Lý thuyết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 19: Thế năng điện: Công của lực điện, thế năng của một điện tích trong điện trường

Vậy chi tiết Thế năng điện là gì? Công của lực điện, thế năng của một điện tích trong điện trường như nào? được hayhochoi trình bày ngắn gọn, dễ hiểu trong bài viết này.

I. Công của lực điện

Chuyển động của một điện tích dương q từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều như hình sau:

· Công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều bằng qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và vị trí điểm cuối N của độ dịch chuyển trong điện trường.

A_MN = qEd

Trong đó:

- d là độ dài đại số của đoạn MM', là hình chiếu của đoạn MN trên một đường sức điện

· Công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và vị trí của điểm cuối N của độ dịch chuyển.

· Lực điện được coi là lực thế.

II. Thế năng của một điện tích trong điện trường

1. Thế năng của một điện tích trong điện trường đều

- Bản cực mang điện âm thường được chọn làm mốc tính thế năng. Với điện trường của một điện tích hoặc của một hệ điện tích bất kì, người ta thường chọn điểm mốc thế năng ở vô cực, vì ở đó điện trường và lực điện trường đều bằng không.

- Thế năng của điện tích trong điện trường còn được gọi là thế năng điện. Thế năng của một điện tích q trong điện trường đều đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường đều khi đặt điện tích q tại điểm đang xét.

- Thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường đều bằng công của lực điện có thể sinh ra khi điện tích q di chuyển từ điểm M tới điểm mốc để tính thế năng:

W_M = qEd

Trong đó d là khoảng cách từ M đến bản cực âm, W_M là thế năng điện của điện tích q tại điểm M.

2. Thế năng của một điện tích trong điện trường bất kì

- 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 đang xét.

- Khi chọn mốc thế năng tại vô cực, thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường bằng công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q từ điểm M tới vô cực:

W_M = A_M∞ 

- Độ lớn của lực điện tỉ lệ thuận với điện tích q nên thế năng tại điểm M cũng tỉ lệ với điện tích q: W_M = V_Mq

Hệ số tỉ lệ V_M = V không phụ thuộc vào điện tích q mà chỉ phụ thuộc vào điện trường và vị trí của điểm M.