Công của lực điện sẽ làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường E với độ dài d. Nó được xác định bằng công thức A = qEd. Ở đây d được hiểu là độ dài của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức từ. d được tính theo chiều của đường sức từ.
Bạn đang xem: Thế năng của điện tích trong điện trường
Và để tìm hiểu kỹ hơn về lý thuyết công của lực điện và có bài tập áp dụng, chúng ta hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!
Tóm tắt lý thuyết công của lực điện
Công của lực điện
Lực điện tác dụng lên điện tích trong điện trường đềuĐối với trường hợp này, đặc điểm của lực điện tác dụng lên điện tích sẽ có dạng dưới đây:
Mô tả: Đặt điện tích dương q trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện F:
Độ lớn: F = q.EPhương: Song song với các đường sức điệnChiều: Từ dương sang âmKết luận: Lực F là lực không bị biến đổi
Công của lực điện trong điện trường đềuTrường hợp này được mô tả qua hình ảnh dưới đây:
Khi di chuyển điện tích trong điện trường đều, công của lực điện sẽ đi từ M đến N. Thể hiện qua công thức A = q.E.d
Trong đó:
d = MH− là độ dài đại sốM là hình chiếu của điểm đầuH là hình chiếu của điểm cuốiChiều của điện trường sẽ cùng chiều với chiều dương của MH-. Do đó, công của lực điện không bị ảnh hưởng bởi hình dạng đường đi. Nó phụ thuộc trực tiếp vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối.
Thế năng của một điện tích trong điện trường
Thế năng của một điện tích trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích lên chính điểm đó.
Điện trường đều: Chọn mốc thế năng là chiều âm thì thế năng WM = A = qEd. Trong đó d là khoảng cách từ M đến thanh âm.
Với trường hợp điện trường do nhiều điện tích gây ra, bạn cần chọn mốc thế năng ở vô cùng:
Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích qTa có: WM = AM = VM.q
Đây là thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường.
Trong đó: VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đặt điểm M trong điện trường.
Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trườngKhi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Công lực điện trường tác dụng lên điện tích sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
Ta có công thức sau: AMN = WM – WN
Kỹ năng giải bài tập cần thiết
Bài tập cần áp dụng công thức tính công: A = q.E.d
Việc xác định d cần phải được thực hiện chính xác
Nếu vật chuyển động cùng chiều vectơ cường độ điện trường thì d > 0.Nếu vật chuyển động ngược chiều vectơ cường độ điện trường thì dBài tập lý thuyết
Câu 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd. d ở đây có nghĩa là gì?
A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.
Đáp án: C
Câu 2: Một điện tích q chuyển động trong điện trường theo một đường cong khép kín. Gọi A là công của lực điện trong chuyển động. Kết luận nào sau đây đúng về A?
A. A > 0 nếu q > 0B. A > 0 nếu q C. A ≠ 0 nếu điện trường không đổiD. A = 0
Đáp án: D. Giải thích: q nằm trong một đường cong khép kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau ⇒ A = 0.
Câu 3: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi nó di chuyển từ M đến N trong điện trường sẽ?
A. tỉ lệ thuận với chiều dài đường đi MN.B. tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q.C. tỉ lệ thuận với thời gian chuyển độngD. tỉ lệ nghịch với chiều dài đường đi.
Đáp án: B
Câu 4: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, thì không phụ thuộc vào
A. vị trí của các điểm M, N.B. hình dạng của đường đi.C. độ lớn của điện tích q.D. độ lớn của cường độ điện trường tại các điểm trên đường đi.
Đáp án: B
Bài tập vận dụng
Câu 5: Một điện tích điểm q di chuyển trong điện trường đều E có quỹ đạo là một đường cong khép kín. Gọi chiều dài quỹ đạo là s thì công lực điện trường là?
A. A = 2qEs B. A = 0C. A = qEs D. A = qE/s
Đáp án: B
Câu 6: Khi điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức trong một điện trường đều. Khi quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì công của lực điện trường sẽ?
A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần.C. không đổi. D. giảm 2 lần
Đáp án: B
Bài tập tính toán
Câu 7: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích -2μC ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1m. Xác định công lực điện trong trường hợp trên?
A. 2000 J. B. – 2000 J.C. 2 mJ. D. – 2 mJ.
Đáp án: C. Giải thích: Áp dụng công thức ta có: A = qEd = -2.10-6.1000.(-1) = 2.10-3J = 2 mJ.
Xem thêm: 30 Đề Ôn Thi Thpt Quốc Gia Môn Toán Thpt Quốc Gia 2021 Mã Đề 101
Câu 8: Một electron di chuyển được một đoạn đường 1cm, dọc theo đường sức. Lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường là 1000 V/m. Xác định công của lực điện?
A. -1,6.1010-18 J B. 1,6.10-16 JC. 1,6.1010-18 J D. -1,6.10-16 J
Đáp án: C. Giải thích: A = qEd = (-1,6.10-19).1000.(-0,01) = 1,6.10-18 J
Câu 9: Trong một điện trường đều bằng 60000V/m. Điện tích q0 = 4.10-9C trên đoạn thẳng dài 5 cm. Biết góc giữa phương dịch chuyển và đường sức điện trường là α = 60 độ. Xác định công của điện trường trong trường hợp trên?
A. 10-6 J B. 6.106 JC. 6.10-6 J D. -6.10-6 J
Đáp án: C. Giải thích: A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 (J)
Như vậy, bài viết trên đã cung cấp cho các bạn những kiến thức lý thuyết đến thực hành công của lực điện. Hy vọng những chia sẻ của chúng tôi sẽ đem đến cho các bạn những kiến thức bổ ích.