Giáo án điện tử Vật lí 11 kết nối Bài 20: Điện thế

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI TIẾT HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

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?

Đường dây điện cao thế

BÀI 20

ĐIỆN THẾ

NỘI DUNG BÀI HỌC

Điện thế tại một điểm trong điện trường

Mối liên hệ giữa điện thế và cường độ điện trường

ĐIỆN THẾ TẠI MỘT ĐIỂM TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Hoạt động (SGK – tr79)

Câu 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:

Hoạt động (SGK – tr79)

Câu 1.

• Công thức (19.3): W_M = A_M∞ trong đó A_M là công lực điện dịch chuyển điện tích từ điểm M đến vô cùng. A_M∞ cũng chính bằng công A cần thực hiện để dịch chuyển điện tích q từ vô cùng về điểm M.
• Công thức (19.4): W_M = V_Mq, trong đó V_M thường kí hiệu đơn giản là V

⇒ V_Mq = A_M∞  ⇒ .

Câu 2.

Tỉ số   như trên được gọi là điện thế của điện trường tại điểm M.

1. a) Hãy dự đoán điện thế V đặc trưng cho đại lượng nào của điện trường.
2. 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.

Trả lời

1. Tỉ số đặc trưng cho điện trường tại điểm đó về thế năng.
2. Khi q = 1 C sẽ có điện thế V chính bằng công A cần thực hiện để dịch chuyển điện tích q từ vô cực về điểm M.

KẾT LUẬN

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

Lưu ý

• Điện thế có giá trị đại số, dấu của điện thế phụ thuộc vào dấu của công A và dấu của điện tích q.
• Cũng như chọn mốc thế năng, ngoài việc chọn mốc điện thế là điểm vô vùng thì trong điện trường đều giữa hai bản phẳng, người ta thường chọn mốc điện thế là bản nhiễm điện âm, còn mặt đất thường được chọn là mốc điện thế trong thực tiễn cuộc sống và kĩ thuật.

MỐI LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN THẾ VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

Hoạt động (SGK – tr80): Hãy vận dụng công thức  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_MN.q

Trả lời

- Xét cung đường dịch chuyển từ vô cùng tới điểm M có đi qua điểm N, vận dụng công thức , ta có: .

- Từ đó, ta có: A_MN = (V_M – V_N).q = U_MN.q

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, 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.

Trả lời

Công của điện trường trong dịch chuyển của electron từ catot đến anot:

q = 45.1,6.10^-19 = 72.10^-19 J.

KẾT LUẬN

• Điện thế là một đại lượng gắn với điện trường, còn thế năng điện là đại lượng gắn với điện tích đặt trong điện trường.
• Thế năng điện và điện thế liên hệ với nhau bởi công thức

W_M = V_M.q

Câu hỏi (SGK – tr80)

Tính thế năng điện của một electron đặt tại điểm M có điện thế bằng 1 000 V.

Trả lời Câu hỏi (SGK – tr80)

Thế năng điện của một electron đặt tại điểm M là:

W = qV = 1,6.10^-19.1000 = 1,6.10^-16 J.