Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế hay còn có thể gọi là điện áp. Một dòng điện sẽ có 2 cực âm dương rõ ràng, và người ta gọi sự chênh lệch giữa 2 cực âm dương này là điện áp. Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu rõ hơn về hiệu điện thế qua bài viết dưới đây!

Điện thế 

a) Khái niệm điện thế.

Trong công thức tính thế năng của một điện tích q tại một điểm M trong điện trường WM = VMq thì hệ số VM không phụ thuộc q, mà chỉ phụ thuộc điện trường tại M. Nó đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q. Ta gọi nó là điện thế tại M :

b) Định nghĩa

Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó tại một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q :

c) Đơn vị  điện thế.

Đơn vị điện thế là Vôn, kí hiệu là V.

Trong công thức (5.1), nếu q = 1 C, A_M∞  = 1 J thì V_M­ = 1 V.        

d) Đặc điểm của điện thế.

 

 

 

 

 

- Điện thế tại một điểm do nhiều điện tích gây ra: V = V₁+V₂ +...+ V_M

Hiệu điện thế là gì?

a) Đo hiệu điện thế

Người ta đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế.

b) Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường 

Xét hai điểm M và N trê một đường sức điện của một điện trường đều. Nếu di chuyển một điện tích q trên một đường thẳng MN thì công của lực điện sẽ  là : AMN = qEd với d = MN. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N sẽ là:

Công thức này cho thấy tại sao ta lại dùng đơn vị của cường độ điện trường là Vôn trên mét (V/m).

c) Kỹ năng giải bài tập

- Áp dụng công thức tính hiệu điện thế:

- Công thức tính công khi điện tích di chuyển dọc theo đường sức từ M đến N: A_MN = q.U_MN

Kiến thức liên quan:

   + Định lý biến thiên động năng:

   + Định luật II Newton: 

   + Các công thức của chuyển động biến đổi đều:

Bài tập trắc nghiệm liên quan

Câu 1: Hai điểm M và N nằm trên cùng 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 là không đúng?

A. U_MN = V_M – V_N.                 

B. U_MN = E.d

C. A_MN = q.U_MN                 

D. E = U_MN.d

Hướng dẫn:

Chọn D.

Ta có: 

Câu 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U_MN = 40 V. Chọn câu chắc chắn đúng:

A. Điện thế ở M là 40 V

B. Điện thế ở N bằng 0

C. Điện thế ở M có giá trị dương, ở N có giá trị âm

D. Điện thế ở M cao hơn điện thế ở N 40 V

Hướng dẫn:

Chọn D.

Ta có: U_MN = V_M - V_N = 40V

⇒ Điện thế tại M cao hơn điện thế tại N 40 V.

Câu 3: Ở sát mặt Trái Đất, vec tơ 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 5 m và mặt đất.

A. 750 V                

B. 570 V

C. 710 V                 

D. 850 V

Hướng dẫn:

Chọn A.

Hiệu điện thế giữa điểm ở độ cao 5m và mặt đất là U = E.d = 150.5 = 750 V.

Câu 4: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là U_MN = 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).

Hướng dẫn:

Chọn A.

Công dịch chuyển: A_MN = q.U_MN = -10^-6.1 = -10^-6 (J) = -1(μJ)

Câu 5: 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).

Hướng dẫn:

Chọn C.

Công dịch chuyển: A_MN = q.U_MN

⇒điện tích 

Câu 6: Giữa hai bản kim loại phẳng song song cách nhau 4cm có một hiệu điện thế không đổi 200V. Cường độ điện trường ở khoảng giữa hai bản kim loại là:

A. 5000V/m                 

B. 50V/m

C. 800V/m                 

D. 80V/m.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Cường độ điện trường 

Câu 7: 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 8,0.10^-9 m. Hỏi cường độ điện trường trong màng tế bào bằng bao nhiêu?

A. 8,75.106 V/m                 

B. 8,57.107 V/m

C. 8,50.106 V/m                 

D. 8,07.106 V/m

Hướng dẫn:

Chọn A.

Cường độ điện trường

Câu 8: Bắn một electron với vận tốc đầu rất nhỏ vào một điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo phương song song với các đường sức điện (hình vẽ). Electron được tăng tốc trong điện trường. Ra khỏi điện trường, nó có vận tốc bằng 10⁷ m/s. Tính hiệu điện thế giữa U_AB giữa hai bản. Biết điện tích của electron -1,6.10^-19 C. Khối lượng của electron là 9,1.10^-31 kg.

A. 284 V.                 

B. 248 V.

C. -248 V.                 

D. -284 V

Hướng dẫn:

Chọn D.

Áp dụng định lý biến thiên động năng biến thiên động năng: