a. Năng lượng điện trường đều:
Năng lượng We của tụ điện phẳng định xứ trong khoảng không gian giữa hai bản tụ nên năng lượng này còn được gọi là năng lượng trường tĩnh điện trong điện trường đều.
Ta có: V1 V2 E.d 2 . 2 . . W 2 0 2 2 0 e d S E d d SE W 2 2 0 e V E
, V: thể tích giới hạn giữa hai bản tụ. Nếu ta gọi ωe = V We = 2 2 E
o : là mật độ năng lượng điện trường thì năng lượng điện trường bên trong tụ điệnphẳng được viết lại: We= ωe.V
Vậy: năng lượng điện trường đềubằng mật độ năng lượng nhân với thể tích vùng không gian có điện trường.
b. Năng lượng điện trường không đều:
Để tính năng lượng điện trường không đều thì người ta chia vùng không gian đó (có thể tích V) thành nhiều thể tích dV vô cùng nhỏ, sao cho điện trường tại mọi điểm trên dV là đều. Khi đó, năng lượng điện trường có trong dV bằng dW: dWe = ωe.dV
30
Tài liệu giảng dạy Môn Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
Vậy năng lượng điện trường trong vùng không gian bất kỳ bằng We =
V e V
e dV
dW
Câu hỏi & bài tập chương 2
1. Tại điểm nào dưới dây không có điện trường:
A. Ở ngoài gần mặt cầu bằng cao su bị nhiễm điện. B. Ở trong mặt cầu bằng cao su bị nhiễm điện. C. Ở ngoài gần mặt cầu bằng thép bị nhiễm điện. D. Ở trong mặt cầu bằng thép bị nhiễm điện. 2. Đặt một thỏi thép vào trong điện trường thì :
A. Ở trong lỏi thép : E= 0. B. Điện thế ở trong lỏi cao hơn ở ngoài bề mặt ngoài. C. Điện tích phân bố khắp thể tích. D. Tất cả đều đúng.
3. Đặt cái hộp rỗng bằng nhôm vào điện trường thì :
A. Điện trường trong hộp (phần không khí) mạnh hơn ở vỏ (phần bằng nhôm). B. Điện trường trong hộp (phần không khí) thấp hơn ở vỏ (phần bằng nhôm). C. Điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vỏ hộp.
D. Tất cả đều đúng.
4. Chọn câu sai: Đưa vật A mang điện dương tới gần quả cầu kim loại nhỏ treo trên sợi dây tơ, quả cầu bị vật A hút. Có thể kết luận rằng:
A. Vật A gây ra hiện tượng điện hưởng ở quả cầu kim loại, làm cho mặt cầu ở phía gần vật A có điện tích âm và điện tích âm này hút điện tích dương của vật A.
B. Quả cầu trước đó đã không mang điện. Khi đó xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. C. Quả cầu trước đó đã mang điện âm, nhưng khá nhỏ so với điện tích của vật A. D. Tất cả đều sai.
5. Tích điện cho tụ điện phẳng, ngắt khỏi nguồn. Nhúng ngập hẳn vào điện môi lỏng thì: A. Điện tích trên mỗi bản tụ tăng, hiệu điện thế giữa hai bản tụ giảm.
B. Điện tích trên mỗi bản tụ giảm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ tăng. C. Điện tích trên mỗi bản tụ không đổi, hiệu điện thế giữa hai bản tụ giảm. D. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ không đổi.
6. Hai tụ được nạp điện cùng trị số điện tích thì: A. Hai tụ có cùng điện dung.
B. Hai tụ đó có cùng hiệu điện thế giữa hai bản tụ của chúng. C. Tụ điện nào có điện dung lớn hơn thì hiệu điện thế lớn hơn. D. Tụ nào có điện dung lớn hơn thì hiệu điện thế nhỏ hơn.
7. Gọi C1, C2 lần lượt là điện dung của hai tụ điện và cho biết C1> C2 . Nếu:
A. Mắc song song hai tụ vào một nguồn có hiệu điện thế U thì điện tích Q1 = Q2
31
Tài liệu giảng dạy Môn Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
C. Mắc nối tiếp hai tụ vào một nguồn có hiệu điện thế U thì hiệu điện thế U1 < U2. D. A, B, C đúng.
8. Năng lượng điện trường tụ điện phẳng phụ thuộc vào:
A. Hằng số điện môi của môi trường giữa hai bản tụ điện. B. Độ lớn của véctơ cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện. C. Độ lớn điện tích giữa hai bản tụ.
D. A, B, C đúng.
9. Mắc tụ điện có điện dung 5,0μF vào nguồn điện một chiều có điện thế 12V. Sau đó, gỡ bỏ nguồn rồi nhúng vào chất có điện môi bằng 3 thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ là:
A. 1,0V. B. 2,0V C. 3,0V. D. 4,0V
10. Mắc tụ C1vào nguồn Uo= 20V. Sau đó, ngắt bỏ nguồn rồi ghép C1song song với tụ C2
chưa tích điện thì hiệu điện thế chung của chúng là 5. Vậy:
32
Tài liệu giảng dạy Môn Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
Chương 3 ĐIỆN MÔI