[Định nghĩa] [Công thức tính] Hiệu điện thế – Công thức Lý – Hóa

Ibaitap: Qua bài [Định nghĩa] [Công thức tính] Hiệu điện thế & bài tập tham khảo ôn tập lại Hiệu điện thế là gì, ghi nhớ công thức tính Hiệu điện thế với một số bài tập tham khảo.

I. HIỆU ĐIỆN THẾ LÀ GÌ?

Định nghĩa: 

• Theo chương trình vật lý lớp 7 thì hiệu điện thế là phần được sinh ra giữa hai cực của nguồn điện hat công để các hạt mang điện tích di chuyển giữa hai cực âm và dương trong nguồn điện.
• Theo chương trình vật lý lớp 11 hiệu điện thế được giải thích phức tạp hơn: trong điện trường hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển điện tích từ M đến N.

Kí hiệu: U.

Đơn vị: Vôn (V), ngoài ra còn sử dụng các đơn vị đo khác như Kilovon (kV) hay milivon (mV).

• 1V = 1000 mV
• 1kV = 1000 V

II. CÔNG THỨC TÍNH HIỆU ĐIỆN THẾ

1. Tính theo định luật Ôm

Áp dụng định luật Ôm ta sẽ có hiệu điện thế bằng tích của cường độ dòng điện và điện trở của dòng điện.

U = I.R

Trong đó:

• U: Hiệu điện thế (V)
• R: Điện trở dòng điện (Ω)
• I: Cường độ dòng điện (A)

Ta có công suất P = U.I nên hiệu điện thế của dòng điện còn được tính bằng công suất điện chia cho cường độ dòng điện theo công thức sau:

\(U= \frac{P}{I}\)

Trong đó:

• I: cường độ của dòng điện (A)
• P: công suất điện (W)
• U: Hiệu điện thế (V)

2. Công thức theo định nghĩa

Theo định nghĩa, hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N là hiệu của 2 điện thế \(V_M\) và \(V_N\).

\(U_{MN}= V_M-V_N\)

Trong đó:

• \(U_{MN}\): Hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N
• \(V_M\): Điện thế của điểm M
• \(V_N\): Điện thế của điểm N

Mà theo công thức điện thế \(V_M=\frac{A_{M∞}}{q}\), mặt khác ta có: \(A_{M∞}=A_{MN}+A_{N∞}\), nên ta còn có công thức tính hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N như sau:

\(U_{MN}=\frac{A_{M∞}-A_{N∞}}{q}=\frac{A_{MN}}{q} \)

Trong đó:

• \(U_{MN}\): Hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N
• \(A_{M∞}\): Công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ điểm M tới vô cực.
• \(A_{N∞}\): Công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ điểm N tới vô cực.
• \(A_{MN}\): Công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ điểm M đến điểm N.
• q: Độ lớn điện tích 

3. Công thức dựa vào liên hệ của hiệu điện thế và cường độ điện trường

Ta có công thức hiệu điện thế giữa 2 điểm bằng tích của cường độ điện trường đều và khoảng cách giữa 2 hình chiếu của 2 điểm trên đường sức.

U = E.d

Trong đó:

• U: Hiệu điện thế (V)
• E: Cường độ điện trường đều (V/m)
• d: Khoảng cách giữa 2 hình chiếu của 2 điểm trên đường sức (m)

III. BÀI TẬP THAM KHẢO

Ví dụ: Giữa hai điểm B và C cách nhau một đoạn 0,2 m có một điện trường đều với đường sức hướng từ B → C. Hiệu điện thế \(U_{BC}\) = 12V. Tìm

a/ Cường độ điện trường giữa B và C.

b/ Công của lực điện khi một điện tích q = 2.10⁻⁶ C đi từ B → C.

Lời giải tham khảo:

a) Cường độ điện trường giữa 2 điểm B và C là:

\(E_{BC}= \frac{U_{BC}}{d}\)

= \(\frac{12}{0,2}\) = 60 （V/m)

b) Công của lực điện khi điện tích q đi từ B → C là:

A = q. \(U_{BC}\)

= 2.10⁻⁶.12 = 24. 10⁻⁶ (J)