Công thức mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều lớp 11 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều lớp 11 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế trong điện trường đều từ đó học tốt môn Vật Lí 11.

1. Công thức

Hệ thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: $E=\frac{U}{d}$

2. Ví dụ

Ví dụ 1. Trong cơ thể sống, có nhiều loại tế bào, màng tế bào có nhiệm vụ kiểm soát các chất và ion ra vào tế bào đảm bảo cho quá trình trao đổi chất và bảo vệ tế bào trước các tác nhân có hại của môi trường. Một tế bào có màng dày khoảng ${8.10}^{-9}\text{ m}$, mặt trong của màng tế bào mang điện tích âm, mặt ngoài mang điện tích dương. Hiệu điện thế giữa hai mặt này bằng 0,07V. Hãy tính cường độ điện trường trong màng tế bào trên.

A. 8,75.10⁶ V/m.

B. 875.10⁶ V/m.

C. 87,5.10⁶ V/m.

D. 0,875.10⁶ V/m.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức $\text{E}=\frac{U}{\text{ d}}$ ta tính được cường độ điện trường trong màng tế bào bằng: $E=\frac{\mathrm{0,07}}{{8.10}^{-9}}={\mathrm{8,75.10}}^6\text{ V}/\text{m}$

Đáp án đúng là A

Ví dụ 2. Cho hai tấm kim loại phẳng rộng, đặt nằm ngang, song song với nhau và cách nhau d = 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm đó bằng 500V. Tính cường độ điện trường trong khoảng giữa hai bản phẳng.

A. 100 V/m.

B. 1000 V/m.

C. 10000 V/m.

D. 100000 V/m.

Hướng dẫn giải

Điện trường ở giữa hai tấm kim loại là điện trường đều, các đường sức song song và cách đều nhau và có cường độ điện trường bằng: $E=\frac{U}{d}=\frac{500}{\mathrm{0,05}}=10000\text{ V}/\text{m}$

Đáp án đúng là C

3. Bài tập

Câu 1. Cường độ điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng song song được nối với nguồn điện có hiệu điện thế U sẽ giảm đi khi

A. tăng hiệu điện thế giữa hai bản phẳng.         

B. tăng khoảng cách giữa hai bản phẳng.

C. tăng diện tích của hai bản phẳng.                 

D. giảm diện tích của hai bản phẳng.

Đáp án đúng là B

Câu 2. Điện trường đều tồn tại ở

A. xung quanh một vật hình cầu tích điện đều.

B. xung quanh một vật hình cầu chỉ tích điện đều trên bề mặt.

C. xung quanh hai bản kim loại phẳng, song song, có kích thước bằng nhau.

D. trong một vùng không gian hẹp gần mặt đất.

Đáp án đúng là D

Câu 3. Các đường sức điện trong điện trường đều

A. chỉ có phương là không đổi.                        

B. chỉ có chiều là không đổi.

C. là các đường thẳng song song cách đều.       

D. là những đường thẳng đồng quy.

Đáp án đúng là C

Câu 4. Khoảng cách giữa hai cực của ống phóng tia X (Hình vẽ) bằng 2cm, hiệu điện thế giữa hai cực là 100kV. Cường độ điện trường giữa hai cực bằng

A. 200 V/m.          

B. 50 V/m.            

C. 2000 V/m.        

D. 5000000 V/m.

Đáp án đúng là D

Câu 5. Trong ống phóng tia X ở Bài 18.4, một electron có điện tích $e=-{\mathrm{1,6.10}}^{-19}\text{C}$ bật ra khỏi bản cực âm (catôt) bay vào điện trường giữa hai bản cực. Lực điện tác dụng lên electron đó bằng

A. $8\cdot {10}^{-13}\text{ N}$.                

B. $8\cdot {10}^{-18}\text{ N}$.                

C. $\mathrm{3,2}\cdot {10}^{-17}\text{ N}$.             

D. $8\cdot {10}^{-15}\text{ N}$.

Đáp án đúng là A

Câu 6. Ở sát mặt Trái Đất, vectơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có độ lớn vào khoảng 150 V/m. Tính hiệu điện thế giữa một điểm ở độ cao 5m  và mặt đất.

A. 720 V.                       

B. 360 V.                       

C. 120 V.              

D. 750V

Đáp án đúng là D

Câu 7. Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lửng trong điện trường giữa hai bản kim loại phẳng. Bỏ qua lực đẩy Asimet. Các đường sức điện có phương thẳng đứng và chiều hướng từ dưới lên trên. Hiệu điện thế giữa hai bản là 120 V. Khoảng cách giữa hai bản là 3 cm. Xác định điện tích của hạt bụi. Lấy g = 10 m/s².

A. 0,25 µC.                   

B. 0,25 nC.                    

C. 0,15 µC.          

D. 0,75 nC.

Đáp án đúng là B

Câu 8. Một giọt dầu hình cầu nằm lơ lửng trong điện trường của một tụ điện phẳng không khí. Đường kính của giọt dầu là 0,5 mm. Khối lượng riêng của dầu là 800 kg/m³. Bỏ qua lực đẩy Asimet. Khoảng cách giữa hai bản tụ điện là 1 cm. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là 200 V; bản phía trên là bản dương đặt nằm ngang. Lấy g = 10 m/s².Tính điện tích của giọt dầu.

A. – 2,5 pC.                   

B. + 2,5 pC.

C. – 23,8 pC.       

D. + 23,8 pC.

Đáp án đúng là C

Câu 9. Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 5 cm có hiệu điện thế 10 V, giữa hai điểm cách nhau 8 cm có hiệu điện thế là

A. 10 V.                

B. 16 V.                

C. 20 V.                

D. 6,25 V.

Đáp án đúng là B

Câu 10. Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 0,5 m. Độ lớn cường độ điện trường là 1000 V/m. Hiệu điện thế giữa hai điểm đó là

A. 500 V.                                          

B. 1000 V.            

C. 2000 V.                                        

D. chưa đủ dữ kiện để xác định.

Đáp án đúng là A

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 11 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức công của lực điện

• Công thức thế năng của điện tích trong điện trường

• Công thức điện thế, hiệu điện thế

• Công thức tụ điện

• Công thức liên quan đến ghép tụ

---