Lý thuyết chung về công của lực điện trường - tài liệu ôn thi hay nhất

Lý thuyết chung về công của lực điện trường - tài liệu ôn thi hay nhất

Lý thuyết về Vật lý học vô cùng đa dạng và một trong những học phần được đánh giá rất quan trọng không thể thiếu đó là kiến thức về Công của lực điện. Trong buổi hộc hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tiếp cận đến khái niệm công của lực điện trường và bộ bài tập gắn với chương trình học bậc THPT nhé!

I. Công của lực điện là gì?

Công của lực điện là phần năng lượng sinh ra hoặc cần có để dịch chuyển điện tích trong điện trường.

II. 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.

1. Cách tính công thứ nhất

Công của lực điện trong dịch chuyển từM đến N được xác định bằng biểu thức A = qEd.

Trong đó:

• Dấu của q trong biểu thức được lấy đúng bằng tính chất âm hay dương của điện tích đó.
• \(d= s.cos=\overline {MH}\), chiều dương của MH được chọn cùng chiều với chiều của đường sức.

2. Cách tính công thứ hai

Các tính này ta dựa trực tiếp vào biểu thức tính công \( A = Fs.cosα\). Trong đó:

• F và s là có giá trị độ lớn, luôn dương.
• α là góc hợp bởi giữa hướng của lực và hướng của chuyển dời.

3. 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.

4. Công của lực điện trong điện trường không đều
Đối với điện trường không đều chuyển động của điện tích dưới tác dụng của lực điện hết sức phức tạp, đòi hỏi các phép toán tích phân, vi phân để chứng minh. Trong phạm vi chương trình vật lý phổ thông ta không đề cập đến, tuy nhiên kết quả chứng minh toán học đều thu được kết luận sau đây.

Kết luận: công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối, hay nói cách khác điện trường tĩnh là trường thế và lực điện chính là lực thế \(\Rightarrow\) tồn tại thế năng của điện tích trong điện trường.

Xem ngay: Công củ lực điện trường

III. Điện thế. Hiệu điện thế

Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q.

Công thức:  \(VM = \dfrac{AM∞}{q}\)

Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó.

  \(U_{MN} = V_M – V_N = \dfrac{A_{MN}}{q}\)

Chú ý:

• Điện thế, hiệu điện thế  là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm.
• Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc điện thế.
• Trong  điện trường,  véctơ cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.

Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế

\(E=\dfrac{U}{d}\)

Có thể bạn quan tâm: 

• Công - công suất
• Lực đẩy Acsimet
• Khối lượng riêng của chất lỏng

IV. Bài tập công cúa lực điện trường

Bài 1:

Một điện tích \(q=10^8C\) dịch chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 20cm đặt trong điện trường đều E = 3000V/m. Tính công thực hiện để dịch chuyển q theo các cạnh AB, BC, CA, biết điện trường có hướng BC.

Bài 2:

Hai bản kim loại đặt nằm ngang, song song và cách nhua d = 1cm. Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 1000V. Một giọt thủy ngân nằm lửng lơ giữa hai bản. Khi hiệu diện thế giữa hai bản giảm xuống còn U' = 995V thì sau bao lâu giọt thủy ngân rơi chạm bản dưới?

Bài 3:

Một electron bay với vận tốc \(v=1,2.10^7m/s\) từ điểm có hiệu điện thế \(V_1=600v\) theo hướng của một điện trường. Hãy xác địng hiệu điện thế \(V_2\) mà tại đó electron dừng lại?

Bài 4:

Giữa hai điểm a và b có hiệu điện thế là bao nhiêu nếu có  một điện tích \(q=10^6C\) thu được năng lượng \(W=2.10^4J\) khi dịch chuyển từ A đến B?

Bài 5:

Giữa hai điểm M và N có \(U_{MN}=100V\). Tính công của lực điện trường cần thực hiện một công \(5.10^5J\). Tìm điện thế ở M?

Luyện tập ngay: Bài tập công của lực điện có đáp án

Chúng tôi hy vọng rằng với những kiến thức về công của lực điện trường nói trên sẽ cung cấp cho bạn một lượng kiến thức cần thiết để giải các bài tập liên quan cũng như giúp bạn hoàn thành bài thi của mình. Với trang web học hiện đại bạn hoàn toàn có thể học chúng mọi lúc, mọi nơi và vô cùng dễ hiểu. Chúc các bạn thành công!