Phương pháp giải một số dạng bài tập về công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế
Dạng 1: Tính công của các lực khi điện tích di chuyển
Sử dụng các công thức sau:
+ Công của lực điện trong điện trường đều: \(A = qEd\)
d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức
d < 0 khi hình chiếu ngược đường sức
+ \({A_{MN}} = {{\rm{W}}_{tM}} - {{\rm{W}}_{tN}} = {{\rm{W}}_{dM}} - {{\rm{W}}_{dN}}\)
+ \({A_{MN}} = {U_{MN}}.q = \left( {{V_M} - {V_N}} \right).q\)
Lưu ý: Dấu của công phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển dời và chiều đường sức.
Bài tập ví dụ:
Điện tích \(q = {10^{ - 8}}C\) di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường E = 300 V/m, \(\overrightarrow E //BC\). Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác.
Hướng dẫn giải
Công của lực điện trường khi di chuyển trên các cạnh là:
\({A_{AB}} = qE.AB.\cos {120^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1.\left( { - 0,5} \right)\\ = - 1,{5.10^{ - 7}}J\)
\({A_{BC}} = qE.BC.\cos {0^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1\\ = {3.10^{ - 7}}J\)
\({A_{CA}} = qE.AC.\cos {60^0} = {10^{ - 8}}.300.0,1.0,5\\ = 1,{5.10^{ - 7}}J\)
Dạng 2: Tìm điện thế - hiệu điện thế
Sử dụng các công thức sau:
- Điện thế: \({V_M} = \frac{{{A_{M\infty }}}}{q}\)
Điện thế tại một điểm gây bởi điện tích q: \({V_M} = k\frac{q}{{\varepsilon r}}\)
Điện thế do nhiều điện tích gây ra: \(V = {V_1} + {V_2} + ... + {V_M}\)
Lưu ý: Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng (bằng 0)
- Hiệu điện thế: \({U_{MN}} = \frac{{{A_{MN}}}}{q} = {V_M} - {V_N}\)
- Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều: \(E = \frac{U}{d}\)
Lưu ý: Trong điện trường, vecto cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.
Bài tập ví dụ:
Cho ba bản kim loại phẳng A,B,C đặt song song như hình vẽ, cho d1 = 5 cm và d2 = 8 cm. Các bản được tích điện và điện tường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn: \({E_1} = {4.10^4}V/m,{E_2} = {5.10^4}V/m\). Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế \({V_B},{V_C}\) của hai bản B,C.
Hướng dẫn giải
Từ hình vẽ ta thấy \(\overrightarrow {{E_1}} \) hướng từ A đến B nên ta có: \({U_{AB}} = {V_A} - {V_B} = {E_1}.{d_1}\)
Chọn gốc điện thế tại A => \({V_A} = 0\)
\( \Rightarrow {V_B} = {V_A} - {E_1}{d_1} = 0 - {4.10^4}{.5.10^{ - 2}} = - 2000V\)
\(\overrightarrow {{E_2}} \) hướng từ C đến B nên ta có:
\({U_{CB}} = {V_C} - {V_B} = {E_2}{d_2} \\\Leftrightarrow {V_C} = {V_B} + {E_2}{d_2} \\= - 2000 + {5.10^4}{.8.10^{ - 2}} = 2000V\)
Dạng 3: Chuyển động của điện tích trong điện trường đều
Khi hạt mang điện bay vào trong điện trường với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) vuông góc với các đường sức điện. Hạt chịu tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với \(\overrightarrow {{v_0}} \). Qũy đạo của hạt là một phần của đường parabol.
1. Gia tốc của điện tích:
Độ lớn gia tốc: \(a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{{\left| q \right|E}}{m} = \dfrac{{\left| q \right|U}}{{m.d}}\)
Trong đó:
m: khối lượng của điện tích (kg); q: điện tích (C); U: hiệu điện thế (V)
d: khoảng cách giữa hai điểm dọc theo đường sức (m)
E: cường độ điện trường (V/m)
2. Chuyển động của điện tích dọc theo đường sức điện trường.
Chuyển động của điện tích dọc theo điện trường đều là chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Áp dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:
\(v = {v_0} + at;s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2};{v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}s\)
3. Chuyển động của điện tích vuông góc với đường sức điện trường.
Chuyển động của điện tích được coi như chuyển động ném ngang với vận tốc ban đầu v0
Phương trình chuyển động: \(\left\{ \begin{array}{l}x = {v_0}t\\y = \frac{1}{2}a{t^2}\end{array} \right.\)=> phương trình quỹ đạo \(y = \frac{{a{x^2}}}{{2v_0^2}}\)
4. Chuyển động của điện tích hợp với đường sức góc \(\alpha \)
Chuyển động của điện tích được coi như chuyển động ném xiên với vận tốc v0 hợp với phương ngang góc \(\alpha \)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_x} = {v_0}\cos \alpha ;{v_y} = {v_0}\sin \alpha \\x = ({v_0}\cos \alpha )t;y = ({v_0}\sin \alpha )t + \frac{1}{2}a{t^2}\end{array} \right.\)
=>Phương trình quỹ đạo: \(y = \dfrac{{a{x^2}}}{{2{{({v_0}\cos \alpha )}^2}}} + x\tan \alpha \)
- Câu C1 trang 23 SGK Vật lý 11
- Câu C2 trang 23 SGK Vật lý 11
- Câu C3 trang 24 SGK Vật lý 11
- Bài 1 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 2 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 3 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 4 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 5 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 6 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 7 trang 25 SGK Vật lí 11
- Bài 8 - Trang 25 - SGK Vật lí 11
SGK Vật lí lớp 11
Giải bài tập vật lý lớp 11 đầy đủ công thức, lý thuyết, định luật, chuyên đề vật lý SGK lớp 11 giúp để học tốt vật lý 11, luyện thi THPT Quốc gia
CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
- Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông
- Bài 2. Thuyết electron - Định luật bảo toàn điện tích
- Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường - Đường sức điện
- Bài 4. Công của lực điện
- Bài 5. Điện thế - Hiệu điện thế
- Bài 6. Tụ điện
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 1 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 1 – Vật lý 11
CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
- Bài 7. Dòng điện không đổi. Nguồn điện
- Bài 8. Điện năng - Công suất điện
- Bài 9. Định luật ôm đối với toàn mạch
- Bài 10. Ghép các nguồn điện thành bộ
- Bài 11. Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- Bài 12. Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
- Bài 13. Dòng điện trong kim loại
- Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân
- Bài 15. Dòng điện trong chất khí
- Bài 16. Dòng điện trong chân không
- Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn
- Bài 18. Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI
CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
- Bài 19. Từ trường
- Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ
- Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- Bài 22. Lực Lo-ren-xơ
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 4 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 4 – Vật lý 11
CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
- Bài 23. Từ thông. Cảm ứng điện từ
- Bài 24. Suất điện động cảm ứng
- Bài 25. Tự cảm
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 5 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 5 – Vật lý 11
CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
- Bài 26. Khúc xạ ánh sáng
- Bài 27. Phản xạ toàn phần
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 6 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 6 – Vật lý 11
CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG
- Bài 28. Lăng kính
- Bài 29. Thấu kính mỏng
- Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính
- Bài 31. Mắt
- Bài 32. Kính lúp
- Bài 33. Kính hiển vi
- Bài 34. Kính thiên văn
- Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
- Đề kiểm tra 15 phút – Chương 7 – Vật lý 11
- Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 7 – Vật lý 11
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11
Xem Thêm
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
Vật Lý
Hóa Học
Ngữ Văn
- Soạn văn 11
- SBT Ngữ văn lớp 11
- Văn mẫu 11
- Soạn văn 11 chi tiết
- Soạn văn ngắn gọn lớp 11
- Soạn văn 11 siêu ngắn
Sinh Học
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
Công Nghệ
Lịch Sử & Địa Lý
- Tập bản đồ Địa lí lớp 11
- SBT Địa lí lớp 11
- SGK Địa lí lớp 11
- Tập bản đồ Lịch sử lớp 11
- SBT Lịch sử lớp 11
- SGK Lịch sử lớp 11