A. Phương pháp & Ví dụ
Áp dụng các công thức:
+ Công của lực điện trong điện trường đều A = qEd
+ Điện thế của một điểm trong điện trường
+ Điện thế tại một điểm gây bởi điện tích q:
+ Điện thế do nhiều điện tích điểm gây ra V = V1 + V2 + V3 + …+ VM
+ Hiệu điện thế
Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D trong điện trường là UCD = 200 V. Tính
a. Công của điện trường di chuyển proton từ C đến D.
b. Công của điện trường di chuyển electron từ C đến D.
Hướng dẫn:
a. Công của lực điện di chuyển proton: ACD = qUCD = 3,2.10-17J
b. Công của lực điện trường di chuyển electron: ACD = qUCD = – 3,2.10-17J
Ví dụ 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 1 V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu. Giải thích về kết quả tính được.
Hướng dẫn:
+ Công điện trường làm di chuyển điện tích q từ M đến N là: A = qUMN = – 1 (J)
+ Dấu ( – ) nói lên công của lực điện là công cản, do đó để di chuyển điện tích q từ M đến N thì cần phải cung cấp một công A = 1 J.
Ví dụ 3: Khi bay qua 2 điểm M và N trong điện trường, êlectrôn tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính hiệu điện thế giữa M và N.
Hướng dẫn:
Ta có: Công của lực điện trường là A = q.UAB = ΔWd
.
Vậy: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường là UMN = -250V.
Ví dụ 4: A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ E→ song song với AB. Cho α = 60°; BC = 10 cm và UBC = 400 V.
a) Tính UAC, UBA và E.
b) Tính công thực hiện để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A → B, từ B → C và từ A → C.
c) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 9.10-10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.
Hướng dẫn:
a) UAC = E.AC.cos90° = 0.
UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V.
b) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J.
ABC = qUBC = 4.10-7 J.
AAC = qUAC = 0.
c) Điện tích q đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E’→ có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn:
EA→ = E→ + E’→; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA = = 9,65.103 V/m.
Ví dụ 5: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. d1 = 5cm, d2 = 8cm. Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn: E1 = 4.104V/m, E2 = 5.104V/m. Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế VB , VC của hai bản B, C.
Hướng dẫn:
– Vì E1→ hướng từ A đến B, ta có: UAB = VA – VB = E1.d1
Gốc điện thế tại bản A : VA = 0
Suy ra: VB = VA – E1d1 = 0 – 4.104.5.10-2 = -200V
– Vì E2→ hướng từ C đến B, ta có: UCB = VC – VB = E2.d2
Suy ra : VC = VB + E2d2 = -2000 + 5.104.8.10-2 = 2000V
