Các dạng bài tập Công của lực điện, Hiệu điện thế chọn lọc có đáp án bỏ ra tiết
Với các dạng bài tập Công của lực điện, Hiệu năng lượng điện thế chọn lọc có đáp án chi tiết Vật Lí lớp 11 tổng hợp các dạng bài xích tập, 100 bài tập trắc nghiệm bao gồm lời giải cụ thể với đầy đủ phương thức giải, ví dụ như minh họa để giúp đỡ học sinh ôn tập, biết phương pháp làm dạng bài xích tập Công của lực điện, Hiệu điện cố kỉnh từ kia đạt điểm cao trong bài thi môn trang bị Lí lớp 11.
Bạn đang xem: Công của lực điện bài tập
Bài tập trắc nghiệm
Lý thuyết Công của lực điện, Hiệu điện thế
Công của lực năng lượng điện trong năng lượng điện trường đều:
Công của lực điện tính năng lên năng lượng điện không nhờ vào vào hình dạng đường đi của điện tích mà lại chỉ nhờ vào vào điểm đầu cùng điểm cuối của đường đi trong năng lượng điện trường, cho nên vì vậy người ta nói năng lượng điện trường tĩnh là 1 trong những trường thế:
AMN = qEd
với d = MNcosα là hình chiếu của độ dời lên một con đường sức bất kì.
Điện thế: Điện nắm tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng mang đến điện trường về phương diện tạo ra thế năng lúc để tại kia một điện tích q. Nó được xác minh bằng thương số thân công của lực điện chức năng lên năng lượng điện q lúc q di chuyển từ M ra xa cực kì và độ bự của q.
•Điện thay tại một điểm trong điện trường:
•Điện vắt tại điểm M gây vì chưng điện tích q:
•Điện cầm cố tại một điểm vì nhiều điện tích gây ra: V = V1 + V2 + V3 + ...+ VM
Hiệu điện thế: Hiệu điện thay giữa nhị điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho tài năng sinh công của điện trường trong sự dịch chuyển của năng lượng điện từ M cho N. Nó được xác định bằng yêu thương số giữa công của lực điện chức năng lên điện tích q trong sự di chuyển của q tự M mang lại N với độ khủng của q:
Thế năng tĩnh điện: Wt = qV
Liên hệ giữa độ mạnh điện trường cùng hiệu năng lượng điện thế: UMN = Ed
Cách tính công của lực năng lượng điện trường, điện thế, hiệu điện ráng giữa hai điểm
A. Cách thức & Ví dụ
Áp dụng các công thức:
+ Công của lực năng lượng điện trong điện trường phần nhiều A = qEd
+ Điện nắm của một điểm trong điện trường
+ Điện vắt tại một điểm gây bởi điện tích q:
+ Điện thế bởi vì nhiều năng lượng điện điểm gây nên V = V1 + V2 + V3 + ...+ VM
+ Hiệu điện cụ
Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa nhị điểm C, D trong điện trường là UCD = 200 V. Tính
a. Công của năng lượng điện trường di chuyển proton từ bỏ C đến D.
b. Công của điện trường dịch chuyển electron từ bỏ C mang lại D.
Hướng dẫn:
a. Công của lực điện dịch rời proton: ACD = qUCD = 3,2.10-17J
b. Công của lực điện trường dịch chuyển electron: ACD = qUCD = - 3,2.10-17J
Ví dụ 2: Hiệu điện cầm cố giữa nhị điểm M, N là UMN = 1 V. Một năng lượng điện q = -1 C dịch chuyển từ M đến N thì công của lực điện bởi bao nhiêu. Giải thích về hiệu quả tính được.
Hướng dẫn:
+ Công điện trường làm dịch chuyển điện tích q tự M cho N là: A = qUMN = - 1 (J)
+ vết ( - ) thể hiện công của lực điện là công cản, vì thế để dịch rời điện tích q trường đoản cú M đến N thì cần phải cung cấp một công A = 1 J.
Ví dụ 3: Khi bay qua 2 điểm M cùng N trong điện trường, êlectrôn tăng tốc, hễ năng tăng lên 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính hiệu điện cố giữa M và N.
Hướng dẫn:
Ta có: Công của lực điện trường là A = q.UAB = ΔWd
Vậy: Hiệu điện thay giữa hai điểm M cùng N trong năng lượng điện trường là UMN = –250V.
Ví dụ 4: A, B, C là ba điểm chế tạo thành tam giác vuông trên A đặt trong điện trường đều phải sở hữu véc tơ E→ song song cùng với AB. Mang lại α = 60°; BC = 10 cm và UBC = 400 V.
a) Tính UAC, UBA cùng E.
b) Tính công tiến hành để di chuyển điện tích q = 10-9 C từ bỏ A → B, tự B → C với từ A → C.
c) Đặt thêm ngơi nghỉ C một điện tích điểm q = 9.10-10 C. Tìm độ mạnh điện trường tổng thích hợp tại A.
Hướng dẫn:
a) UAC = E.AC.cos90° = 0.
UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V.
b) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J.
ABC = qUBC = 4.10-7 J.
AAC = qUAC = 0.
c) Điện tích q để ở C sẽ gây nên tại A véc tơ cường độ điện trường E"→ bao gồm phương chiều như hình vẽ; gồm độ lớn:
EA→ = E→ + E"→; tất cả phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA =
Ví dụ 5: mang lại ba bản kim một số loại phẳng A, B, C đặt tuy vậy song như hình vẽ. D1 = 5cm, d2 = 8cm. Các bạn dạng được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều như mẫu vẽ với độ lớn: E1 = 4.104V/m, E2 = 5.104V/m. Chọn gốc điện ráng tại bản A, tìm điện rứa VB , VC của hai bản B, C.
Hướng dẫn:
- vị E1→ hướng từ A cho B, ta có: UAB = VA - VB = E1.d1
Gốc điện chũm tại phiên bản A : VA = 0
Suy ra: VB = VA - E1d1 = 0 - 4.104.5.10-2 = -200V
- do E2→ phía từ C cho B, ta có: UCB = VC - VB = E2.d2
Suy ra : VC = VB + E2d2 = -2000 + 5.104.8.10-2 = 2000V
B. Bài tập
Bài 1: Điện tích q = 10-8 C di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường là E = 300 V/m, E→ // BC. Tính công của lực điện trường lúc q di chuyển bên trên mỗi cạnh của tam giác.
Lời giải:
Công của lực điện trường lúc q di chuyển bên trên các cạnh của tam giác:
AAB = q.E.AB.cos120° = -10-8.300.0,1/2 = -1,5.10-7 J
ABC = q.E.BC = 10-8.300.0,1 = 3.10-7 J
ACA = q.E.AC.cos60° = 10-8.300.0,1/2 = 1,5.10-7 J.
Bài 2: Một electron cất cánh từ điểm M tới điểm N trong một năng lượng điện trường, giữa hai điểm gồm hiệu điện rứa UMN = 100V. Công cơ mà lực điện trường có mặt bằng?
Lời giải:
AMN = e.UMN = -1,6.10-19.100
Bài 3: mang lại điện tích di chuyển giữa 2 điểm thắt chặt và cố định trong một năng lượng điện trường các với cường độ 3000 V/m thì công của lực điện trường là 90 mJ. Nếu cường độ điện ngôi trường là 4000 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích thân hai điểm đó là?
Lời giải:
Ta có: AMN1 = qE1d; AMN2 = qE2d
Bài 4: vào một điện ngôi trường đều, nếu như trên một mặt đường sức, giữa hai điểm giải pháp nhau 4 cm có hiệu điện vắt 10 V, giữa hai điểm bí quyết nhau 6 cm có hiệu điện cố kỉnh là?
Lời giải:
Xét bên trên một đường sức: U1 = Ed1; U2 = Ed2
Bài 5: bao gồm hai điện tích điểm q1 = 10-8 C và q2 = 4.10-8 đặt giải pháp nhau r = 12cm. Tính điện thế của năng lượng điện trường gây ra bởi hai điện tích trên trên điểm gồm cường độ điện trường bởi không.
Lời giải:
Ta có:
Để độ mạnh điện trường bởi không thì điểm M nằm trong lòng 2 năng lượng điện điểm và thoã mãn điều kiện
Mặt khác
Khi đó
Bài 6: có ba phiên bản kim nhiều loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. Mang lại d1 = 5cm, d2 = 4cm bạn dạng C nối đất, phiên bản A, B được tích điện có điện gắng -100V, +50V. Điện trường giữa các phiên bản là điện trường đều. Xác minh các vectơ độ mạnh điện trường E1→, E2→.
Lời giải:
Chọn phiên bản C có tác dụng gốc, VC = 0.
E2→ phía từ bản B sang phiên bản C :
Cách giải bài bác tập hành trình của electron trong điện trường
A. Phương pháp & Ví dụ
- Nếu năng lượng điện tích thăng bằng thì: F→ = F1→ + F2→ + ... + Fn→ = 0→
- lúc hạt sở hữu điện được thả thoải mái không vận tốc đầu trong một năng lượng điện trường hồ hết thì dưới chức năng của lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng tuy nhiên song cùng với đường sức điện.
Nếu điện tích dương (q > 0) thì hạt mang điện (q) sẽ vận động cùng chiều năng lượng điện trường.
Nếu điện tích âm (q 0 + v0.t + (1/2)a.t2.
Vận tốc: v = v0 + a.t .
Công thức độc lập thời gian v2 – v02 = 2.a.s với s = |x - x0|.
- khi hạt mang điện bay vào trong điện trường với vận tốc ban đầu v0→ vuông góc với các đường sức điện. Hạt chịu tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với v0→, chuyển động của hạt tương tự như chuyển động của một vật bị ném ngang vào trường trọng lực. Quỹ đạo của hạt là một phần của đường paraboℓ.
Lực chức năng F→ = qE→.
Sử dụng phương thức tọa độ , phân tích hoạt động của đồ dùng thành hai thành phần để giải toán
Khi đó:
Gia tốc của đưa động:
Ví dụ 1: Một electron cất cánh với vận tốc v = 1,12.107 m/s xuất phát điểm từ 1 điểm gồm điện thay V1 = 600 V, theo vị trí hướng của đường sức. Khẳng định điện nỗ lực V2 trên điểm mà lại electron giới hạn lại.
Hướng dẫn:
+ Áp dụng định lý động năng
+ Mặc không giống A = eU
Ví dụ 2: Một electron ban đầu chuyển rượu cồn dọc theo con đường sức của điện trường giữa hai phiên bản tụ của một tụ điện phẳng. Hai bạn dạng tụ giải pháp nhau một khoảng tầm d = 2 cm và thân chúng có một hiệu điện chũm U = 120 V. Electron sẽ có vận tốc là từng nào khi dịch chuyển được một quãng đường 3 cm.
Hướng dẫn:
+ Áp dụng định lý cồn năng
+ khoác khác
Ví dụ 3: Một electron bay từ phiên bản âm sang phiên bản dương của một tụ điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ là năng lượng điện trường đều phải có cường độ E = 6.104 V/m. Khoảng cách giữa hai phiên bản tụ là d = 5 cm.
a. Tính gia tốc của electron.
b. Tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0.
c. Tính tốc độ của electron khi nó đụng vào bạn dạng dương.
Hướng dẫn:
a. Gia tốc của electron
b. Thời hạn bay của electron
c. Vận tốc của electron lúc chạm bản dương v = at = 3,2.107 m/s.
Ví dụ 4: duy trì hai phiên bản của một tụ năng lượng điện phẳng, đặt nằm ngang bao gồm một hiệu điện thay 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 bớt xuống chỉ từ U2 = 995 V. Hỏi sau bao thọ giọt thủy ngân rơi xuống bạn dạng dương?
Hướng dẫn:
+ khi giọt thủy ngân nằm cân bằng
+ lúc giọt thủy ngân rơi xuống bạn dạng dương thì vận tốc của nó là
+ thời hạn rơi
Ví dụ 5: Một electron cất cánh vào trong năng lượng điện trường theo hướng ngược với vị trí hướng của đường sức điện với gia tốc 2000 km/s. Gia tốc của electron sinh hoạt cuối phần đường sẽ là từng nào biết hiệu điện núm ở hai đầu phần đường là 15 V.
Hướng dẫn:
Áp dụng định lý cồn năng
Ví dụ 6: Một electron cất cánh trong năng lượng điện trường thân hai bản của một tụ điện đã làm được tích điện với đặt giải pháp nhau 2 cm. Với vận tốc 3.107 m/s theo phương song song cùng với các phiên bản của tụ điện. Hiệu điện cầm cố giữa hai bản phải là từng nào để electron lệch đi 2,5 mm lúc đi được quãng con đường 5 centimet trong điện trường.
Hướng dẫn:
+ Gia tốc chuyển động của electron:
+ mang khác
+ Từ nhị biểu thức bên trên ta thu được
B. Bài tập
Bài 1: Hai phiên bản kim một số loại phẳng tuy vậy song với điện tích trái vết được đặt bí quyết nhau 2 cm. Cường độ điện trường giữa hai bản bằng 3000 V/m. Sát bề mặt bản mang điện dương, tín đồ ta đặt một hạt sở hữu điện dương q0 = 1,2.10-2 C, trọng lượng m = 4,5.10-6 g.Tính:
a) Công của năng lượng điện trường khi hạt sở hữu điện chuyển động từ bản dương sang bản âm.
b) tốc độ của hạt sở hữu điện khi nó đập vào bạn dạng mang năng lượng điện âm.
Lời giải:
a) Công của lực năng lượng điện trường: A = |q0|Ed = 0,9 J.
b) tốc độ của hạt mang điện khi đập vào bạn dạng âm:
Bài 2: Một phân tử bụi nhỏ tuổi có trọng lượng m = 0,1 mg, nằm lơ lững trong điện trường thân hai bản kim các loại phẵng. Những đường mức độ điện tất cả phương thẳng đứng và chiều hướng từ bên dưới lên trên. Hiệu điện rứa giữa hai bản là 120 V. Khoảng cách giữa hai bạn dạng là 1 cm. Khẳng định điện tích của hạt bụi. Lấy g = 10 m/s2.
Lời giải:
Hạt những vết bụi nằm cân bằng nên lực năng lượng điện trường cân bằng với trọng lực. Lực năng lượng điện trường phải gồm phương thẳng đứng và hướng lên, vì thế hạt bụi cần mang điện tích dương (lực năng lượng điện F→ cùng phương, thuộc chiều cùng với E→). Ta có:
Bài 3: Một quả cầu khối lượng 4,5.10-3 kilogam treo vào trong 1 sợi dây tương đối dài 1 m. Quả cầu nằm giữa hai tấm kim loại song song, trực tiếp đứng như hình vẽ. Hai tấm cách nhau 4 cm. Đặt một hiệu điện cố kỉnh 750 V vào hai tấm kia thì quả cầu lệch thoát khỏi vị trí ban sơ 1 cm. Tính điện tích của trái cầu.
Lời giải:
Điều kiện cân nặng bằng: P→ + F→ + T→ = 0→.
Vì α bé dại nên
Quả ước lệch về phiên bản dương buộc phải mang điện tích âm: q = - 2,4.10-8 C.
Bài 4: Một prôtôn bay trong điện trường. Cơ hội prôtôn ngơi nghỉ điểm A thì gia tốc của nó bằng 2,5.104 m/s. Khi bay đến B gia tốc của prôtôn bằng không. Điện cố tại A bởi 500 V. Tính điện vậy tại B. Biết prôtôn có cân nặng 1,67.10-27 kilogam và bao gồm điện tích 1,6.10-19 C.
Lời giải:
Ta có: ΔWđ = WđB - WđA = - mv2 = A = q(VA – VB) → VB = VA +
Bài 5: Một electron di chuyển một đoạn 0,6 cm, tự điểm M tới điểm N dọc theo một đường sức năng lượng điện thì lực năng lượng điện sinh công 9,6.10-18 J.
a) Tính công cơ mà lực điện sinh ra khi electron dịch chuyển tiếp 0,4 centimet từ điểm N tới điểm P theo phương với chiều nói trên.
b) Tính vận tốc của electron lúc đến điểm phường Biết tại M, electron không tồn tại vận tốc ban đầu. Cân nặng của electron là 9,1.10-31 kg.
Xem thêm: Sơ Đồ Tư Duy Toán 10 Chương 1 Hình Học 10 Ôn Tập Chương 1 Vectơ
Lời giải:
a) AMN = q.E.MN → E =
