Công thức tính điện thế hay nhất | Cách tính điện thế | Vật lý lớp 11

Công thức tính điện thế hay nhất | Cách tính điện thế - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

-Điện thế tại một điểm 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 giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cùng và độ lớn của q.

2. Công thức

   - Điện thế tại điểm M trong điện trường: $V_M=\frac{{\text{W}}_M}{q}=\frac{A_{M\infty }}{q}$.

- Trong đó:

+ $V_M$: Điện thế tại điểm M trong điện trường (V)

+ ${\text{W}}_M$: Thế năng của một điện tích q tại điểm M trong điện trường (J)

  + $A_{M\infty }$: Công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi q di chuyển từ M ra xa vô cùng

+ q: điện tích (C)

3. Mở rộng

 - Điện thế tại điểm M gây bởi điện tích q: $V_M=k\frac{q}{r}$.

 - Hiệu điện thế V_M – V_N = U_MN = $\frac{A_M}{q}$

4. Ví dụ minh họa

 Ví dụ 1: Thế năng của một electron tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểmlà $-3,2.{10}^{-19}J$.Điện thế tại điểm M là?

  Hướng dẫn giải:

+ Áp dụng công thức $V_M=\frac{{\text{W}}_M}{q}=\frac{-{\mathrm{3,2.10}}^{-19}}{-{\mathrm{1,6.10}}^{-19}}=+2\left(V\right).$

Ví dụ 2:

Hướng dẫn giải:

Ta có

$V_{\infty }-V_M=U=\frac{A}{q}=\frac{{5.10}^{-5}}{-{10}^{-4}}=-\mathrm{0,5}\Rightarrow V_M=\mathrm{0,5}V.$

Ví dụ 3:

Hướng dẫn giải:

Điện thế tại O:

$V_0=V_{10}+V_{20}+V_{30}=k\frac{q_1}{OA}+k\frac{q_2}{OB}+k\frac{q_3}{OC}$

Ta có, tam giác ABC đều

$\Rightarrow OA=OB=OC=\frac{2}{3}.\frac{10\sqrt{3}}{2}=\frac{10}{\sqrt{3}}cm=\frac{\mathrm{0,1}}{\sqrt{3}}m$

$\Rightarrow V_0=\frac{k}{OA}\left(q_1+q_2+q_3\right)=\frac{{9.10}^9}{\frac{\mathrm{0,1}}{\sqrt{3}}}\left({15.10}^{-9}-{12.10}^{-9}+{7.10}^{-9}\right)=\mathrm{1558,8}V$

- Điện thế tại H do các điện tích điểm gây ra là:

$V_H=V_{1H}+V_{2H}+V_{3H}=k\frac{q_1}{AH}+k\frac{q_2}{BH}+k\frac{q_3}{CH}$

Ta có $\begin{array}{l}AH=\frac{10\sqrt{3}}{2}cm=\mathrm{0,05}\sqrt{3}m\\ HB=HC=5cm=\mathrm{0,05}m\end{array}$

$\Rightarrow V_H={9.10}^9\left(\frac{{15.10}^{-9}}{\mathrm{0,05}\sqrt{3}}\right.+\frac{-{12.10}^{-9}}{\mathrm{0,05}}+\frac{{7.10}^{-9}}{\mathrm{0,05}})=\mathrm{658,8}V$