Công của lực điện là nội dung xuất hiện trong môn Vật Lý lớp 11, thường xuất hiện nhiều trong các bài thi và kiểm tra. Vậy bạn đã biết công của lực điện là gì chưa? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về nội dung này qua các thông tin bên dưới đây.
Công của lực điện là gì?
Công của lực điện là đại lượng làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường E với chiều dài d. Đại lượng này được tính theo công thức:
A = qEd
Chiều dài d chính là độ dài đoạn thẳng được tính từ hình chiếu của điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên trên một đường sức từ. Theo đó, d là chiều của đường sức từ.
Công của lực điện
Công của lực điện trong điện trường đều
Điện tích Q sẽ dịch chuyển theo đường thẳng MN và tạo ra góc α theo các đường sức từ. Công của lực điện đi từ điểm M sang N được tính theo công thức như sau:
A= qEd
(Trong đó: d được tính là khoảng cách từ M đến H)
Đặc điểm công của lực điện bên trong điện trường đều:
Khi chúng ta đặt điện tích q dương tại điểm M bên trong điện trường đều thì điện tích này sẽ chịu tác dụng của một lực điện với những đặc điểm sau đây:
- Có phương song song với các đường sức điện từ.
- Có chiều hướng từ phía bản dương sang bản âm.
- Độ lớn của nó được tính theo công thức sau: F = q.E.
Công của lực điện bên trong điện trường đều sẽ có các đặc điểm như sau:
- Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi, nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu cho đến điểm cuối.
- Lực điện thế cũng là lực tĩnh điện nên trường tĩnh điện cũng là trường thế.
Công của lực điện bên trong điện trường đều hay một điện trường bất kỳ cũng đều không có nhiều điểm khác biệt. Chúng đều không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích bên trong điện trường. Công của lực điện bên trong điện trường bất kì phụ thuộc vào vị trí của 2 điểm M và N.
Thế năng của điện tích bên trong điện trường
Sau khi tìm hiểu rõ khái niệm công của lực điện trường là gì ở bên trên, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về thế năng của điện tích bên trong điện trường như thế nào.
Thế năng của điện trường
Thế năng là khả năng sinh ra công của điện trường khi đặt điện tích q lên trên điểm đó.
- Đối với điện trường đều: Nếu chọn mốc thế năng theo chiều âm thì nó sẽ được tính theo công thức sau đây:
WM = A = qEd.
(Với d là khoảng cách được tính từ điểm M đến điểm gốc)
- Đối với điện trường do nhiều điện tích gây ra: Nên chọn mốc thế năng ở mức vô cực. Thế năng sẽ có công thức tính là:
WM = AM = VM.q
(VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào điện tích q, chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm M đặt bên trong điện trường.)
Một điện tích dịch chuyển ở đoạn MN trong một điện trường. Công của lực điện khi điện tích di chuyển bên trong điện trường này bằng độ giảm thế năng của điện tích đó ở trong điện trường.
AMN = AM – AN
Thế năng của điện tích điểm q được đặt trong một điện trường tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích đó.
Cách giải bài tập công của lực điện lớp 11
Sau khi đã tìm hiểu rõ lý thuyết công của lực điện là gì ở bên trên, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách giải bài tập này như nào để đạt được điểm cao nhé.
Cách giải bài tập công của lực điện
Các bạn phải luôn nhớ công thức tính công của lực điện là:
A = q.E.d
Do công của lực điện phụ thuộc vào độ dài của đoạn thẳng MN nên d phải được xác định chính xác.
- Nếu như điện tích dịch chuyển cùng chiều với vectơ cường độ điện trường thì d sẽ luôn dương.
- Nếu điện tích dịch chuyển ngược chiều với vectơ cường độ điện trường thì d sẽ luôn âm.
Bài tập công của lực điện lớp 11
Để các bạn củng cố kiến thức chắc chắn hơn, chúng ta sẽ cùng làm bài tập thực hành bên dưới đây.
Bài 1: Một e dịch chuyển dọc theo đường sức điện từ với đoạn đường 1cm. Dưới tác dụng của lực điện trong điện trường đều có cường độ điện trường là 1000V/m. Hãy tính công của lực điện?
Bài giải:
Electron di chuyển ngược chiều với điện trường dưới tác dụng của lực điện.
=> Công thức tính công của lực điện là:
A = q.E.d = 1,6.10-19.1000.1.10-2= +1,6.10 (J).
Bài tập 2: Một electron được thả ở sát bàn âm, vận tốc đầu là 0. Trong một điện trường đều, ở giữa hai bản kim loại phẳng có điện tích trái dấu thì cường độ điện trường là 1000V/m. Khoảng cách giữa 2 bản kim loại là 1cm. Hãy tính động năng của e khi nó dịch chuyển đến và đập vào bản dương.
Bài giải:
E dịch chuyển từ bản âm đến bản dương nên lực điện sinh ra công cũng dương. Điện trường giữa hai bản này là điện trường đều có cường độ 1000V/m.
Công của lực điện được tính như sau:
Wd = qEd = −1,6.10-19.1000.(-1.10-2) = 1,6.10-18(J)
Như vậy, khi đập vào bản dương, động năng của electron này sẽ là 1,6.10-18(J)
Hy vọng bài viết này mang đến những thông tin hữu ích để các bạn hiểu rõ công của lực điện là gì? Công thức tính và bài tập áp dụng của đại lượng này như nào? Nếu còn vấn đề gì thắc mắc về nội dung của bài viết, các bạn hãy bình luận bên dưới để chúng tôi giải đáp chi tiết nhé.
