Bài 4: Công của lực điện

• Công của lực điện làm di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong điện trường.

• Tương tự, công của trọng lực làm một vật di chuyển từ điểm này đến điểm khác không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong trọng trường.

Khi điện tích thử q di chuyển trên dọc theo cung MN của vòng tròn (theo hình vẽ) thì lực điện không thực hiện công vì lực điện luôn vuông góc với phương di chuyển của điện tích thử.

Do AMN = WM - WN = 0 suy ra WM = WN.

Vậy khi điện tích thử q dịch chuyển trong điện trường của Q dọc theo cung MN thì thế năng của điện tích q không thay đổi, ta có thể nói điện tích thử q đang di chuyển trên mặt đẳng thế của điện trường của điện tích điểm Q.

Trong điện trường đều, công của lực điện trường trong sự di chuyển điện tích từ M đến N là: AMN = qEd.

Trong đó:

q: điện tích di chuyển . có thể dương hay âm (C);

E: cường độ điện trường đều (V/m);

d: khoảng cách giữa hình chiếu của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi trên một đường sức điện;

* d>0 nếu hình chiếu cùng chiều đường sức điện;

* d<0 nếu hình chiếu ngược chiều đường sức điện.

Công của lực điện tác dụng nên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong một điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo.

Thế năng của một điện tích q tại điểm M trong điện trường:

WM = AM∞ = q.VM

Thế năng tỉ lệ thuận với q . Độ lớn và dấu của thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng

Công của lực điện tác dụng nên điện tích q khi di chuyển trên các đoạn thẳng MN và NP được xác định bởi công thức:

AMN = q. E. MN. cosαMN

ANP = q. E. NP. cosαNP

Trong đó AMN > 0 ; ANP > 0 ; q > 0; MN > NP.

Nhưng vì không xác định được lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng và hàm cos có thể nhận giá trị trong khoảng [-1; 1] nên AMN có thể lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng ANP tùy theo giá trị của và

Dưới tác dụng của lực điện êlectron di chuyển ngược chiều điện trường (tức ngược chiều đường sức điện)

Đáp án: D

Lúc này 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

Lực điện trường F tác dụng lên electron (điện tích âm) có chiều ngược với chiều điện trường do đó electron di chuyển ngược chiều điện trường → (vector E, vector s) = 180o

Áp dụng định lý động năng cho sự di chuyển của êlectron:

Wđ(+) – Wđ(-) = A = q.E.s.cos180o

Động năng ban đầu tại bản (-) của electron: Wđ(-) = 0 do electron được thả không vận tốc đầu.

→ động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương:

Wđ(+) = q.E.s.cos180o = -1,6.10-19 x 1000 x 0,01.(-1) = 1,6.10-18J

Đáp án: Wđ(+) = 1,6.10-18J

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: AM∞ = q.E.s.cos0o < 0 vì q < 0. Do đó WM < 0.