Công của lực điện sẽ làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E. Công thức được chỉ ra là A = qEd trong đó d được hiểu là độ dài của đoạn từ hình chiếu của điểm đầu đến điểm cuối. Tác động lên đường sức từ tính theo chiều của đường sức từ. Hãy tìm hiểu rõ hơn về công của lực điện thông qua bài viết dưới đây nhé!
Công của lực điện
Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều
Ta đặt điện tích dương q trong điện trường đều. Như vậy, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện là F. Biểu diễn qua công thức F = qE
- Độ lớn: F = q.E
- Phương: Song song với các đường sức điện
- Chiều: Từ dương sang âm
Từ đó có thể suy ra được lực F chính là lực không đổi.
Công của lực điện trong điện trường đều
Công của lực điện của sự di chuyển điện tích trong từ trường đều từ điểm M đến điểm N là A = qEd.
Trong đó:
- d = MH là độ dài đại số
- M là hình chiếu của điểm đầu đường đi
- H là hình chiếu của điểm cuối đường đi.
Chiều dương của MH sẽ tỷ lệ thuận với chiều của điện trường. Từ đó, ta đưa ra kết luận là công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi. Nó sẽ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối đường đi.
Thế năng của một điện tích trong điện trường
- Định nghĩa: Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó.
- Điện trường đều: Chọn mốc thế năng là bản âm thì thế năng WM = A = q.E.d với d là khoảng cách từ M đến bản âm.
Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q
Thế năng của một điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường: WM = AM = VM.q
Trong đó: VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí M trong điện trường.
Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường
Khi một điện tích q tự động di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Lúc này công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó được sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
Ta có: AMN = WM – WN
Kỹ năng giải bài tập
Áp dụng công thức tính công: A = q.E.d
Lưu ý khi xác định vị trí của d
- Nếu vật chuyển động cùng chiều với vectơ cường độ điện trường thì d > 0.
- Nếu vật chuyển động ngược chiều với vectơ cường độ điện trường thì d < 0
Như vậy, bài viết đã cho chúng ta biết được lý thuyết công của lực điện, các đặc điểm đối với công của lực điện. Từ đó suy ra được các kỹ năng giải bài tập cần thiết.
Bài 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 > 0
B. A > 0 nếu q < 0
C. A ≠ 0 nếu điện trường không đổi
D. 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 động
D. 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 = 0
C. 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.
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 J
C. 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 J
C. 6.10-6 J
D. -6.10-6 J
Đáp án: C. Giải thích: A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 (J)
Hy vọng với các kiến thức này sẽ giúp các bạn có các kiến thức bổ ích. Chúc các bạn thành công.
