Công của lực điện

Lý thuyết

Câu C1 trang 23 SGK Vật lý 11

Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực tĩnh điện làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường với công của trọng lực.

Hướng dẫn giải

• Công của lực điện làm di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong điện trường.

• Tương tự, công của trọng lực làm một vật di chuyển từ điểm này đến điểm khác không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong trọng trường.

Câu C2 trang 23 SGK Vật lý 11

Cho một điện tích điểm Q nằm tại tâm của một vòng tròn. Khi di chuyển một điện tích thử q dọc theo cung MN của vòng tròn đó thì công của lực điện sẽ bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khi điện tích thử q di chuyển trên dọc theo cung MN của vòng tròn thì lực điện không thực hiện công vì lực điện luôn vuông góc với phương di chuyển của điện tích thử.

Câu C3 trang 24 SGK Vật lý 11

Thế năng của điện tích thử q trong điện trường của điện tích điểm Q nêu ở câu C2 sẽ thay đổi thế nào khi q di chuyển dọc theo cung MN?

Hướng dẫn giải

Do \(A_{MN}=W_M-W_N=0\) suy ra \(W_M=W_N\).

Vậy khi điện tích thử q dịch chuyển trong điện trường của Q dọc theo cung MN thì thế năng của điện tích q không thay đổi, ta có thể nói điện tích thử q đang di chuyển trên măt đẳng thế của điện trường của điện tích điểm Q.

Bài 1 (SGK trang 25)

Viết công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện  tích trong điện trường đều.

Hướng dẫn giải

Trả lời :

Công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong điện trường đều: A­MN = qEd.

Bài 2 (SGK trang 25)

Nêu đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trường.

Hướng dẫn giải

Trả lời.

Đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trường : Công của lực điện trong sự di chuyển

của điện tích trong điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi.

Bài 3 (SGK trang 25)

Thế năng của điện tích q trong một điện trường phụ thuộc vào q như thế nào?

Hướng dẫn giải

Trả lời.

Thế năng của điện tích điểm q tại 1 điểm trong điện trường tỉ lệ thuận với giá trị điện tích q: WtM=VM.q với VM là hệ số tỉ lệ

Bài 4 (SGK trang 25)

Cho điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP. Biết rằng lực điện sinh công dương và MN dài hơn NP. Hỏi kết quả nào sau đây là đúng, khi so sánh các công AMN và ANP của lực điện ?

A. AMN > ANP.

B. AMN < ANP.

C. AMN = ANP.

D. Cả ba trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.

Hướng dẫn giải

Bài làm.

Công của lực điện A = Fscosα, tuy MN dài hơn NP nghĩa là s1 > s2, nhưng nếu với góc α khác nhau thì có thể xảy ra AMN > ANP, AMN < ANP, AMN = ANP. Vậy chọn đáp án D.

Bài 5 (SGK trang 25)

Một electron di chuyển được đoạn đường 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của một lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây ?

A. -1,6.10-16 J.

B. +1,6.10-16­ J.

C. -1,6.10-18 J.

D. +1,6.10-18 J.

Hướng dẫn giải

Trả lời.

Đáp án D.

Bài 6 (SGK trang 25)

Cho một điện tích di chuyển trong điện trường dọc theo một đường cong kín xuất phát từ điểm M rồi trở lại điểm M. Công của lực điện bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

Giải.

Gọi M và N là hai điểm bất kì trong điện trường. Khi di chuyển điện tích q từ M đến N thì lực điện sinh công

AMN. Khi di chuyển điện tích q từ N trở lại M thì lực điện sinh công ANM. Công tổng cộng mà lực điện sinh ra sẽ là : A = AMN + ANM. Vì công của lực điện chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm M và N nên AMN = - ANM.

Do đó A = 0

Bài 7 (SGK trang 25)

Một electron được thả không vận tốc ban đầu ở sát bàn âm, trong điện trường đều ở giữa hai bàn kim loại phẳng, điện tích trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Tính động năng của electron khi nó đến đập vào bản dương.

Hướng dẫn giải

Giải:

Electron bị bản âm đẩy và bản dương hút nên bay từ bản âm về bản dương và lực điện sinh công dương. Điện trường giữa hai bản là điện trường đều E = 1000 V/m. Công của lực điện bằng độ tang động năng của electron :

Wđ – 0 = qEd = -1,6.10-19.1000.(-1.10-2)

Wđ = 1,6.10-18J.

Động năng của electron khi nó đập đến bản dương là Wđ = 1,6.10-18J.

Bài 8 (SGK trang 25)

Cho một điện tích dương Q đặt tại điểm O. Đặt một điện tích âm q tại điểm M. Chứng minh rằng thế năng của q ở M có giá trị âm.

Hướng dẫn giải

Giải:

Ta có:
Thế năng là khả năng sinh công của điện trường: A=qEd=WM.
Nếu ta chọn mốc thế năng ở vô cực thì: WM=AM∞=q.VM
Do thế năng phụ thuộc vào điện tích q, nên tại M q<0 nên: WM=−q.VM<0.

Loading...