Công của lực điện là một đại lượng quan trọng trong vật lý. Chúng ta thường gặp chúng trong các kiến thức và bài tập của môn học Vật Lý. Tuy nhiên, công của dòng điện cũng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Hãy cùng tìm hiểu về công của lực điện và công của lực điện không phụ thuộc vào gì cũng như phụ thuộc vào gì nhé. Show
Công của lực điện là gì?Công của lực điện làm dịch chuyển điện tích kí hiệu là q trong điện trường kí hiệu là E với chiều dài là d. Đại lượng được tính theo công thức A = qEd. Chiều dài d là là độ dài của đoạn thẳng từ hình chiếu của điểm đầu đến hình chiếu ở điểm cuối lên một đường sức từ. Theo đó d là chiều của đường sức từ.  Công của lực điện trong điện trường đềuĐiện tích Q sẽ dịch chuyển theo đường thẳng MN và tạo một góc α theo các đường sức từ. Công của lực điện đi từ điểm M sang N được tính theo công thức
trong đó d được tính là M nhân H. Xem lại điều kiện để có dòng điện là Đặc điểm công của lực điện trong điện trường đềuKhi chúng ta đặt điện tích với q là dương, tại một điểm M trong điện trường đều. Điện tích này sẽ chịu tác dụng của một lực điện với các đặc điểm sau: – Nó sẽ có phương song song với các đường sức điện – Điện tích này có chiều hướng từ bản dương sang bản âm – Độ lớn của nó sẽ được tính theo công thức
Công của lực điện trong điện trường đều có các đặc điểm sau: – Nó không phụ thuộc vào hình dạng đường đi. Nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu đến điểm cuối. – Lực điện thế cũng chính là lực tĩnh điện. Vì vậy, trường tĩnh điện cũng chính là trường thế. Công của lực điện khi điện tích di chuyển trong điện trường bất kỳCông của lực điện trong điện trường đều hay điện trường bất kì đều không có nhiều điểm khác biệt. Chúng đều không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích trong điện trường. Công của lực điện trong điện trường bất kì phụ thuộc vào vị trí của 2 điểm M và N. Công của lực điện không phụ thuộc vàoTheo như kiến thức trên, công của lực điện không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích. Thứ mà chúng phụ thuộc là vị trí đặt hai đầu M và N. Thế năng của điện tích trong điện trườngThế năng là khả năng sinh ra công của điện trường khi đặt điện tích q lên điểm đó. – Đối với điện trường đều: Nếu chọn mốc thế năng theo chiều âm thì nó sẽ được tính theo công thức
Với d là khoảng cách tính từ điểm M đến thanh âm. – Nếu điện trường do nhiều điện tích gây ra, chọn mốc ở năng ở mức vô cực. Thế năng sẽ có công thức tính là
– Khi đó, VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào điện tích q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M đặt trong điện trường. – Một điện tích dịch chuyển trên đoạn MN trong một điện trường. Công của lực điện khi điện tích di chuyển trong điện trường thì bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường.
Thế năng của điện tích q trong một điện trường phụ thuộc vào q như thế nào?Thế năng của điện tích điểm q đặt trong một điện trường tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích. Cách giải bài tập công của lực điện lớp 11Luôn nhớ cách tính công thức tính công của lực điện là:
Do công của lực điện phụ thuộc vào độ dài đoạn thẳng MN nên d phải được xác định một cách chính xác. – Nếu điện tích dịch chuyển cùng chiều vectơ cường độ điện trường thì d luôn dương. – Nếu điện tích dịch chuyển ngược chiều vectơ cường độ điện trường thì d luôn âm. Xem lại các tài liệu vật lý lớp 6-12 tại AMA Bài tập công của lực điệnBài tập đầu tiên: Tính công của lực điện trong trường hợp sau: Một e dịch chuyển dọc theo một đường sức điện với đoạn đường 1 cm, dưới tác dụng của một lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Bài tập này được giải như sau: Electron di chuyển ngược chiều điện trường dưới tác dụng của lực điện. Công thức tính là A = q.E.d = 1,6.10^-19.1000.1.10^−2=+1,6.10^−18 (J). Bài tập 2: Một electron được thả ở sát bàn âm với không vận tốc đầu. Trong một điện trường đều ở giữa hai bản kim loại phẳng và có điện tích trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản kim loại này là 1000V/m. Khoảng cách giữa chúng là 1cm. Hãy tính động năng của e khi nó dịch chuyển đến và dập vào bản dương. Cách giải bài tập này như sau: E dịch chuyển từ bản âm về bản dương vì thế nên lực điện sinh ra công dương. Điện trường giữa hai bản này là E = 1000 V/m và là điện trường đều. Công của lực điện được tính như sau: Wd=qEd=−1,6.10^−19.1000.(−1.10^−2) Wd=1,6.10^−18J Khi đập vào bản dương, động năng của electron này được tính như sau Wd=1,6.10^−18J. Trên đây, chúng ta đã cùng tìm hiểu về công của lực điện không phụ thuộc vào gì và cách làm các bài tập liên quan. Mong gửi đến bạn đọc những kiến thức hữu ích. Chúc các bạn thành công trong quá trình học tập và làm việc. Anh ngữ AMA Câu hỏi:Công của lực điện không phụ thuộc vào A.vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi B.cường độ của điện trường. C.hình dạng của đường đi. D.độ lớn điện tích bị dịch chuyển Lời giải: Đáp án đúng:C.hình dạng của đường đi. Giải thích : Công của lực không phụ thuộc vào hình dạng đường đi chỉ phụ thuộc vào khoảng cách điểm đầu và điểm cuối Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về công của lực điện nhé. 1.Công của lực điệna. Lực điện tác dụng lên điện tích trong điện trường đều Đối với trường hợp này, đặc điểm của lực điện tác dụng lên điện tích sẽ có dạng dưới đây: Công của lực điện trườngĐặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong một điện trường đều. - Đặt điện tích q dương (q > 0) tại một điểm M trong điện trường đều (Hình 4.1), nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện - LựcF→ là không đổi, có: + phương song song với các đường sức điện + chiều hướng từ bản dương sang bản âm + độ lớn là F = q.E. b. Công của lực điện trong điện trường đều Trường hợp này được mô tả qua hình ảnh dưới đây: Điện trường đềuĐiện tích Q di chuyển theo đường thẳng MN, làm với các đường sức điện một góc α, với MN = s Ta có công của lực điện: Với F = qE và cosα = d thì: AMN= qEd (4.1) + Nếu α < 900thì cosα > 0, do đó d > 0 và AMN> 0. + Nếu α > 900thì cosα < 0, do đó d < 0 và AMN< 0. Điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN. Tương tự như trên, ta có: AMPN= Fs1.cosα1+ Fs2cosα2 Với s1.cosα1+ s2cosα2= d, ta lại có AMPN = qEd Trong đó, d = MH là khoảng cách của hình chiếu từ điểm đầu đến hình chiếu của điểm cuối của đường đi trên một đường sức điện. * Kết quả có thể mở rộng cho các trường hợp đường đi từ M đến N là một đường gấp khúc hoặc đường cong. Như vậy, công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là AMPN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi. 2.Thế năng của một điện tích trong điện trườngThế 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 A = qEd = WM. Trong đó d là khoảng cách từ M đến thanh âm. Công dịch chuyển trong thế năngVới trường hợp điện trường do nhiều điện tích gây ra, bạn cần chọn mốc thế năng ở vô cùng:
Ta có: AM = WM= 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.
Khi 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: AN = WM -WN 3. Kỹ năng giải bài tập cần thiếtBài 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 d < 0.
|
