu giữa chúng là:
Xem đáp án » 18/06/2021 721
Trên vỏ một tụ điện có ghi 20 µF − 200 V. Nối hai ban tụ điện với một hiệu điện thế 150 V. Tụ điện tích được điện tích là
Xem đáp án » 18/06/2021 670
Trong không khí, có 3 điểm thẳng hàng theo thứ tự A, B, C với AC = 2,5AB.Nếu đặt tại A một điện tích điểm Q thì độ lớn cường độ điện trường tại B là E. Nếu đặt tại B một điện tích điểm 1,8Q thì độ lớn cường độ điện trường tại A và C lần lượt là EB và EC. Giá trị của [EB+EC]là
Xem đáp án » 18/06/2021 543
Trong không khí, có bốn điểm thẳng hàng theo đúng thứ tự O, M, I, N sao cho MI = IN. Khi tại o đặt điện tích điểm O thì độ lớn cường độ điện trường tại M và N lần lượt là 6,25E và E. Khi đưa điện tích điểm Q đến I thì độ lớn cường độ điện trường tại N là
Xem đáp án » 18/06/2021 494
Tích điện cho tụ điện C1, điện dung 20 µF, dưới hiệu điện thế 300V. Sau đó nối tụ điện C1 với tụ điện C2, có điện dung 10 µF chưa tích điện. Sau khi nối điện tích trên các bản tụ C1, C2 lần lượt là Q1 và Q2 Chọn phương án đúng?
Xem đáp án » 18/06/2021 396
Biểu thức nào dưới đây là biêu thức định nghĩa điện dung của tụ điện?
Xem đáp án » 18/06/2021 315
Một điện tích thử đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,8 V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó là 3,2.10-4 N. Độ lớn của điện tích đó là
Xem đáp án » 18/06/2021 295
Môt điện tích điểm đặt tại O, một thiết bị đo độ lớn cường độ điện trường chuyển động thẳng từ M hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu bằng không và gia tốc có độ lớn 7,5 cm/s2 cho đến khi dừng lại tại điểm N. Biết NO = 15 cm và số chỉ thiết bị đo tại N lớn hơn tại M là 64 lần. Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
Xem đáp án » 18/06/2021 189
Tại điểm O đặt điện tích điểm O thì độ lớn cường độ điện trường tại A là E. Trên tia vuông góc với OA tại điểm A có điểm B cách A một khoảng 8 cm. Điểm M thuộc đoạn AB sao cho MA = 4,5 cm và góc MOB có giá trị lớn nhất. Để độ lớn cường độ điện trường tại M là 3,84E thì điện tích điểm tại O phải tăng thêm
Xem đáp án » 18/06/2021 184
Thế năng của một positron tại điểm M trong điện trường của một điện tích liêm là -4.10-19 J. Điện thế tại điểm M là
Xem đáp án » 18/06/2021 182
Tại hai điểm A, B cách nhau 10 cm trong không khí có hai điện tích q1=-8.10-6 và q2=10-6. Xác định độ lớn cường độ điện trường do haị tại điểm tại C.Biết AC = 15cm; BC = 5cm
Xem đáp án » 18/06/2021 161
Từ điểm A bắt đầu thả rơi tự do một điện tích điểm, khi chạm đất tại B nó đứng yên luôn. Tại c, ở khoảng giữa A và B [nhưng không thuộc AB], có một máy M đo độ lớn cường độ điện trường, c cách AB là 0,6 m. Biết khoảng thời gian từ khi thả điện tích đến khi máy M thu có số chì cực đại, lớn hơn 0,2 s so với khoảng thời gian từ đó đến khi máy M số chỉ không đổi; đồng thời quãng đường sau nhiều hơn quãng đường trước là 0,2 m. Bỏ qua sức cản không khí, bỏ qua các hiệu ứng khác, lấy g = 10 m/s2. Tỉ số giữa số đo đầu và số đo cuối gần giá trị nào nhất sau đây?
Xem đáp án » 18/06/2021 159
Electron trong đèn hỉnh vô tuyển phải có động năng vào cờ 40.1020J thì khi đập vào màn hình nó mới làm phát quang lớp bột phát quang phủ ở đó. Để tăng tốc êlectron, người ta phải cho êlectron baỵ qua điện trường của một tụ điện phẳng, dọc theo một đường sức điện, ở hai bản của tụ điện có khoét hai lỗ tròn cùng trục và có cùng đường kính. Electron chui vào trong tụ điện qua một lỗ và chui ra ở lỗ kia.Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bắt đầu đi vào điện trường trong tụ điện. Cho điện tích của êlectron là -1,6.10-19 C.Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là 0,5 cm. Tính cường độ điện trường trong tụ điện
Xem đáp án » 18/06/2021 135
Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 1 g, mang một điện tích là q = +90 nC được treo vào một sợi chi nhẹ cách điện có chiều dài . Đầu kia của sợi chỉ được buộc vào điểm cao nhất của một vòng dây tròn bán kính R = 10 cm, tích điện Q = +90 nC [điện tích phân bố đều trên vòng dây] đặt cố định trong mặt phẳng thẳng đứng trong không khí. Biết m nằng cân bằng trên trục của vòng dây và vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Lấy g = 10m/s2. Tính ℓ
Xem đáp án » 18/06/2021 126
Trong không khí có bốn điểm O, M, N và P sao cho tam giác MNP đều, M và N nằm trên nửa đường thẳng đi qua O. Tại O đặt một điện tích điểm. Độ lớn cường độ điện trường do Q gây ra tại M và N lần lượt là 360 V/m và 64 V/m. Độ lớn cường độ điện trường do Q gây ra tại P là
Xem đáp án » 18/06/2021 122