Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Công thức tính hiệu điện thế (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Vật lí 11.

Phương pháp giải Công thức tính hiệu điện thế (50 bài tập minh họa)

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.

$U_{MN}=V_M-V_N$. 

$\Rightarrow U_{MN}=V_M-V_N=\frac{A_{MN}}{q}$ 

- 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:

 $U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{A}_{MN}=q{U}_{MN}\\ q=\frac{A_{MN}}{U_{MN}}\end{array}\right.$

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

$$\begin{gathered} U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}=E.d \\ \Rightarrow E=\frac{U_{MN}}{d}=\frac{U}{d} \end{gathered}$$

- 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. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Ở sát mặt Trái Đất, vectơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có độ lớn vào khoảng $150\frac{V}{m}$. Hiệu điện thế giữa một điểm ở độ cao 5m so với mặt đất là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

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

Ví dụ 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:

$$\begin{gathered} U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q} \\ \Rightarrow 50=\frac{A_{MN}}{-{\mathrm{1,6.10}}^{-19}} \\ \Rightarrow A_{MN}=-{8.10}^{-18}J. \end{gathered}$$

Ví dụ 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:

$$\begin{gathered} U_{AC}=E.AC.\cos \left(\overrightarrow{E},\overrightarrow{AC}\right) \\ =E.AC.\cos {90}^0=0 \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} U_{BC}=E.BC.\cos \left(\overrightarrow{E},\overrightarrow{BC}\right) \\ \iff 400=E\mathrm{.0,2.}\cos {60}^0 \end{gathered}$$

Xem thêm các dạng Vật lí 11 hay, chọn lọc khác:

Công thức tính công của lực điện hay nhất | Cách tính công của lực điện

Công thức tính thế năng của điện tích hay nhất | Cách tính thế năng của điện tích

Công thức tính hiệu điện thế hay nhất | Cách tính hiệu điện thế

Công thức tính tụ điện hay nhất | Cách tính tụ điện

Công thức tính tụ điện mắc nối tiếp hay nhất | Cách tính tụ điện mắc nối tiếp