Công thức tính hiệu điện the giữa 2 điểm

Câu hỏi: Công thức tính hiệu điện thế

Trả lời

Công thức tính hiệu điện thế

Công thức hiệu điện thế cơ bản

Hiệu điện thế có công thức tính cơ bản là:U = I.R

Trong đó:

• I: Cường độ dòng điện [A]
• R: Điện trở của vật dẫn điện []
• U: Hiệu điện thế [V]

Công thức tính điện thế khác

Hiệu điện thế có kí hiệu là V hay U thường được viết đơn giản ngắn gọn hơn là V hoặc U. Điều này bạn đã được học trong chương trình vật lý 7 hoặc vật lý 11.

Công thức tính:

Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường sẽ là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó

Chú ý:

• Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị âm hoặc dương
• Hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong từ trường sẽ có giá trị phụ thuộc vào vị trí bạn chọn làm gốc của điện thế.
• Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.

Cùng Top lời giải tìm hiểu kiến thức Hiệu điện thế và các khái niệm liên quan nhé!

Hiểu một cách đơn giản, hiệu điện thế là giá trị công di chuyển của một hạt điện tích từ điểm này tới điểm kia trong môi trường tĩnh điện hay còn được hiểu là sự chênh lệch giữa hai cực của dòng điện. Dĩ nhiên khi chuyển từ nơi có điện thế cao tới nơ có giá trị điện thế thấp hơn đồng thời sẽ tạo ra một điện trường có cùng hướng dịch chuyển.

I. Hiệu điện thế và các định nghĩa liên quan

1. Điện trường là gì?

Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn liền với điện tích và tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó. Chính vì vậy mà nơi nào có điện tích thì xung quanh nó đều có điện trường.

2. Điện thế là gì?

Điện thế tại một điểm M nằm trong điện trường là đại lượng đặc trưng của điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt nó ở một điện tích q và được xác định bằng công thức sau:

VM= AM/ q

Trong đó:

• VM là điện thế tại M
• AMlà công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi di chuyển từ M ra xa vô cực
• q là độ lớn của điện tích q

3. Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thếlà sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực hay chính là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm khác. Nó có thể được sinh ra bởi các trường tĩnh điện, dòng điện chạy qua từ trường, các trường từ thay đổi theo thời gian hoặc cả 3 nguồn trên.

Hiệu điện thế của các nguồn điện khác nhau sẽ khác nhau. Ví dụ như:

• Pin tròn có hiệu điện thế U= 1,5 V
• Ắc quy xe máy có có hiệu điện thế U= 9 hoặc 12 V
• Ổ điện trong nhà có có hiệu điện thế U = 220 V

Tại một số quốc gia khác như Đài Loan, Nhật Bản, ổ điện trong nhà có có hiệu điện thế U=110 V.

II. Phân loại hiệu điện thế

Tùy vào từng ứng dụng cụ thể và quy ước của mỗiquốc gia mà hiệu điện thế lại được phân loại khác nhau, cụ thể như sau:

+> Trong truyền tải điện công nghiệp tại Việt Nam,EVNquy ước:

• Nguồn điện lưới nhỏ hơn 1 kV làhạ thế
• Từ 1kV đến 66kV làtrung thế
• Lớn hơn 66kV làcao thế

+> Theo lưới truyền tải điện ở Việt Nam năm 1993:

• Cao thế có 4 mức: 66kV, 110kV, 220kV và 500kV
• Trung thế có 5 mức: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35 kV
• Hạ thế có 2 mức: 0,4kV và 0,2kV

+> Theo mục tiêu đồng bộ lưới điện đến năm 2010 tại Việt Nam:

• Cao thế có 4 mức: 66kV, 110kV, 220kV và 500kV
• Trung thế có 2 mức: 22kV và 35 kV
• Hạ thế có 1 mức: 0,4kV

+> Theo nghị định chính phủ về bảo vệ an toàn lưới điện cao áp:

• Điện thế lớn hơn 1000V là cao thế
• Đối với đồ điện dân dụng, trongbóng hìnhtivi, điện thế 15-22kV được gọi làcao áp

III. Đơn vị đo và dụng cụ đo hiệu điện thế

Đơn vị đo của hiệu điện thế giữa hai điểm trong một hệ thống điện là vôn [V]. Gốc thế điện của một hệ thống điện thường được chọn là mặt đất.

Dụng cụ đo hiệu điện thế thường được sử dụng là: Vôn kế, đồng hồ vạn năng, đồng hồ đo điện bằng điện tử,….

IV. Hướng dẫn cách đo hiệu điện thế bằng vôn kế với mạch hở

Bước 1: Căn cứ vào đơn vị đo và độ chia nhỏ nhất của vôn kế mà bạn lựa chọn loại vôn kế phù hợp.

Bước 2: Mắc vôn kế song song với 2 cực của nguồn điện, trong đó cực dương [+] của vôn kế sẽ mắc với cực dương của nguồn điện còn cực âm [-] của vôn kế sẽ nối với cực âm của nguồn điện. Tuyệt đối không làm ngược lại vì có thể dẫn đến tình trạng chập, cháy, gây nguy hiểm cho người thực hiện.

Bước 3: Đọc kết quả số vôn [milivon] hiển thị trên màn hình. Đây chính là giá trị của hiệu điện thế giữa hai đầu cực của nguồn điện khi chưa mắc vào mạch.

Đối với loại vôn kế sử dụng kim, trước khi đo hiệu điện thế, bạn cần quan sát vị trí của chiếc kim và chỉnh về số 0 trước khi đo nếu nó bị lệch.

V. Phân biệt hiệu điện thế và cường độ dòng điện

Trong điện trường, hiệu điện thế và cường độ dòng điện đều là khái niệm dùng để nói lên sự hoạt động của những electron trong điện trường. Tuy nhiên, chúng có những điểm khác nhau nhất định.

11:07:2609/10/2019

Câu hỏi là, có đại lượng nào đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường không phụ thuộc vào điện tích q? Câu trả lời sẽ có trong nội dung bài viết này khi chúng ta tìm hiểu về Điện thế, Hiệu điện thế là gì? Hệ thức liên hệ giữa Hiệu điện thế và Cường độ Điện trường.

I. Điện thế là gì?

1. Khái niệm điện thế

- Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích.

- Ta có: AM∞ = WM = VMq

- Hệ số VM chỉ phụ thuộc điện trường tại M. Nó đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q. VM được gọi là điện thế tại M.

2. Định nghĩa Điện thế

- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.

- Công thức tính điện thế: 

3. Đơn vị điện thế

- Đơn vị của điện thế là Vôn [V]. 

4. Đặc điểm của điện thế

- Điện thế là đại lượng đại số, thường chọn điện thế ở mặt đất hoặc một điểm vô cực làm mốc [bằng 0].

- Với q > 0 nếu AM∞ > 0 thì VM > 0; nếu AM∞ < 0 thì VM < 0;

II. Hiệu điện thế là gì?

1. Hiệu điện thế

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là hiệu giữa điện thế VM và VN: UMN = VM - VN.

2. Định nghĩa Hiệu điện thế

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.

- Đơn vị hiệu điện thế là Vôn [V].

3. Đo Hiệu điện thế

- Người ta đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế.

4. Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường

- Xét 2 điểm M, N trên một đường sức điện của một điền trường yếu:

- Cường độ điện trường: 

- Công thức này cũng đúng cho trường hợp điện trường không đều, nếu trong khoảng d rất nhỏ dọc theo đường sức điện, cường độ điện trường thay đổi không đáng kể.

III. Bài tập về Điện thế, Hiệu điện thế

* Bài 1 trang 28 SGK Vật Lý 11: Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì? Nó được xác định như thế nào?

° Lời giải bài 1 trang 28 SGK Vật Lý 11: 

- Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó.

- Điện thế được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.

* Bài 2 trang 28 SGK Vật Lý 11: Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì?

° Lời giải bài 2 trang 28 SGK Vật Lý 11: 

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N.

- Hiệu điện thế được xác định bằng thương số của công của lực tác dụng nên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.

* Bài 3 trang 28 SGK Vật Lý 11: Viết hệ thức liên hệ hiệu điện thế giữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi có một điện tích q di chuyển giữa hai điểm đó.

° Lời giải bài 3 trang 28 SGK Vật Lý 11: 

- Hệ thức liên hệ hiệu điện thế giữa hai điểm với công do lực điện sinh ra khi có một điện tích q di chuyển giữa hai điểm đó là: 

* Bài 4 trang 28 SGK Vật Lý 11: Viết hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường và nói rã điều kiện áp dụng hệ thức đó

° Lời giải bài 4 trang 28 SGK Vật Lý 11: 

◊ Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường là: U = E.d

- Trong đó:

 E: cường độ điện trường đều;

 d: khoảng cách giữa hình chiếu của hai điểm trong điện trường trên đường sức.

◊ Điều kiện áp dụng:

- Trong điện trường đều.

- Biểu thức trên cũng đúng cho trường hợp điện trường không đều, nếu trong khoảng d rất nhỏ dọc theo đường sức, cường độ điện trường thay đổi không đáng kể.

* Bài 5 trang 29 SGK Vật Lý 11: Biết hiệu điện thế UMN = 3V. Hỏi đẳng thức nào dưới đây chắc chắn đúng?

 A. VM = 3V

 B. VN = 3V

 C. VM - VN = 3V

 D. VN - VM = 3V

° Lời giải bài 5 trang 29 SGK Vật Lý 11: 

◊ Chọn đáp án: C.VM - VN = 3V

- Hiệu điện thế giữa hai điểm là: UMN = VM – VN = 3 [V].

* Bài 6 trang 29 SGK Vật Lý 11: Chọn đáp án đúng.

Khi một điện tích q = -2C di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì lực điện sinh công -6J. Hỏi hiệu điện thế UMN bằng bao nhiêu?

 A. +12V   B. -12V   C. +3V   D. -3V

° Lời giải bài 6 trang 29 SGK Vật Lý 11: 

◊ Chọn đáp án: C. +3V

- Hiệu điện thế UMN là:

* Bài 7 trang 29 SGK Vật Lý 11: Chọn đáp án đúng.

Thả cho một êlectron không có vận tốc đầu trong một điện trường. Êlectron đó có.

A. Chuyển động dọc theo một đường sức điện

B. Chuyển động từ điểm có điện thế cao xuống điểm có điện thế thấp

C. Chuyển động từ điểm có điện thế thấp lên điểm có điện thế cao.

D. Đứng yên.

° Lời giải bài 7 trang 29 SGK Vật Lý 11: 

- Thả cho một êlectron không có vận tốc đầu trong một điện trường, Electron sẽ chuyển động từ điểm có điện thế thấp lên điểm có điện thế cao.

* Bài 8 trang 29 SGK Vật Lý 11: Có hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và cách nhau 1cm. Hiệu điện thế giữa hai bản dương và bản âm là 120V. Hỏi điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6cm sẽ là bao nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm.

° Lời giải bài 8 trang 29 SGK Vật Lý 11: 

- Ta có, d0 = 1cm = 0,01m là khoảng cách giữa 2 bản dương và âm

- Điện trường giữa hai bản kim loại này là:

- Điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản cách bản âm dM = 0,6cm = 6.10-3m là:

 UM = E.dM = 12.103.6.10-3 = 72 [V] = VM - V[-]

- Do mốc điện thế ở bản âm V[-] =0, nên VM=72[V].

* Bài 9 trang 29 SGK Vật Lý 11: Tính công mà lực điện tác dụng nên một electron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến điểm N . Biết hiệu điện thế UMN= 50V.

° Lời giải bài 9 trang 29 SGK Vật Lý 11: 

- Ta có, UMN = 50V; qe = 1,6.10-19C

- Công của lực điện làm di chuyển electron là:

 AMN = qe.UMN =-1,6.10-19.50 = -8.10-18J

Hy vọng với bài viết hệ thống kiến thức về Điện thế, Hiệu điện thế là gì? Công thức mối liên hệ giữa Hiệu điện thế và Cường độ Điện trường cùng bài tập vận dụng ở trên có ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.