Bài 20. Điện thế trang 79, 80, 81, 82 Vật Lí 11 Kết nối tri thứcTrong 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? Quảng cáo
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn
Câu hỏi tr 79 KĐ 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?
Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học của những bài trước để trả lời. Lời giải chi tiết: Điện thế là đại lượng vật lý đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng tạo ra năng lượng tiềm năng (thế năng), thế năng sẽ cung cấp năng lượng cho các điện tích dịch chuyển trong điện trường (giống như trong trường hấp dẫn thế năng của lực hấp dẫn sẽ cung cấp năng lượng cho vật ở độ cao h chuyển động rơi về phía tâm trái đất). Câu hỏi tr 79 HĐ 1. Để đặt một điện tích q vào điểm M trong điện trường chúng ta cần cung cấp thế năng WM 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: \(V = \frac{A}{q}\) 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. Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học của bài 19 để trả lời. \({{\rm{W}}_M} = {A_{M\infty }}\)(19.3) \({{\rm{W}}_M} = {V_M}q\)(19.4) Lời giải chi tiết: 1. Ta có: \({{\rm{W}}_M} = {A_{M\infty }}\)(19.3) \({{\rm{W}}_M} = {V_M}q\)(19.4) ⇒ VM.q = AM∞ ⇒ \(V = \frac{A}{q}\) 2. a) Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường tại điểm đó về thế năng, được xác định bằng công dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cực về điểm đó. b) Điện tích q có độ lớn \(V = \frac{A}{q}\) ⇒ q = A/V Câu hỏi tr 80 HĐ Hãy vận dụng công thức \(V = \frac{A}{q}\) để chứng tỏ rằng công thực hiện để dịch chuyển điện tích q từ điểm N đến điểm M bằng: AMN = (VM - VN)q = UMN.q (20.3) Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời. Lời giải chi tiết: Hiệu điện thế UMN bằng độ biến thiên thế năng từ M đến N: UMN = VM - VN \({V_{MN}} = \frac{{{A_{MN}}}}{q}\) ⇒ ANM = (VM−VN)q = UMN.q Câu hỏi tr 80 CH 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 đến10−6 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 UAK >0. Cho hiệu điện thế UAK = 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.
Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời. Lời giải chi tiết: Công của điện trường trong dịch chuyển của electron từ catôt tới anôt là: AKA = e.UAK = 1,6.10−19.45 = 720.10−20 (J) Câu hỏi tr 80 CH 2 Tính thế năng điện của một electron đặt tại điểm M có điện thế bằng 1000V. Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời. Lời giải chi tiết: Thế năng điện của một electron đặt tại điểm M là: WM = VM.e= 1000.1,6.10−19=1,6.10−16(J) Câu hỏi tr 82 CH 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 114V/m. Phương pháp giải: Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời. Lời giải chi tiết: Điện thế tại điểm cách mặt đất 5m là: V = E.h = 114.5 = 570 (V)
Bài đọc
>> Xem chi tiết: Lý thuyết Điện thế - Vật Lí 11 Kết nối tri thức
+
BÀI 20: ĐIỆN THẾ I. Điện thế tại một điểm trong điện trường - Điện thế tại một điểm trong điện trường được xác định bằng công dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cực về điểm đó (đơn vị là vôn hoặc kV), V = A/q, 1 kV = 1000 V. - Điện thế có giá trị đại số, phụ thuộc vào dấu của công A và điện tích q. - Mốc điện thế thường được chọn là vô cực hoặc bản nhiễm điện âm trong điện trường đều, và mặt đất trong thực tế. - Hiệu điện thế UMN được đo là hiệu giữa điện thế tại hai điểm M và N (đơn vị vôn), UMN = VM-VN - Cả điện thế và thế năng đều có đơn vị vôn. II. Mối liên hệ giữa điện thế và cường độ điện trường - Trong điện trường, để dịch chuyển một điện tích q từ điểm N tới điểm M ngược chiều điện trường, cần cung cấp một lực ít nhất bằng với lực điện và ngược chiều. Công ta bỏ ra có độ lớn bằng nhưng trái dấu với công của lực điện trường. - Điện thế là đại lượng gắn với điện trường, còn thế năng điện là đại lượng gắn với điện tích đặt trong điện trường. - Công A sử dụng để dịch chuyển điện tích q từ vô cực về điểm M trong công thức (20.1) chính bằng thế năng điện W của điện tích q đặt tại M trong điện trường, và hai đại lượng này liên hệ với nhau bởi công thức WM = Vq. - Trong điện trường đều, chiều của vectơ cường độ điện trường E hướng theo chiều giảm của điện thế. Độ lớn cường độ điện trường bằng độ giảm của điện thế dọc theo một đơn vị độ dài đường sức. EM = EN = E= U/d = (VM-VN)/MN - Công thức (20.5) vẫn áp dụng được trong trường hợp hai điểm M và N ở gần nhau trong điện trường bất kì. - Cường độ điện trường tại một điểm M bằng thương của hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trên một đoạn nhỏ đường sức chia cho độ dài đại số của đoạn đường sức đó. Sơ đồ tư duy về “Điện thế”
- Thu gọn
Bài đọc
>> Xem chi tiết: Lý thuyết Tụ điện - Vật Lí 11 Kết nối tri thức
+
BÀI 21: TỤ ĐIỆN I. Tụ điện - Tụ điện được dùng trong nhiều thiết bị điện với hình dạng khác nhau - Tụ điện là một loại linh kiện điện tử gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi môi trường cách điện (điện môi). - Mỗi vật dẫn được gọi là một bản tụ điện. - Mật độ điện tích tự do trong điện môi rất nhỏ, điện môi không dẫn điện. - Điện trường ngoài đặt vào điện môi lớn hơn một giới hạn nhất định, điện môi trở thành dẫn điện (điện môi bị đánh thủng). - Tụ điện được kí hiệu như Hình 21.2. - Tụ điện có nhiệm vụ tích điện và phóng điện. - Quá trình tích điện và phóng điện như sau: nối hai bản cực của tụ với hai cực của nguồn điện một chiều để tích điện, sau đó bỏ nguồn và nối hai bản tụ với một điện trở hoặc bóng đèn để phóng điện. - Lúc này dòng điện chạy qua điện trở và điện tích trên tụ điện giảm nhanh. Ta gọi đó là sự phóng điện của tụ điện. II. Điện dung của tụ điện 1. Điện dung - Tích điện cho các tụ điện khác nhau với hiệu điện thế U sẽ cho kết quả điện tích khác nhau, cho thấy khả năng tích điện của chúng khác nhau. - Độ lớn điện tích Q tụ điện tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai bản của nó: Q=CU. - Điện dung C là hằng số đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và được tính bằng tỉ số giữa điện tích Q và hiệu điện thế U đặt vào hai bản tụ điện. - Đơn vị của điện dung C là fara (kí hiệu là F), là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt hiệu điện thế 1 V vào hai bản tụ điện thì điện tích của tụ điện là 1C. - Tụ điện thực tế thường có điện dung từ 10-12 F đến 10-6 F, được đo bằng các đơn vị: + 1 micrôfara (kí hiệu là uF) = 10-6 F. + 1 nanôfara (kí hiệu là nF) = 10-9 F. + 1 picôfara (kí hiệu là pF) = 10-12 F. - Trên vỏ tụ điện thường ghi hai thông số kĩ thuật quan trọng là điện dung của tụ điện và hiệu điện thế tối đa được sử dụng. - Các thông số khác của từng loại tụ điện có thể bao gồm tần số dòng điện, khoảng nhiệt độ mà tụ điện hoạt động bình thường... 2. Điện dung của bộ tụ điện - Trong thực tế muốn có tụ điện với điện dung thích hợp hay hiệu điện thế cần thiết người ta phải ghép các tụ điện thành bộ tụ điện. a) Ghép nối tiếp - Ghép nối tiếp n tụ điện chưa tích điện có điện dung C1, C2, ..., Cn với nhau và mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U (Hình 21.7). - Hiệu điện thế, điện tích và điện dung của bộ tụ phụ thuộc vào các đại lượng tương ứng của mỗi tụ theo các công thức sau: + U = U₁ + U₂+ ... + Un + Q = Q1=Q₂ =…= Qn + 1/C = 1/C1 +1/C2 +…+ 1/Cn b) Ghép song song - Ghép n tụ điện chưa tích điện có điện dung C1, C2, ..., Cn song song với nhau và mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U (Hình 21.8). - Hiệu điện thế, điện tích và điện dung của bộ tụ phụ thuộc vào các đại lượng tương ứng của mỗi tụ theo các công thức sau: + U = U₁ = U₂ = ... = Un + Q = Q1 + Q₂ + … +Qn + C=C₁ + C2 + … +Cn III. Năng lượng của tụ điện - Khi sử dụng nguồn điện để tích điện cho tụ, công A của nguồn điện dịch chuyển các electron từ bản cực dương sang bản cực âm của tụ, tạo ra năng lượng W = A. - Ứng dụng quan trọng nhất của tụ điện là tích trữ và cung cấp năng lượng. - Quá trình tích điện cho tụ điện diễn ra trong khoảng thời gian, hiệu điện thế tăng tỉ lệ thuận với lượng điện tích tích được trên tụ. - Ta tích điện cho tụ điện đến điện tích q1 = q bởi hiệu điện thế U1 = (1/C).q, và tiếp tục tích điện thêm q2 = q1 + Δq bởi hiệu điện thế U2 = (q+Δq)/C. - Công của nguồn điện dịch chuyển một điện tích nhỏ Aq từ bản cực này tới bản cực kia bằng ΔA = Δq.U. - Khi điện tích Δq rất nhỏ, ΔA = ((U1+U2)/2).Δq chính bằng điện tích hình thang ABGD. - Công để tích điện cho tụ điện đến điện tích Q bằng tổng các công nhỏ ΔA hay tổng các diện tích hình thang tương ứng. Công A mà nguồn điện thực hiện bằng diện tích hình tam giác OQM: A = QU/2. - Năng lượng của tụ điện tích điện được tính bằng công thức W = Q²/2C = CU²/2, với Q là điện tích, U là hiệu điện thế, C là điện dung. - Năng lượng của tụ điện cũng chính là năng lượng điện trường trong tụ điện. IV. Ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống - Tích trữ năng lượng là chức năng quan trọng nhất của tụ điện và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện như động cơ xe máy, máy hàn dùng công nghệ phóng điện của tụ (Hình 21.10), mạch khuếch đại... - Tụ điện còn có nhiều chức năng khác như lưu trữ điện tích, lọc dòng điện một chiều,.. Sơ đồ tư duy về “Tụ điện”
- Thu gọn
 Chia sẻ Bình luận
|
Danh sách bình luận