Bài viết Lý thuyết Công của lực điện hay, chi tiết nhất giúp bạn nắm vững kiến thức trọng tâm về Công của lực điện.
Lý thuyết Công của lực điện
(199k) Xem Khóa học Vật Lí 11 KNTTXem Khóa học Vật Lí 11 CDXem Khóa học Vật Lí 11 CTST
Bài giảng: Bài 4: Công của lực điện – Cô Nguyễn Quyên (Giáo viên VietJack)
A. Tóm tắt lý thuyết
1. Công của lực điện:
• Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều
Đặt điện tích dương q trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện: F→ = q.E→
– Độ lớn: F = q.E
– Phương: song song với các đường sức điện
– Chiều: từ bản dương sang âm.
⇒ Lực F→ là lực không đổi
• Công của lực điện trong điện trường đều
Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đề từ M đến N là: A = q.E.d
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− cùng với chiều của điện trường.
⇒ Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng
đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.
⇒ Lực tĩnh điện là lực thế.
⇒ Trường tĩnh điện là trường thế.
2. 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.
Điện trường do nhiều điện tích gây ra: Chọn mốc thế năng ở vô cùng:
• Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q
Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường: WM = AM∞ = VM.q
với 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 di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
AMN = WM – WN
B. Kỹ năng giải bài tập
– Áp dụng công thức tính công: A = q.E.d
– Chú ý trong việc xác định d.
+ Nếu vật chuyển động cùng chiều vecto cường độ điện trường thì d > 0.
+ Nếu vật chuyển động ngược chiều vecto cường độ điện trường thì d < 0.
C. Bài tập trắc nghiệm
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, trong đó d là:
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.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd trong đó d là 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.
Câu 2: Chọn phương án đúng. Một điện tích q chuyển động trong điện trường 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:
Chọn D.
Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu điểm đầu và điểm cuối lên một đường sức điện. Do đó với một đường cong 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
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.
Hướng dẫn:
Chọn B.
Ta có A = qEd ⇒ A tỉ lệ thuận với độ lớn điện tích q.
Chú ý: d là khoảng cách giữa hai điểm M,N; nó chỉ là chiều dài đường đi MN khi điện tích di chuyển dọc theo đường sức.
Câu 4: 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 1 m là
A. 2000 J. B. – 2000 J.
C. 2 mJ. D. – 2 mJ.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Áp dụng công thức tính công ta có: A = qEd = -2.10-6.1000.(-1) = 2.10-3J
Câu 5: 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
Hướng dẫn:
Chọn B.
A = qEd ⇒ A không phụ thuộc hình dạng đường đi của điện tích điểm.
Câu 6: Một điện tích điểm q di chuyển trong điện trường đều E có quỹ đạo là một đường cong kín, có chiều dài quỹ đạo là s thì công của lực điện trường là
A. A = 2qEs B. A = 0
C. A = qEs D. A = qE/s
Hướng dẫn:
Chọn A.
Ta có A = qEd. Quỹ đạo chuyển động là đường cong kín ⇒ d = 0 ⇒ A = 0
Câu 7: Khi điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức trong một điện trường đều, nếu quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì công của lực điện trường
A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần.
C. không đổi. D. giảm 2 lần
Hướng dẫn:
Chọn B.
Ta có A = qEd.
Mà điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức nên khi quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì d tăng 2 lần ⇒ A tăng 2 lần.
Câu 8: Một electron di chuyển được một đoạn đường 1 cm, dọc theo đường sức, dưới tác dụng của 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. -1,6.1010-18 J B. 1,6.10-16 J
C. 1,6.1010-18 J D. -1,6.10-16 J
Hướng dẫn:
Chọn C.
Do electron có điện tích âm ⇒ F→ ngược chiều E→ ⇒ electron di chuyển ngược chiều điện trường.
Ta có: A = qEd = (-1,6.10-19).1000.(-0,01) = 1,6.10-18 (J)
Câu 9: Trong một điện trường đều bằng 60000V/m. Tính công của điện trường khi làm dịch chuyển điện tích q0 = 4.10-9C trên đoạn thẳng dài 5 cm. Biết rằng góc giữa phương dịch chuyển và đường sức điện trường là α = 60o.
A. 10-6 J B. 6.106 J
C. 6.10-6 J D. -6.10-6 J
Hướng dẫn:
Chọn C.
Công của lực điện trường là
A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 (J)
Câu 10: Hai tấm kim loại song song và cách đều nhau 2 cm và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích q = 5.10-10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn công A = 2.10-9 J. 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 điều và có đường sức vuông góc với các tấm.
A. 100V/m B. 250 V/m
C. 300 V/m D. 200 V/m
Hướng dẫn:
Chọn D.
Ta có
C. Bài tập bổ sung
Câu 1: Công của lực điện trường dịch chuyển quãng đường 1 m một điện tích 10 μC vuông góc với các đường sức điện trong một điện trường đều cường độ 106 V/m là
A. 1 J.
B. 1000 J.
C. 1 mJ.
D. 0 J.
Câu 2: Thế năng của một electron tại điểm M trong điện trường của một điện tích điểm là -4,8.10-19 J. Điện thế tại điểm M là
A. 3,2 V
B. – 3 V
C. 2 V
D. 3 V
Câu 3: Khi một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ một điểm A có thế năng tĩnh điện là 2,5 J đến một điểm B thì lực điện sinh công dương 2,5 J. Thế năng tĩnh điện của q tại B là
A. – 2,5 J
B. 0
C. 5 J
D. – 5 J
Câu 4: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 1μC dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là
A. 1000 J.
B. 1 J.
C. 1 mJ.
D. 1 μJ.
Câu 5: Cho điện tích dịch chuyển giữa hai điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 150 V/m thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu cường độ điện trường là 200 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là
A. 80 J.
B. 40 J.
C. 40 mJ.
D. 80 mJ.
Câu 6: Cho điện tích q = + 10-8 C dịch chuyển giữa hai điểm cố định trong một điện trường đều thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu một điện điện tích q’ = + 4.10-9 C dịch chuyển giữa hai điểm đó thì công của lực điện trường khi đó là
A. 24 mJ.
B. 20 mJ.
C. 240 mJ.
D. 120 mJ.
Câu 7: Điện tích điểm q di chuyển trong một điện trường đều có cường độ điện trường 800 V/m theo một đoạn thẳng AB. Đoạn AB dài 12 cm và vecto độ dời AB→ hợp với đường sức điện một góc 300. Biết công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q là -1,33.10-4 J. Điện tích q có giá trị bằng
A. -1.6.10-6 C
B. 1,6.10-6 C
C. -1,4.10-6 C
D.1,4.10-6 C
Câu 8: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 10 mC song song với các đường sức trong một điện trường đều với quãng đường 10 cm là 1 J. Độ lớn cường độ điện trường đó là
A. 10000 V/m.
B. 1 V/m.
C. 100 V/m.
D. 1000 V/m.
Câu 9: Khi điện tích dịch chuyển trong điện trường đều theo chiều đường sức thì nó nhận được một công 10 J. Khi dịch chuyển tạo với chiều đường sức 600 trên cùng độ dài quãng đường thì nó nhận được một công là
A. 5 J.
B. 532 J.
C. 52 J.
D. 7,5 J.
Câu 10: Muốn di chuyển một prôtôn trong điện trường từ rất xa về điểm M ta cần tốn một công là 2 eV. Tính điện thế tại M. Chọn mốc thế năng tại vô cùng bằng không.
A. – 2 V
B. 2 V
C. 3,2.10-19 V
D. – 3,2.10-19 V
Câu 11: Hai tấm kim loại song song, cách nhau 2cm và được nhiễm điện trái dấu nhau. Muốn làm cho điện tích q = 5.10- 10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A = 2.10 – 9 J. Coi điện trường bên trong khoảng giữa hai tấm kim loại là điện trường đều và có các đường sức điện vuông góc với các tấm. Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là
A. E = 40V/m.
B. E = 200V/m.
C. E = 400V/m.
D. E = 2V/m.
Câu 12: Trong vật lý, người ta hay dùng đơn vị năng lượng electron – vôn, ký hiệu eV, Electron – vôn là năng lượng mà một electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế hai đầu là U = 1 V. Một electron – vôn bằng
A. 1,6.10-19 J
B. 3,2.10-19 J
C. -1,6.10-19 J
D. 2,1.10-19 J
(199k) Xem Khóa học Vật Lí 11 KNTTXem Khóa học Vật Lí 11 CDXem Khóa học Vật Lí 11 CTST
Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:
- Lý thuyết Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện
- Lý thuyết Điện thế. Hiệu điện thế
- Lý thuyết Tụ điện
