Xem trước nội dung
Các chủ đề bài tập Vật Lý 11 – Cơ bản 2018
1 Bùi Xuân Dương – 0914 082 600
CHỦ ĐỀ
3
CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN THẾ NĂNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN THẾ
I. ĐIỆN TRƯỜNG, CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG VÀ ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 1. Tính công của lực điện trong điện trường đều:
Ta xét chuyển động của một điện tích q trong điện trường đều giữa hai bản kim loại trái dấu. Ta tiến hành tính công của lực điện trong chuyển dời của q từ M đến N, biết góc hợp bởi giữa MN với đường sức điện là α.
+ Cách tính công thứ nhất : Công của lực điện trong dịch chuyển từ M đến N được xác định bằng biểu thức A = qEd. Trong đó :
o Dấu của q trong biểu thức được lấy đúng bằng tính chất âm hay dương của điện tích đó. o d scos MH , chiều dương của MH được chọn cùng chiều với chiều của đường sức. + Cách tính công thứ hai: Các tính này ta dựa trực tiếp vào biểu thức tính công A = Fscosα. Trong đó :
o F và s là có giá trị độ lớn, luôn dương. o α là góc hợp bởi giữa hướng của lực và hướng của chuyển dời.
Bài tập minh họa 1: Ba điểm A, B và C tạo thành một tam giác vuông tại C, với AC = 4 cm và BC = 3 cm. Ba điểm này nằm trong một điện trường đều với vecto cường độ điện trường E song song với AC và hướng từ A đến C như hình vẽ. Cho E = 5000 V/m. Công của lực điện trong dịch chuyển một electron từ A đến B là.
A. 200 J. B. 300 J. C. 400 J. D. 500 J. Hướng dẫn :
Từ hình vẽ, ta có
2 2 AC 4 cos 0,8 AB 4 3
.
→ Ta tiến hành tính công theo cách thứ nhất : AAB = qEd. + Trong đó q = –1,6.10–19
C ; d = ABcosα = 5cosα = –4 cm → AAB = –1,6.10–19.5000.0,04 = –3,2.10–17 J. → Ta tiến hành tính công thec cách thứ hai : AAB = Fscosα, với F và s đều là các giá trị độ lớn và α là góc hợp bởi hướng của vecto lực điện và hướng của chuyển dời.
q < 0 lực điện ngược chiều với điện trường, do vậy α sẽ là góc bù với góc φ → cosα = –cosφ. + Vậy 19 17 AB A q Escos 1,6.10 .5000.0,05. 0,8 3,2.10 J. 2. Tính chất công của lực điện trong điện trường đều:
+ Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
Bài tập minh họa 1: Ba điểm A, B và C tạo thành một tam giác vuông tại C. Ba điểm này nằm trong một điện trường đều với vecto cường độ điện trường E song song với AC và hướng từ A đến C như hình vẽ. Công của lực điện trong dịch chuyển một electron từ A đến B là AAB, từ B đến C là ABC từ A đến C là AAC. Chọn biểu thức đúng ?
A. AAC = AAB + ABC. B. AAC = AAB – ABC. C. AAC = –AAB + ABC. D. AAC = –AAB – ABC. Hướng dẫn : + Trong dịch chuyển của điện tích từ A đến C, công này không phụ thuộc vào đường đi do vậy : AAC = AAB + ABC.
Đáp án A II. THẾ NĂNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 1. Thế năng của điện tích trong điện trường
Các chủ đề bài tập Vật Lý 11 – Cơ bản 2018
2 Bùi Xuân Dương – 0914 082 600
+ Thế năng của điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt tại đó một điện tích q.
+ Thế năng của một điện tích q trong điện trường sẽ được tính bằng công của lực điện trong dịch chuyển điện tích đó về gốc thế năng. Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong một điện trường bất kì do nhiều điện tích gây ra ta có thể lấy gốc thế năng ở vô cùng.
→ Với định nghĩa trên thì thế năng của một điện tích trong điện trường có thể âm hoặc dương. Ta xét hai trường hợp đơn giản sau.
o Thế năng của điện tích q > 0 trong điện trường của điện tích Q > 0. Rõ ràng trong dịch chuyển của q từ điểm
M đang xét ra vô cùng lực điện luôn sinh công dương → thế năng của q luôn dương và giảm khi đi đến vô cùng. o Thế năng của điện tích q > 0 trong điện trường của điện tích Q < 0. Dễ thấy rằng trong dịch chuyển của q từ
điểm M đang xét ra vô cùng thì lực điện luôn sinh công âm → WM < 0. Vậy thế năng của q luôn am và tăng dần khi tiến về vô cùng. → Tổng quát hóa :
o Thế năng của điện tích q trong điện trường của điện tích Q cùng loại luôn dương và giảm dần khi r tăng về
vô cùng. o Thế năng của điện tích q trong điện trường của điện tích Q khác loại luôn âm, và tăng …
Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.
