Công thức, cách tính hiệu điện thế (hay, chi tiết)

Công thức tính hiệu điện thế Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, biết Cách tính hiệu điện thế từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 11.

Bài viết Công thức tính hiệu điện thế gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và 3 Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính hiệu điện thế Vật Lí 11.

1. Định nghĩa

Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của M và N và độ lớn của q.

 

2. Công thức

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là hiệu điện thế giữa V_M­ và V_N. 

U_MN = V_M - V_N .
 

- Trong đó: 

+ U_MN Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường (V)

+ V_M : Điện thế tại điểm M trong điện trường (V)

+ V_N : Điện thế tại điểm N trong điện trường (V)

+ A_MN: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N (J)

+ q: Điện tích điểm (C)

3. Mở rộng

- Từ công thức tính hiệu điện thế, ta có thể tính công của lực điện và độ lớn điện tích di chuyển trong điện trường:

 

- Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường 

 

- Trong đó:

+ U_MN Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường (V)

+ A_MN: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N (J)

+ q: Điện tích điểm (C)

+ E: Cường độ điện trường

+ d: Khoảng cách giữa hai điểm M, N dọc theo chiều điện trường

                       

4. Bài tập minh họa

Bài tập 1:   Ở sát mặt Trái Đất, vectơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có độ lớn vào khoảng . Hiệu điện thế giữa một điểm ở độ cao 5m so với mặt đất là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức: U = E.d = 150.5 = 750W 

Bài tập 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U_MN = 50V  Công mà lực điện tác dụng lên một electron khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức:   

Bài tập 3: Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường song song với AB. Cho BC = 20 cm, U_BC = 400 V.

Chọn phương án đúng. Tính U_AC và E.

Hướng dẫn giải

Áp dụng hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường, ta có:

 

5. Bài tập tự luyện

Câu 1: Biết hiệu điện thế U_MN = 3 V. Hỏi đẳng thức nào dưới đây chắc chắn đúng?

A. V_M = 3V

B. V_N = 3V

C. V_M - V_N = 3V

D. V_N - V_M = 3V

Câu 2: 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 2,4 m và mặt đất.

A. 720 V

B. 360 V

C. 120 V

D. 750 V

Câu 3: Hai điểm trên một đường sức trong một điện trường đều cách nhau 2m. 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. 200 V.

Câu 4: Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 4 cm có hiệu điện thế 10 V, giữa hai điểm cách nhau 6 cm có hiệu điện thế là

A. 8 V.

B. 10 V.

C. 15 V.

D. 22,5 V.

Câu 5: Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 4 cm có một hiệu điện thế không đổi 200 V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là

A. 5000 V/m.

B. 50 V/m.

C. 800 V/m.

D. 80 V/m.

Câu 6: Trong một điện trường đều, điểm A cách điểm B 1 m, cách điểm C 2 m. Nếu U_AB = 10 V thì U_AC

A. = 20 V.

B. = 40 V.

C. = 5 V.

D. chưa thể để xác định.

Câu 7: Ba điểm M, N và P nằm dọc theo đường sức của một điện trường đều. Hiệu điện thế U_MN = 2 V; U_MP = 8 V. Gọi H là trung điểm của NP. Hiệu điện thế U_MH bằng

A. 4 V

B. 5 V

C. 6 V

D. 10 V

Câu 8: Biết hiệu điện thế U_MN = 6 V; U_NP = 3 V. Chọn gốc điện thế là điện thế của điểm M. Như thế điện thế của điểm P là

A. 3 V

B. 6 V

C. – 9 V

D. 9 V

Câu 9: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích - 2 μC từ A đến B là 4 mJ. Tính U_AB

A. 2 V.

B. 2000 V.

C. – 8 V.

D. – 2000 V.

Câu 10: Mặt trong của màng tế bào trong cơ thể sống mang điện tích âm, mặt ngoài mang điện tích dương. Hiệu điện thế giữa hai mặt này bằng 0,07 V. Màng tế bào dày 8 nm. Cường độ điện trường trong màng tế bào này là:

A. 8,75.10⁶ V/m

B. 7,75.10⁶ V/m

C. 6,75.10⁶ V/m

D. 5,75.10⁶ V/m

Câu 11: Công của lực điện trường làm di 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).

Câu 12: Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm 250 eV. Tính hiệu điện thế U_MN?

A. 250 V

B. 500 V

C. -250 V

D. - 500 V

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:

• Công thức tính tụ điện

• Công thức tính tụ điện mắc nối tiếp

• Công thức tính tụ điện mắc song song

• Công thức tính năng lượng tụ điện

• Công thức tính lực tĩnh điện

---