1. Công của lực điện trong điện trường đều Đặc điểm: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của đường đi. Biểu thức: AMN = qEd Trong đó, d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện. Chú ý: d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức. d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức. 2. Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng (độ giảm thế năng) của điện tích: AMN = WM WN 3. Điện thế. Hiệu điện thế Khi 1 điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì hiệu điện thế giữa 2 điểm M, N là: UMN = VM – VN = Điện thế tại điểm M trong điện trường được tính theo công thức: VM =
Trang 11
CHỦ ĐỀ 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN ĐIỆN THẾ HIỆU ĐIỆN THẾ
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Công của lực điện trong điện trường đều
* Đặc điểm: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều không
phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của đường
đi
* Biểu thức: AMN = qEd
Trong đó, d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện
Chú ý:
- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức
- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức
2 Liên hệ giữa công của lực điện và hiệu thế năng (độ giảm thế năng) của điện tích:
A MN = W M - W N
3 Điện thế Hiệu điện thế
- Khi 1 điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì hiệu điện thế giữa 2 điểm M, N là:
U MN = V M – V N =
- Điện thế tại điểm M trong điện trường được tính theo công thức: VM =
𝐴𝑀∞ là công của lực điện trường khi điện tích q dịch chuyển từ M ra xa vô cực (J)
𝑉∞ = 0 ; VM (V) ; q (C)
Chú ý:
- Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm
- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế
- Trong điện trường, véctơ cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi
có điện thế thấp
- Ngược lại: U NM = V N – V M = - U MN
4 Biểu thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế:
E =
U là hiệu điện thế giữa 2 điểm cách nhau một đoạn d được đặt trên cùng một đường sức điện
Trang 22
B PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1: Tính công của lực điện khi điện tích di chuyển
Phương pháp: sử dụng các công thức sau:
1 A MN = qEd
Chú ý:
d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức
d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức
2 A MN = W M - W N
3 AMN = UMN q = (VM – VN ).q
Chú ý: Dấu của công phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển dời và
chiều đường sức
Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế
Phương pháp: sử dụng các công thức sau
1 Công thức tính điện thế : VM =
Chú ý : Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng ( bằng 0 )
2 Công thức hiệu điện thế: = VM – VN
3 Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều:
E =
C BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1 Mối liên hệ giữa hiệu điện thế UMN và UNM là
A UMN = UNM B UMN = - UNM C UMN =
NM U
1
D UMN =
NM U
1
Câu 2 Hai điểm M và N nằm trên một đường sức của một điện trường đều có cường độ E,
hiệu điện thế giữa M và N là UMN, khoảng cách MN = d Công thức nào sau đây không đúng?
A UMN = VM – VN B UMN = E.d C AMN = q.UMN D E = UMN.d
Câu 3 Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN = 1 V Công của điện trường làm dịch chuyển điện tích q = -1(μC) từ M đến N là:
A A = - 1 (μJ) B A = + 1 (μJ) C A = - 1 (J) D A = + 1 (J)
Câu 4 Công của lực điện trường làm dịch chuyển một điện tích giữa hai điểm có hiệu điện
thế U = 2000 V là A = 1 (J) Độ lớn của điện tích đó là:
A q = 2.10-4 (C) B q = 2.10-4 (μC) C q = 5.10-4 (C) D q = 5.10-4 (μC)
Trang 33
Câu 5 Cho UMN = 4 V Đẳng thức nào dưới đây luôn đúng?
A VM = 4 V B VN = 4 V C VM - VN = 4 V D VN – VM = 4 V
Câu 6 Công của lực điện không phụ thuộc vào
A độ lớn của điện tích dịch chuyển B cường độ điện trường
C vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi D độ dài đường đi
Câu 7 Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là UMN = 100 V Công điện trường làm dịch chuyển proton từ M đến N là
A -1,6.10-17 J B 1,6.10-19 J C 1,6.10-17 J D -1,6.10-19 J
Câu 8 Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là UMN = 100 V Công điện trường làm dịch chuyển electron từ M đến N là
A -1,6.10-17 J B 1,6.10-19 J C 1,6.10-17 J D -1,6.10-19 J
CHỦ ĐỀ 5: TỤ ĐIỆN
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1.Tụ điện
-Định nghĩa : Tụ điện là hệ 2 vật dẫn đặt gần nhau, giữa chúng có điện môi ngăn cách Hai
vật dẫn gọi là hai bản của tụ điện Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện
-Tụ điện phẳng có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng đặt gần nhau, song song, đối diện nhau
2 Điện dung của tụ điện
- Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ
Đơn vị điện dung là Fara, kí hiệu: F
milifara(mF): 1mF = 10-3 F ; micrcôfara(𝜇𝐹) : 6
1 F 10 F ; nanôfara(nF) : 9
1nF 10 F ; picôfara(pF) : 1pF 10 12F
- Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng:
Với S là phần diện tích đối diện giữa 2 bản
Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt
vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng
4 Năng lượng của tụ điện
- Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện
Trang 44
B PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng BT: Tính điện dung, điện tích, hiệu điện thế và năng lượng của tụ điện
Phương pháp: Sử dụng các công thức sau
- Công thức định nghĩa : C = => Q = CU
- Điện dung của tụ điện phẳng : C =
Chú ý: + Nối tụ vào nguồn: U = hằng số
+ Ngắt tụ khỏi nguồn: Q = hằng số
C BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1 Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V
Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp 2 lần thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ có giá trị là:
A U = 50 (V) B U = 100 (V) C U = 150 (V) D U = 200 (V)
Câu 2 Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V
Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp 2 lần thì
A Điện tích của tụ điện không đổi
B Điện tích của tụ điện tăng lên 2 lần
C Điện tích của tụ điện giảm đi 2 lần
D Điện tích của tụ điện tăng lên 4 lân
Câu 3 Một tụ điện phẳng được mắc vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 50V
Ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi kéo cho khoảng cách giữa hai bản tụ tăng gấp 2 lần thì
A Điện dung của tụ điện không đổi
B Điện dung của tụ điện tăng lên 2 lần
C Điện dung của tụ điện giảm đi 2 lần
D Điện dung của tụ điện tăng lên 4 lân
Câu 4 Tụ phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế U =
300V
Điện tích Q của tụ điện là
A Q = 15.10-8C B Q = 1,5.10-8C C Q = 1,5.10-4 C D Q = 0,15C
Trang 55
Câu 5 Tụ phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế U =
300V, điện tích của tụ điện là Q = 15.10-8C Ngắt tụ ra khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là 2 Điện tích của tụ lúc này là
A Q = 15.10-8C B Q = 1,5.10-8C C Q = 1,5.10-4 C D Q = 0,15C
Câu 6 Tụ phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế U =
300V Ngắt tụ ra khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là 2 Điện dung của tụ lúc này là
A C = 500 pF B C = 1000 pF C C = 1500 pF D Kết quả khác
Câu 7 Tụ phẳng không khí có điện dung C = 500 pF được tích điện đến hiệu điện thế U =
300V, điện tích của tụ điện là Q = 15.10-8
C Ngắt tụ ra khỏi nguồn Nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là 2 Hiệu điện thế của tụ lúc này là
A 100V B 150V C 200V D Kết quả khác
Câu 8 Tụ phẳng không khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600V
Điện tích Q của tụ là
A 12.10-9 C B 1,2.10-9 C C 1,2.10-6 C D 1,2.10-3 C
Câu 9 Tụ phẳng không khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600V
Ngắt tụ ra khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 lần Điện tích của tụ lúc này là
A 12.10-9 C B 1,2.10-9 C C 1,2.10-6 C D 1,2.10-3 C
Câu 10 Tụ phẳng không khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600V,
điện tích của tụ là Q = 1,2.10-9
C Ngắt tụ ra khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 lần
Điện dung của tụ lúc này là
A 1pF B 4pF C không đổi D kết quả khác
Câu 11 Tụ phẳng không khí điện dung C = 2pF được tích điện ở hiệu điện thế U = 600V,
điện tích của tụ là Q = 1,2.10-9
C Ngắt tụ ra khỏi nguồn, đưa hai bản tụ ra xa để khoảng cách tăng gấp 2 lần
Hiệu điện thế của tụ lúc này là
A 1000V B 1200V C 1500V D 100V