Công của lực điện, Thế năng của một điện tích trong điện trường Công thức và bài tập - Vật lý 11 bài 4

Vậy công của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điền trường đều có đặc điểm gì? Công thức tính công của lực điện viết thế nào? Thế năng của một điện tích trong điện trường phụ thuộc vào điện tích ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Công của lực điện

1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều

- Đặt điện tích q dương (q>0) tại một điểm M trong điện trường đều như hình vẽ, nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện .

- Lực  là lực không đổi, có phương song song với các đường sức điện, chiều hướng từ bản dương sang bản âm, độ lớn bằng qE.

2. Công của lực điện trong điện trường

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

II. Thế năng của một điện tích trong điện trường

1. Khái niệm thế năng

- Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường.

2. Sự phụ thuộc của thế năng W_M vào điện tích q

 A_M∞=W_M=V_Mq

- Thế năng tỉ lệ thuận với q.

3. 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 tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

 A_MN = W_M-W_N

III. Bài tập vận dụng Công của lực điện

* Bài 1 trang 25 SGK Vật Lý 11: Viết công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong một điện trường đều.

> Lời giải bài 1 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 2 trang 25 SGK Vật Lý 11: Nêu đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trường.

> Lời giải bài 2 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 3 trang 25 SGK Vật Lý 11: Thế năng của một điện tích q trong một điện trường phụ thuộc vào q như thế nào?

> Lời giải bài 3 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 4 trang 25 SGK Vật Lý 11: Cho một điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP và lực điện sinh công dương. 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 A_MN và A_NP của lực điện?

 A. A_MN > A_NP

 B. A_MN < A_NP

 C. A_MN = A_NP

 D. Cả 3 trường hợp A,B,C đều có thể xảy ra.

> Lời giải bài 4 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 5 trang 25 SGK Vật Lý 11: Chọn đáp số đúng.

Một êlectron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện, trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Hỏi công của lực điện là bao nhiêu?

A. -1,6.10^-16 J

B. +1,6.10^-16 J

C. -1,6.10^-16J

D. +1,6.10^-16J

> Lời giải bài 5 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 6 trang 25 SGK Vật Lý 11: Cho một điện tích di chuyển trong một 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?

> Lời giải bài 6 trang 25 SGK Vật Lý 11

* Bài 7 trang 25 SGK Vật Lý 11: Một êlectron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương.

> Lời giải bài 7 trang 25 SGK Vật Lý 11