Show
Công của lực điện là nội dung quan trọng của bộ môn vật lý. Chính vì vậy trong bài viết này chúng tôi sẽ giúp các bạn ôn tập lại nội dung lý thuyết cũng như các kỹ năng giải bài tập liên quan đến công của lực điện trường để giúp các bạn có thể nắm vững phần kiến thức này. Trước khi đi vào chia sẻ kỹ năng làm bài tập chúng tôi sẽ giúp các bạn ôn tập lại nội dung kiến thức về lực điện, công của lực điện trường, công của lực tĩnh điện… Cùng theo dõi nội dung dưới đây để các bạn nắm rõ những nội dung kiến thức này nhé!  Công của lực điện là gì? Công của lực điện– Đặc điểm của lực điện tác động lên một điện tích được đặt trong điện trường như sau:Khi đặt điện tích dương q trong điện trường đều nó sẽ chịu tác dụng của lực điện. Chúng ta có công thức:
Lực F là lực không đổi và có:
– Công thức của lực điện trong điện trường đều như sau:Công của lực điện có trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N chính là A = q.E.d Trong đó:
=> Như vậy công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện từ điểm M đến N sẽ không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi. Nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của đầu M đến điểm cuối N của đường đi. => Lực tĩnh điện chính là lực thế => Trường tĩnh điện chính là trường thế Công thức của lực điện – Công của lực điện trường trong sự dịch chuyển của điện tích trong một điện trường bất kìNgười ta đã chúng minh được rằng: Công của lực điện trong sự dịch chuyển của điện tích q trong một điện trường bất kỳ từ M đến N sẽ không phụ vào hình dáng của đường đi. Nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N. Đây chính là đặc tính chung của điện trường tĩnh. Thế năng của một điện tích trong điện trường– Khái niệm thế năng của một điện tích trong điện trườngTương tự như thế năng của một vật có trong trọng trường, thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sản sinh công của lực điện khi đặt điện tích q tại điểm mà chúng ta xét trong điện trường. Đối với một điện tích q (dương) được đặt tại điểm M trong điện trường đều thì công sẽ bằng: A = q.E.d = WM Trong đó:
Trong trường hợp q tại một điểm M trong một điện trường bất kì được tạo ra do nhiều điện tích thì có thể lấy thế năng bằng công năng của lực điện khi dịch chuyển q từ mà đến vô cực (AM∞). Sở dĩ như vậy là vì tại vô cực, từ ở rất xa các điện tích gây điện trường nên điện trường bằng không và lực điện được xem như là hết khả năng sinh công. Do đó: Thế năng của điện tích trong điện trường Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích qDo độ lớn của lực điện luôn tỉ lệ thuận với điện tích q nên thế năng của điện tích khi ở M cũng sẽ tỉ lệ thuận với q: Trong đó VM chính là một hệ số tỉ lệ không bị phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M trong điện trường Công của lực điện và độ giảm thế năngKhi một điện tích q di chuyển từ một điển M đến một điểm N nào đó trong điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng với độ giảm thế năng của điện tích q đặt trong điện trường. Kỹ năng giải bài tập về công của lực điệnKhi làm bài tập liên quan đến công của lực điện các bạn cần lưu ý những điểm sau: Kỹ năng làm bài tập liên quan đến công điện lực
+ Trong trường hợp vật dịch chuyển cùng chiều vectơ cường độ dòng điện trường thì ta có d > 0 + Trong trường hợp vậy dịch chuyển ngược chiều vecto cường độ điện trường thì chúng ta có d < 0 Trên đây là nội dung kiến thức về công của lực điện mà chúng tôi muốn sẽ với các bạn. Hy vọng qua bài viết các bạn đã hiểu rõ về nội dung kiến thức về lực điện trong vật lý. Xem thêm: Tôi là Nguyễn Tiến Thành – Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm review đánh giá các loại thiết bị vệ sinh công nghiệp và các mẹo làm sạch. Hy vọng những chia sẻ của tôi sẽ đem lại cho các bạn những thông tin hữu ích hơn. Lý thuyết và bài tập bài 3 công của lực điện, hiệu điện thế của chương trình vật lý 11 nâng cao được Kiến Guru biên soạn nhằm giúp các bạn nắm bắt những kiến thức lý thuyết quan trọng của bài này, từ đó vận dụng vào làm những bài tập cụ thể. Đặc biệt, Kiến Guru sẽ hướng dẫn các em làm những bài tập bám sát chương trình SGK lý 11 nâng cao để có thể làm quen và thành thạo những bài tập của phần này. I. Những lý thuyết cần nắm trong Bài 4: Công của lực điện, hiệu điện thế ( vật lý 11 nâng cao)Để làm tốt các dạng bài tập vật lý 11 nâng cao bài 4: Công của lực điện, hiệu điện thế, các em cần nắm vững các lý thuyết dưới đây: 1. Công của lực:- Công của lực tác dụng lên một điện tích sẽ không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích đó mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. - Biểu thức: A = q.E.d Trong đó: d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương đường sức điện 2. Khái niệm hiệu điện thếa. Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích AMN=WM-WN b. Hiệu điện thế, điện thế - Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó tại một điện tích q, được xác định bằng thương của công lực điện tác dụng lên q khi di chuyển q từ M ra vô cực và độ lớn của q. - Biểu thức: VM=AMq - Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường nếu có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó Biểu thức: UMN=VM-VN=AMN/q - Chú ý: + Điện thế và hiệu điện thế là đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm; + Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế. +Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường sẽ có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. 3. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thếII. Bài tập vật lý 11 nâng cao: Công của lực điện, hiệu điện thếVận dụng các lý thuyết ở trên để giải các bài tập trong bài: Công của lực điện, hiệu điện thế Bài 1/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 22: Mỗi điện tích q chuyển động trong điện trường (đều hay không đều) theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì A. A > 0 nếu q > 0 B. A > 0 nếu q < 0 C. A ≠ 0 nếu điện trường không đổi D. A = 0 Hướng dẫn: Một điện tích q chuyển động trong điện trường (đều hay không đều) theo một đường cong kín tức là điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên A = 0 Đáp án: D Bài 2/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 22: Chọn phương án đúng. Cho ba điểm M, N, P trong một điện trường đều. MN = 1 cm, NP = 3 cm;UMN=1V;UMP=2V. Gọi cường độ điện trường tại M, N, P là EM, EN, EP A. EN>EM B. EP= 2EN C. EP= 3EN D. EP=EN Hướng dẫn: Trong điện trường đều, cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. ⇒EM =EN=EP Đáp án: D Bài 3/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một điện tích q chuyển động từ điểm M đến điểm N, từ điểm N đến điểm P như trên hình 4.4 thì công của lực điện trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu ? Giải thích? Hình 4.4 Hướng dẫn: Vì M, N, P nằm trên cùng một đường thẳng vuông góc với đường sức của điện trường đều, nên điện thế của các điểm này bằng nhau VM=VN=VP Lại có: AMN=WM-WN=q.UMN=q.(VM-VN) ANP=WN-WP=q.UNP=q.(VN-VP) ⇒ AMN=ANP=0 Bài 4/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Hai tấm kim loại đặt song song, cách nhau 2cm, được nhiễm điện trái dấu nhau và có độ lớn bằng nhau. Muốn điện tích q = 5.10-10C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A = 2.10-9J. Hãy xác định cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại đó. Cho biết điện trường bên trong hai tấm kim loại đã cho là điện trường đều và có đường sức vuông góc với các tấm. Hướng dẫn: Công của lực điện trường tác dụng lên điện tích q khi di chuyển trong điện trường đều E là: A= q.E.d Cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại: Bài 5/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100V/m. Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 km/s. Hỏi electron chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không? Cho biết khối lượng electron m = 9,1.10-31kg. Hướng dẫn: Công của lực điện trường thực hiện trên electron : A12=F.d=q.F.d Mặt khác, theo định lý động năng: Quãng đường mà electron đi được cho đến khi vận tốc của nó bằng không là: Bài 6/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 1V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu? Giải thích ý nghĩa của kết quả tính được. Hướng dẫn: Công của lực điện khi điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N là: Ý nghĩa : Vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N mà khi có một nguồn điện tích âm -1 C di chuyển từ điểm M đến điểm N thì lực điện sẽ thực hiện một công âm là -1 J. Bài 7/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06. 10-15kg nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Điện tích của quả cầu đó bằng 4,8.10-18C. Hai tấm kim loại cách nhau 2cm. Hãy tính hiệu điện thế đặt vào hai tấm đó. Lấy g = 10m/s2 Hướng dẫn: Để quả cầu nhỏ nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại nhiễm điện trái dấu thì lực điện trường phải cân bằng với mọi trọng lực của quả cầu: Ta có: Đây là tài liệu biên soạn về lý thuyết và bài tập vật lý 11 nâng cao bài 4: Công của lực điện, hiệu điện thế. Hy vọng tài liệu này của Kiến Guru sẽ giúp các em học tập tốt hơn. |
