Giải bài tập vật lí lớp 11 kết nối tri thức Bài 20 Điện thế

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Trong thực tế chúng ta gặp những đường dây dẫn điện cao thế, trung thế, hạ thế. Từ "thế" ở đây được hiểu như thế nào? Có liên quan tới thế năng điện đã học ở Bài 19 hay không?

I. ĐIỆN THẾ TẠI MỘT ĐIỂM TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Hoạt động 1: Để đặt một điện tích q vào điểm M trong điện trường chúng ta cần cung cấp thế năng W_M cho điện tích q. Điều này tương ứng với việc thực hiện một công A dịch chuyển điện tích q từ vô cực về điểm M. Hãy vận dụng công thức (19.3) và (19.4) để thu được công thức: $V=\frac{A}{q}$

Hoạt động 2: Tỉ số $V = \frac{A}{q}$ như trên được gọi là điện thế của điện trường tại điểm M.

a) Hãy dự đoán điện thế V đặc trưng cho đại lượng nào của điện trường.
b) Xác định độ lớn điện tích q khi điện thế V có giá trị bằng công A thực hiện để dịch chuyển điện tích q từ vô cực về điểm M.

II. MỐI LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN THẾ VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

Hoạt động: Hãy vận dụng công thức V = A/q để chứng tỏ rằng công thực hiện để dịch chuyển điện tích q từ điểm N đến điểm M bằng: A_MN = (V_M - V_N)q = U_MNq

Câu hỏi 1: Tế bào quang điện chân không (Hình 20.1) gồm một ống hình trụ có một cửa sổ trong suốt, được hút chân không (áp suất trong khoảng $10 ^ {- 8}$ mmHg đến$10 ^ {- 6}$ mmHg). Trong ống đặt một catôt (cực âm) có khả năng phát xạ electron khi chiếu và một anôt (cực dương). Electron trong điện trường giữa hai cực sẽ dịch chuyển về phía anôt nếu U _AK >0.

Cho hiệu điện thế U _AK = 45 V được đặt vào giữa hai cực của tế bào quang điện. Khi chiếu xạ ánh sáng phù hợp để catôt phát xạ electron vào vùng điện trường giữa hai cực. Hãy tính công của điện trường trong dịch chuyển của electron từ catôt tới anôt.

Câu hỏi 2: Tính thế năng điện của một electron đặt tại điểm M có điện thế bằng 1000 V.

Câu hỏi 3: Vận dụng mối liên hệ giữa điện thế và cường độ điện trường để xác định điện thế tại một điểm cách mặt đất 5 m ở nơi có điện trường của Trái Đất là 114 V/m.