BÀI 13. ĐIỆN THẾ VÀ THẾ NĂNG ĐIỆN
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 13. ĐIỆN THẾ VÀ THẾ NĂNG ĐIỆN
Mở đầu
Mở đầu
Mở đầu: Vào ngày 27/5/1994, đường dây cao thế 500 kV Bắc – Nam (Hình 13.1) đã chính thức được đưa vào vận hành. Sự kiện này đánh dấu một cột mốc lịch sử khi tạo ra sự liên kết lưới điện quốc gia. Vậy “thế” trong cụm từ “cao thế” đặc trưng cho khả năng gì về điện?
Lời giải “Thế” trong cụm từ đường dây “cao thế” là dạng dòng điện có điện áp (hiệu điện thế) vô cùng lớn. Do vậy “thế” trong cụm từ “cao thế” nói về hiệu điện thế giữa hai điểm A và B trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường để dịch chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm đó.
Ảnh
Thế năng điện. Điện thế
Công của lực điện
Công của lực điện
Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Do đó, lực điện là lực thế và điện trường là một trường thế.
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi 1
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 13.2, xác định công của lực điện tác dụng lên điện tích q > 0 khi q di chuyển từ A' đến B'.
Lời giải
Công của lực điện: A = F.d = q.E.A'B'
Ảnh
Thế năng điện - Điện thế
Thế năng điện - Điện thế
- Thế năng điện của một điện tích q tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường để dịch chuyển điện tích q từ điểm đó ra xa vô cùng. Trong hệ SI, thế năng điện có đơn vị là jun (J).
- Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho thế năng điện tại vị trí đo và được xác định bằng công mà ta cần thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cực về điểm đó:
WA = AA∞
Ảnh
Hiệu điện thế
Hiệu điện thế
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường để dịch chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm đó và được xác định bằng biểu thức:
UAB = VA − VB = latex((A_(AB))/q)
Trong hệ SI, hiệu điện thế có đơn vị là vôn (V).
- Mối liên hệ với cường độ điện trường: E = latex(U/d) Với d là khoảng cách giữa hai điểm đang xét trên phương của vecto cường độ điện trường.
Câu hỏi 2
Câu hỏi 2: Xét hai điểm M và N trong điện trường đều. Biết vectơ cường độ điện trường hướng từ M đến N. Hãy so sánh giá trị điện thế tại điểm M và N.
Lời giải Ta có latex(U_(MN)) = latex(V_M) − latex(V_N) = latex((A_(MN))/q) Vì điện tích dịch chuyển cùng chiều vectơ cường độ điện trường hướng từ M đến N nên latex(A_(MN)) > 0 ⇒ latex(U_(MN)) > 0 ⇒ latex(V_M) > latex(V_N).
Chuyển động của điện tích trong điện trường đều
Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu song song với vecto cường độ điện trường
Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu song song với vecto cường độ điện trường
Ảnh
Tốc độ của hạt electron tại bản dương (vận tốc ban đầu bằng 0):
Ảnh
Câu hỏi 3
Câu hỏi 3: Áp dụng định lí động năng, em hãy rút ra công thức (13.11).
Lời giải: Hạt electron chuyển động không vận tốc đầu từ bản âm, dưới tác dụng của lực điện, electron được gia tốc chuyển động đến bản dương, tới bản dương có vận tốc v. Theo định lí động năng:
Ảnh
Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu vuông góc với vecto cường độ điện trường
Điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu vuông góc với vecto cường độ điện trường
Ảnh
- Quỹ đạo chuyển động của electron giống với quỹ đạo của chuyển động ném ngang - Trên phương Ox: electron chuyển động thẳng đều với tốc độ v0.
- Trên phương Oy: lực điện latex(\vec{F}) gây ra gia tốc latex(\vec{a}) = latex((q_E.\vec{E})/m)
Câu hỏi 4
Câu hỏi 4: Xác định các lực tác dụng lên electron trong Hình 13.7. Từ đó, dự đoán chuyển động của electron.
Lời giải
Ảnh
Do điện trường có phương thẳng đứng hướng lên, do đó lực điện tác dụng lên electron có phương thẳng đứng hướng xuống. Electron ban đầu chuyển động với vận tốc v0 theo phương ngang nên quỹ đạo của electron giống như chuyển động của vật ném ngang. Do đó quỹ đạo của electron có dạng nhánh của parabol.
Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò
Ghi nhớ kiến thức trọng tâm Hoàn thành các bài tập trong sách bài tập Chuẩn bị bài mới:"Bài 14. Tụ điện"
Cảm ơn
Ảnh