Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Điện thế. Hiệu điện thế hay, chi tiết cùng với 23 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 11.

Vật Lí 11 Bài 5: Điện thế. Hiệu điện thế

A. Lý thuyết Điện thế. Hiệu điện thế

I. Điện thế

- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng 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 điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của q.

$V_M=\frac{A_{M\infty }}{q}$

- Đơn vị điện thế: vôn (V).

- Đặc điểm của điện thế:

+ Là đại lượng đại số.

+ Vì q > 0 nên nếu $A_{M\infty }>0\Rightarrow V_M>0$ ; $A_{M\infty }<0\Rightarrow V_M<0$

+ Điện thế của đất và một điểm ở vô cực thường được chọn làm mốc (bằng 0).

II. Hiệu điện thế

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

$U_{MN}=\frac{A_{MN}}{q}$

- Đơn vị hiệu điện thế: vôn (V).

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N: U_MN = V_M – V_N.

Điện tích q di chuyển từ M đến N

- Cách đo hiệu điện thế: nối bản âm với vỏ, bản dương với cần của tĩnh điện kế.

Đo hiệu điện thế bằng tĩnh điện kế

+ Kim tích điện cùng dấu với cần và nằm trong điện trường giữa cần và vỏ làm cho kim quay đến khi tác dụng của lực điện và trọng lực cân bằng.

+ Góc quay của kim tỉ lệ với hiệu điện thế giữa cần và vỏ.

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

+ Xét hai điểm M và N trên một đường sức điện của một điện trường đều

+ Điện tích q di chuyển trên đường thẳng MN thì cường độ điện trường:

$E=\frac{U_{MN}}{d}=\frac{U}{d}$với $d=\overline{MN}$

B. Trắc nghiệm Điện thế. Hiệu điện thế

Bài 1: 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 120 V. Hỏi điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa hai bản, cách bản âm 0,6 cm sẽ là bao nhiêu? Mốc điện thế ở bản âm.

A. 72V

B. -12V

C. 3V

D. 30V

Bài 2: Ba điểm A, B, C là ba đỉnh của một tam giác vuông trong điện trường đều, cường động E = 5000 V/m. Đường sức điện trường song song với AC. Biết AC = 4 cm, CB = 3 cm và . Tính công di chuyển một electron từ A đến B.

A. 5,2.10^-17J

B. 3,2.10^-17J

C. -5,2.10^-17J

D. -3,2.10^-17J

Đáp án: D

Ta có U_AB = E.AB.cosα = E.AC = 200 V

Suy ra công dịch chuyển electron:

A_AB = eU_AB = -3,2.10^-17J

Bài 3: Giữ hai bản của một tụ điện phẳng, đặt nằm ngang có một hiệu điện thế U₁ = 1000 V, khoảng cách giữa hai bản là d = 1 cm. Ở đúng giữa hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện, nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống chỉ còn U₂ = 995 V. Hỏi sau bao lâu giọt thủy ngân rơi xuống bản dương?

A. 1,68s

B. 2,02s

C. 3,25s

D. 0,45s

Đáp án: D

+ Khi giọt thủy ngân nằm cân bằng:

+ Khi giọt thủy ngân rơi xuống bản dương thì gia tốc của nó là:

+ Thời gian rơi:

Bài 4: Một electron bay trong điện trường giữa hai bản của một tụ điện đã được tích điện và đặt cách nhau 2 cm, với vận tốc 3.10⁷ m/s theo phương song song với các bản của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai bản phải là bao nhiêu để electron lệch đi 2,5 mm khi đi được quãng đường 5 cm trong điện trường.

A. 100V

B. 200V

C. 50V

D. 110V

Đáp án: B

+ Gia tốc chuyển động của electron:

+ Mặt khác

+ Từ hai biểu thức trên ta thu được

Bài 5: Một quả câu tích điện có khối lượng 0,1g nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện phẳng đứng cạnh nhau d = 1 cm. Khi hai bản tụ được nối với hiệu điện thế U = 1000 V thì dây treo quả cầu lệch khỏi phương thẳng đứng một góc α = 10^o. Điện tích của quả cầu bằng

A. q₀ = 1,33.10^-9C

B. q₀ = 1,31.10^-9C

C. q₀ = 1,13.10^-9C

D. q₀ = 1,76.10^-9C

Đáp án: D

Bài 6: Một electron bay với vận tốc 1,2.10⁷ m/s từ điểm M có điện thế V_M = 900V dọc theo một đường sức điện trong một điện trường đều. Biết điện tích của electron bằng -1,6.10^-19 C, khối lượng của electron bằng 9,1.10^-31 kg. Điện thế tại điểm N mà ở đó electron dừng lại là:

A. 1035V

B. 490,5V

C. 450V

D. 600V

Đáp án: B

Bài 7: Một hạt bụi khối lượng m mang điện tích q > 0 nằm cân bằng trong điện trường đều giữa hai bản kim loại mang điện tích trái dấu. Khoảng cách giữa hai bản là d. Hiệu điện thế giữa hai bản là U. Nhận xét nào sau đây sai?

A. Hạt bụi cân bằng d tác dụng của lực điện trường cân bằng với trọng lực

B. Đường sức của điện trường đều hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới

C. Điện tích của hạt bụi là 

D. Hai bản kim loại được đặt nằm ngang, bản tích điện âm ở phía trên

Đáp án: B

Hạt bụi cân bằng do tác dụng của lực điện trường cân bằng với trọng lực

Vì trọng lực P→ hướng thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới nên lực điện F→ có hướng thẳng đứng, chiều từ dưới đi lên.

Mà F→ = qE→ và q > 0 nên F→ cùng hướng với E→⇒E→ có hướng thẳng đứng, chiều từ dưới đi lên. Suy ra, các đường sức điện trường đều có hướng thẳng đứng, chiều từ dưới đi lên ⇒ hai bản kim loại được đặt nằm ngang, bản tích điện âm ở phía trên.

Bài 8: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức điện trong điện trường đều giữa hai bản kim loại tích điện trái dấu. Hiệu điện thế giữa hai bản là 120V. Biết rằng electron được đặt không vận tốc ban đầu cách bản điện tích dương 1,5cm. Khoảng cách giữa hai bản là 2cm. Điện tích của electron bằng -1,6.10^-19 C, khối lượng electron bằng 9,1.10^-31 kg. Vận tốc của electron khi đến bản dương là:

A. 2,425.10⁶m/s

B. 2,425.10⁵m/s

C. 5,625.10⁶m/s

D. 5,625.10⁵m/s

Đáp án: C

Electron được đặt không vận tốc ban đầu, chịu tác dụng của lực điện trường F→ = qE→ ngược chiều E→ làm nó chuyển động dọc theo đường sức điện về phía bản tích điện dương. Lực điện trường sinh công làm tăng động năng của electron:

(với d₁ = -0,015m là hình chiếu đường đi của electron trên một đường sức điện, electron chuyển động ngược chiều E→ nên d₁ < 0).

Bài 9: 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

Đáp án: C

Hiệu điện thế U_MN bằng:

Bài 10: Chọn câu 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.

A. 3,84.10^-18 J

B. -3,84.10^-18 J

C. 1,5.10²⁰ J

D. -1,5.10²⁰ J

Bài 12: Biểu thức nào sau đây sai:

A. U_MN= V_N- V_M

C. U_MN= -U_MN

D. U_MN= E.d

Đáp án: A

+ Điện thế tại một điểm M đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt tại đó một điện tích q:

+ Hiệu điện thế giữa hai điểm đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của điện tích q từ điểm nọ đến điểm kia:

Bài 13: Điện tích q di chuyển trong điện trường giữa hai điểm M, N có hiệu điện thế U_MN=2,4V thì lực điện trường sinh công -3,84.10^-6J. Giá trị của điện tích q là

A.1,6.10^-6C

B.-1,6.10^-6C

C.1,2.10^-6C

D.-1,2.10^-6C

Đáp án: B

Bài 14: Điện tích q chuyển động từ M đến N trong một điện trường đều, công của lực điện càng nhỏ nếu

A. Đường đi từ M đến N càng dài

B. Đường đi từ M đến N càng ngắn

C. Hiệu điện thế U_MN càng nhỏ

D. Hiệu điện thế U_MN càng lớn

Bài 15: Hiệu điện thế giữa hai điểm M,N là U_MN=32V. Nhận xét nào sau đây đúng?

A. Điện thế tại điểm M là 32V

B. Điện thế tại điểm N là 0

C. Nếu điện thế tại M là 0 thì điện thế tại N là -32V

D. Nếu điện thế tại M là 10V thì điện thế tại N là 42V

Bài 16: Một proton chỉ chịu tác dụng của lực điện, chuyển động trong điện trường đều dọc theo một đường sức từ điểm C đến điểm D. Nhận xét nào sau đây sai?

A. Đường sức điện có chiều từ C đến D

B. Điện thế tại điểm C cao hơn điện thế tại điểm D

C. Nếu điện thế tại điểm C bằng 0 thì điện thế tại điểm D có giá trị âm

D. Điện thế tại điểm D cao hơn điện thế tại điểm C.

Bài 17: Một electron bay với vận tốc v→_ovào trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng theo hướng song song, cách đều hai bản. Nhận xét nào sau đây đúng?

A. Lực điện trường tác dụng lên electron cùng phương, ngược chiều v→_o

B. Electron chuyển động chậm dần đều theo phương song song với hai bản kim loại

C. Electron chuyển động nhanh dần về bản tích điện dương theo quỹ đạo thẳng vuông góc với hai bản kim loại

D. Electron chuyển động theo quỹ đạo cong về phía bản kim loại tích điện dương.

Đáp án: D

Lực điện trường tác dụng lên electron F→ = qE→ cùng phương, ngược chiều với E→ ⇒ F→ vuông góc với v₀→ nên quỹ đạo chuyển động của electron không thể là quỹ đạo thẳng. Electron chuyển động theo quỹ đạo cong về phía bản kim loại tích điện dương (hình vẽ)

Bài 18: Ba điểm A, B, C nằm trong một điện trường đều tại 3 đỉnh của một tam giác vuông có cạnh AB vuông góc với đường sức của điện trường (hình 5.8). Nhận xét nào sau đây là sai?

A. Điện thế tại điểm A lớn hơn điện thế tại điểm C

B. Điện thế tại điểm C nhỏ hơn điện thế tại điểm B

C. Hiệu điện thế U_BA có giá trị âm

D. Hiệu điện thế U_BC có giá trị dương

Xem thêm các Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 11 có đáp án hay khác:

Câu 19: Một điện trường đều có cường độ 4000V/m,có phương song song với cạnh huyền BC của một tam giác vuông ABC có chiều từ B đến C, biết AB=6cm, AC=8cm. Hiệu điện thế giữa hai điểm BC

A. 400V

B. 300V

C. 200V

D. 100V

Câu 21: Một điện tích q=1uC di chuyển từ điểm A đến điểm B trong điện trường, nó thu được một năng lượng W=0,2mJ. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là

A. U=0,20V

B. U=0,20mV

C. U=200kV

D. U=200V

Câu 22: Công của lực điện trường làm dịch chuyển một điện tích -2uC ngược hướng của một đường sức trong một điện trường đều 2000V/m trên quãng đường 2m là

A. 0,012J

B. 0,006J

C. 0,015J

D. 0,008J

Câu 23: Điện tích q chuyển động từ M đến N trong một điện trường đều, công của lực điện càng nhỏ nếu

A. Đường đi từ M đến N càng dài

B. Đường đi từ M đến N càng ngắn

C. Hiệu điện thế UMN càng nhỏ

D. Hiệu điện thế UMN càng lớn