Ở các lớp dưới, chúng ta đã được học về công của trọng lực. Bài học hôm nay sẽ giúp ta tìm hiểu về công của 1 loại lưc khác, đó là lực điện.
Vậy công của lực điện là gì và nó có gì khác so với công của trọng lực ?
Mời các em cùng nghiên cứu Bài 4: Công của lực điện. Nội dung bài giảng trình bày gồm lý thuyết, phương pháp giải các dạng bài tập và những bài tập có đáp án, giúp các em hiểu sâu hơn kiến thức về công của lực điện. Chúc các em học tốt.
Biểu thức: \(\overrightarrow F = q.\overrightarrow E \)
Độ lớn: F=q.E
Phương, chiều của véc tơ \(\overrightarrow E \).
Nhận xét: Lực \(\overrightarrow F\) là lực không đổi
\({A_{MN}} = {\rm{ }}q.Ed\)
Với d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện. Chiều đường sức điện là chiều dương.
Các trường hợp đặc biệt:
Nếu \(\alpha < {90^o}\) thì \(\cos \alpha > 0,\,d > 0 \Rightarrow A > 0\) khi hình chiếu cùng chiều đường sức.
Nếu \(\alpha > {90^o}\)thì \(\cos \alpha < 0,\,d < 0 \Rightarrow A < 0\) khi hình chiếu ngược chiều đường sức.
Tổng quát: Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là \({A_{MN}} = {\rm{ }}q.Ed\), 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.
Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
Lực tĩnh điện là lực thế, trường tĩnh điện là trường thế.
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.
Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường :
\({W_M} = {\rm{ }}{A_M}_\infty = {\rm{ }}q{V_M}\)
Thế năng này tỉ lệ thuận với q.
\({A_{MN}} = {\rm{ }}{W_M} - {\rm{ }}{W_N}\)
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
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. Tính công của lực điện trong trường hợp trên.
Dưới tác dụng của lực điện êlectron di chuyển ngược chiều điện trường (tức ngược chiều đường sức điện)
Ta có: \(A{\rm{ }} = {\rm{ }}{q_e}.E.d.cos\alpha \)
Với \(\alpha \) = góc \(\left( {\overrightarrow E ,\overrightarrow d } \right) = {180^o}\)
\(\begin{array}{l}
= 1,{6.10^{ - 19}}.1000.0,01.\cos {180^o}\\
= 1,{6.10^{ - 18}}J
\end{array}\)
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.
Ta có:
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 tăng động năng của electron :
\({W_d}-{\rm{ }}0{\rm{ }} = {\rm{ }}q{E_{d}} = {\rm{ }} - 1,{6.10^{ - 19}}.1000.( - {1.10^{ - 2}})\)
\({W_d} = {\rm{ }}1,{6.10^{ - 18}}J.\)
Động năng của electron khi nó đập đến bản dương là \({W_d} = {\rm{ }}1,{6.10^{ - 18}}J.\)
Qua bài giảng Công của lực điện này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Trình bày được khái niệm, biểu thức, đặc điểm của thế năng của điện tích trong điện trường, quan hệ giữa công của lực điện trường và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường.
Giải bài toán tính công của lực điện trường và thế năng điện trường.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 4 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
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.
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 ?
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 ?
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 4để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 8 trang 25 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 22 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 22 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 5 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 6 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 7 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 8 trang 23 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4.1 trang 9 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.2 trang 9 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.3 trang 9 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.4 trang 9 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.5 trang 10 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.6 trang 10 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.7 trang 10 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.8 trang 11 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.9 trang 11 SBT Vật lý 11
Bài tập 4.10 trang 11 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
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.
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 ?
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 ?
Chọn một phát biểu không đúng về công của lực điện trong điện trường đều
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:
Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Nếu điện tích dịch chuyển trong điện trường sao cho thế năng của nó tăng thì công của của lực điện trường
Hai tấm kim loại song song, cách 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 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:
Một điện tích q chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì
Một êlectron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100 (V/m). Vận tốc ban đầu của êlectron bằng 300 (km/s). Khối lượng của êlectron là m = 9,1.10-31 (kg). Từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vận tốc của êlectron bằng không thì êlectron chuyển động được quãng đường là:
Đặt một điện tích điểm Q dương tại một điểm O. M và N là hai điểm nằm đối xứng với nhau ở hai bên điểm O. Di chuyển một điện tích điểm q dương từ M đến N theo một đường cong bất kì. Gọi AMN là công của lực điện trong dịch chuyển này. Chọn câu khẳng định đúng.
A. AMN ≠ 0 và phụ thuộc vào đường dịch chuyển.
B. AMN ≠ 0, không phụ thuộc vào đường dịch chuyển.
C. AMN = 0; không phụ thuộc vào đường dịch chuyển.
D. Không thể xác định được AMN.
Khi một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ một điểm A đến một điểm B thì lực điện sinh công 2,5 J. Nếu thế năng của q tại A là 2,5 J, thì thế năng của nó tại B là bao nhiêu ?
A. - 2,5 J. B. - 5 J.
C. +5J. D. 0 J.
Một điện tích q = +4.10-8C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ E = 100 V/m theo một đường gấp khúc ABC. Đoạn AB dài 20 cm và vectơ độ dời \(\overrightarrow {AB} \) làm với các đường sức điện một góc 300. Đoạn BC dài 40 cm và vectơ độ dời \(\overrightarrow {BC} \) làm với các đường sức điện một góc 1200. Tính công của lực điện.
Một điện tích q di chuyển trong một điộn trường từ một điểm M đến một điểm N theo một đường cong. Sau đó nó di chuyển tiếp từ N về M theo một đường cong khác. Hãy so sánh công mà lực điện sinh ra trên các đoạn đường đó (AMN và ANM).
Một êlectron di chuyển trong điện trường đều \(\vec E\) một đoạn 0,6 cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện thì lực điện sinh công 9,6.10-18 J.
a) Tính công mà lực điện sinh ra khi êlectron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên.
b) Tính vận tốc của êlectron khi nó đến điểm P. Biết rằng, tại M, êlectron không có vận tốc đầu. Khối lượng của êlectron là 9,1.10-31 kg.
Xét các êlectron chuyển động quanh hạt nhân của một nguyên tử.
a) Cường độ điện trường của hạt nhân tại vị trí của các êlectron nằm càng xa hạt nhân thì càng lớn hay càng nhỏ ?
b) Electron nằm càng xa hạt nhân thì có thế năng trong điện trường của hạt nhân càng lớn hay càng nhỏ?
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
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.
Câu trả lời của bạn
Ta có: Công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
A=Fscosα=qEd
Tuy MN dài hơn NP nghĩa là s1>s2, nhưng nếu với góc αα khác nhau thì có thể xảy ra \({A_{MN}} > {A_{NP}};{A_{MN}} < {A_{NP}};{A_{MN}} = {A_{NP}}\)
=> Đáp án D
A. -1,6.10-16 J.
B. +1,6.10-16 J.
C. -1,6.10-18 J.
D. +1,6.10-18 J.
Câu trả lời của bạn
Đáp án D.
Dưới tác dụng của lực điện, electron di chuyển ngược chiều điện trường (tức ngược chiều đường sức điện).
Ta có: A=qe.E.s.cosα
Với
\(\begin{array}{l} \alpha = \left( {\vec F,\vec d} \right) = {180^0}\\ \Rightarrow A = {q_e}.E.s.\cos \alpha \\ = - {1,6.10^{ - 19}}{.1000.10^{ - 2}}.c{\rm{os}}180 = {1,6.10^{ - 18}}J \end{array}\)
Câu trả lời của bạn
Khi điện tích di chuyển trong điện trường dọc theo một đường cong kín, xuất phát từ điểm M rồi trở lại điểm M thì hình chiếu của điểm đầu và điểm cuối đường đi trùng nhau tại một điểm (d = 0), nên công của lực điện bằng không.
Vậy nếu điện tích di chuyển trên một đường cong kín thì điện trường không thực hiện công.
Câu trả lời của bạn
Ta có: WM=AM∞
Đường sức điện của Q hướng từ Q ra. Lực điện tác dụng lên điện tích q (âm) sẽ ngược chiều đường sức điện.
Nên công để đưa q từ M ra vô cực (lúc này đường đi S của q cùng chiều với E ) là: \({A_{M\infty }} = qEsc{\rm{os}}{0^0} < 0\) vì q<0
Do đó WM<0
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN = 45 V.
A. -8.10-18 J.
B. +8.10-18 J.
C. -7,2.10-18 J.
D. +7,2.10-18 J.
Câu trả lời của bạn
Ta có:
\({A_{MN}} = q.{U_{MN}} = {1,6.10^{ - 19}}.45 = {7,2.10^{ - 18}}J\)
Chọn D
A. càng lớn nếu đoạn đường đi càng dài.
B. phụ thuộc vào dạng quỹ đạo.
C. phụ thuộc vào vị trí các điểm M và N.
D. chỉ phụ thuộc vào vị tí M.
Câu trả lời của bạn
Công của lực điện trường tác dụng lên một điện tích chuyển động từ M đến N sẽ không phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M và N.
Chọn C
A. A = EIt.
B. A= UIt.
C. A = EI.
D. A = UI.
Câu trả lời của bạn
Công của nguồn điện được xác định theo công thức: A=EIt
Chọn A
A. 1000 J.
B. 3600 J.
C. 3600000 J.
D. 1 J.
Câu trả lời của bạn
Chọn C.
Một số điện được tính bằng 3600000 J.
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là
A. U=0,2V
B. U=0,2mV
C. U=200kV
D. U=200V
Câu trả lời của bạn
Ta có:
\(A = qU \Rightarrow {0,2.10^{ - 3}} = {1.10^{ - 6}}U \Rightarrow U = 200\left( V \right).\)
Chọn D
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
q1=8.10^-6, q2=-2.10^-6 cách nhau 60cm
a) 2 điện tích hút hay đẩy nhau? với lực bằng bao nhiêu?
b) xác định cường độ điện trường tại M
+ M cách đều q1 và q2 là 30cm
+ M cách q1 là 40cm và cách q2 là 1m
c) xác định vị trí CĐĐT =0 (triệt tiêu)
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
một electron bay từ bản dương sang bản âm trong điện trương đều của một tụ điện măt phẳng ,theo một đường thẳng MN dài 2cm ,có phương
làm với phương đường sức điện một góc 60 độ .Biết cường độ điện trương trong tụ điện là 1000V/m .Công của lực điện trong dịch chuyển
này là bao nhiêu?
Câu trả lời của bạn
Công của lực điện: \(A=qEd=1,6.10^{-19}.1000.0,02.\cos60^0=1,6.10^{-18}J\)
3 điểm A,B,C nằm trong điện trường đều sao cho \(\overrightarrow{E}\) song song với CA . cho AB⊥AC và AB=6cm , AC=8cm .
a) Tính cường độ điện trường E , UAB và UBC biết UCD=100V với D là trung điểm của AC .
b) tính công của lực điện trường khi electron di chuyển từ B đến C , B đến D .
Câu trả lời của bạn
a/ Theo công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế :
\(E=\frac{U}{d}\) ta có d = CƯỜNG ĐỘ
Suy ra \(E=\frac{U_{CD}}{CD}=\frac{100}{0,02}=\frac{5000V}{m}\)
Để tìm \(U_{AB}\), ta giả sử có một điện tích q dịch chuyển từ A đến B. Theo định nghĩa của hiệu điện thế ta có: \(U_{AB}=\frac{A_{AB}}{q}\)
Trên đoạn đường AB, lực điện trường F = qE luôn luôn vuông góc với AB nên công của lực điện trường
\(A_{AB}=0\). Ta suy ra \(U_{AB}=0\) (mặt phẳng vuông góc với đường sức điện trường là mặt đẳng thế).
Ta có: \(U_{BC}=V_B-V_C=V_B-V_A+V_A-V_C=-U_{AB}+U_{AC}=U_{AC}\)
Mặt khác: \(U_{AC}=U_{CA}=-E.CA=-5000.0,04=-200V\)
b/ Công của lực điện trường khi một êlectron di chuyển từ A đến D:
\(A=-e.U_{AD}\)
với \(U_{AD}=-U_{DA}=-E.DA=-5000.0,02=-100V\)
Vậy \(A=1,6.10^{-19}.\left(-100\right)=1,6.10^{-17}J\)
một electron 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 bằng bao nhiêu ?
Câu trả lời của bạn
Electron bị bản dương hút nên bay từ bản âm sang bản dương và lực điện sinh công dương. Điện trường giữa hai bản là điện trường đều:
E = 1000V/m.
Công của lực điện trường bằng độ tăng động năng của electron:
\(W_d-0=qEd=-1,5.10^{-19}.1000.\left(-1.10^{-2}\right)\)
\(\Rightarrow W_d=1,6.10^{-18}J\)
Cho điện tích q=20nc di chuyển tứ A đến B rồi từ B đến C theo hình vẽ, AB=10cm BC=6cm, E=1000V/m ( cường độ điện trường) . Tính công trên đoạn AB, BC,CA?
Câu trả lời của bạn
\(AC=\sqrt{AB^2-BC^2}=8cm\)
Công của lực điện trường: \(A=q.E.d\), với d là độ dời của điện tích theo phương điện trường.
Suy ra:
\(A_{AB}=q.E.AC=20.10^{-9}.1000.(-0,08)=-16.10^{-7}(J)\)
\(A_{BC}=q.E.0=0(J)\)
\(A_{CA}=q.E.AC=20.10^{-9}.1000.0,08=16.10^{-7}(J)\)
cho điện tích thử q di chuyển trong 1 điện trường đều dọc theo 2 đoạn thảng MN và NP . Biết rằng lực điện Isnh công dương và MN dài hơn NP . hãy so sánh các công AMN và ANP của lực điện ?
Câu trả lời của bạn
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.
tích điện của một tụ điện có điện dung 20μF dưới hiệu điện thế 60V . Sau đó tháo tụ điện ra khỏi nguồn .
a) tính điện tích q của tụ .
b) tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích Δq=0,001q từ bản dương sang bản âm .
c) xét lúc điện tích của tụ điện chỉ còn bằng \(\frac{q}{2}\). Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích Δq trên từ bản dương sang bản âm lúc đó .
Câu trả lời của bạn
a) q = C. U = 1200µC = 1,2. 10 ¯ ³ C
b) Công của lực điện bằng độ biến thiên năng lượng điện trường của tụ
A = ΔWđ = W - W' = q²/2C - q'²/2C = (q-q')(q+q')/(2C) = Δq.(q + q - Δq)/2C ≈ 72.10 ¯ ⁶ J
c) Lúc điện tích tụ chỉ bằng q/2. Lập luận tương tự như trên, chỉ việc thay Δq = 0.001q = 1,2.10 ¯ ⁶ C
và q₁ = 0,6. 10 ¯ ³ C
Ta có:
A₁ = ΔWđ₁ = W₁ - W'₁ = q₁²/2C - q₁'²/2C = (q₁-q₁')(q₁+q₁')/(2C) = Δq.(q₁ + q₁ - Δq)/2C ≈ 36.10 ¯ ⁶ J
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *