Xét tam giác vuông ABC (ˆAA^ = 900, BC = 5 cm, AC = 3 cm) trong điện trường đều E = 5kV/m, đường sức song song với AB, hướng từ A đến B. Chọn gốc điện thế tại A. Phát biểu nào sau đây là đúng, khi nói về điện thế tại C và tại B?
Đáp án đúng: C
Ta có: AB = √(BC2 - AC2) = √(52 - 32) = 4 cm = 0,04 m.
Do A là gốc điện thế nên VA = 0.
Điện thế tại B: VB - VA = -E.AB => VB = VA - E.AB = 0 - 5000.0,04 = -200 V.
Điện thế tại C: Vì AC vuông góc với đường sức điện nên VC = VA = 0.
Vậy VC = 0 V; VB = - 200 V.
Câu hỏi liên quan
Năng lượng của tụ điện được tính theo công thức:
W = (1/2) * C * U^2
Trong đó:
- W là năng lượng của tụ điện (J)
- C là điện dung của tụ điện (F)
- U là hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V)
Thay số vào công thức ta có:
W = (1/2) * 2 * 10^-6 * (20)^2 = 4 * 10^-4 J = 0,4 mJ
Vậy đáp án đúng là D.
W = (1/2) * ε₀ * E² * V
Trong đó:
- ε₀ là hằng số điện môi của chân không, ε₀ ≈ 8.854 × 10⁻¹² F/m
- E là cường độ điện trường (E = 150 V/m)
- V là thể tích (V = 500 lít = 0.5 m³)
Thay số vào công thức:
W = (1/2) * (8.854 × 10⁻¹²) * (150)² * 0.5
W = 0.5 * 8.854 × 10⁻¹² * 22500 * 0.5
W = 4.973625 × 10⁻⁸ J
≈ 5.10⁻⁸ J
Vậy đáp án đúng là A.
Năng lượng của tụ điện: $E = \frac{Q^2}{2C} = \frac{Q^2 d}{2 \varepsilon_0 S}$.
Khi dời hai bản ra một đoạn x, khoảng cách giữa hai bản trở thành d + x. Năng lượng của tụ điện lúc này là:
$E' = \frac{Q^2 (d+x)}{2 \varepsilon_0 S}$.
Độ biến thiên năng lượng của tụ điện là:
$\Delta E = E' - E = \frac{Q^2 (d+x)}{2 \varepsilon_0 S} - \frac{Q^2 d}{2 \varepsilon_0 S} = \frac{Q^2 x}{2 \varepsilon_0 S}$.
Vì vậy, đáp án đúng là không có trong các lựa chọn đã cho. Tuy nhiên, đáp án gần đúng nhất là D, nếu bỏ hệ số 2 ở mẫu số.
* Tụ điện 1: Khoảng không khí giữa bản tụ và điện môi, có khoảng cách là (d - a) và điện môi là không khí (ε = 1). Điện dung của tụ điện 1 là: C₁ = ε₀S / (d - a)
* Tụ điện 2: Phần điện môi có bề dày a và hằng số điện môi ε. Điện dung của tụ điện 2 là: C₂ = εε₀S / a
Vì hai tụ điện này mắc nối tiếp, điện dung tương đương của hệ tụ là:
1/C = 1/C₁ + 1/C₂
1/C = (d - a) / (ε₀S) + a / (εε₀S)
1/C = [(ε(d - a) + a)] / (εε₀S)
C = (εε₀S) / [ε(d - a) + a]
C = (εε₀S) / (εd - εa + a)
C = (εε₀S) / (εd + (1 - ε)a)
Vậy, đáp án đúng là C=εε₀S / (εd + (1 - ε)a)
