Giải SGK Vật lí 11 KNTT Bài 19. Thế năng điện có đáp án
6 câu hỏi
Chúng ta đã biết, có sự tương tự giữa chuyển động của một điện tích q trong điện trường đều với chuyển động của một vật khối lượng m trong trường trọng lực. Như vậy thì điện tích q trong điện trường có tồn tại thế năng tương tự như vật khối lượng m trong trọng trường không?
Điện tích q trong điện trường có tồn tại thế năng tương tự như vật khối lượng m trong trọng trường.
Một điện tích dương q được đặt tại điểm M trong điện trường đều của một tụ điện có độ lớn của cường độ điện trường là E (Hình 19.2).
1. Chứng minh rằng công mà điện trường đều của tụ điện có thể sinh ra khi dịch chuyển điện tích dương q từ điểm M tới bản cực âm là A = qEd.
2. Hãy nhận xét về công A khi ta thay q bằng một điện tích âm.
1. Vì lực cùng phương, cùng chiều với độ dịch chuyển nên công của lực điện tác dụng lên điện tích dương là
A = F. s. cos 00 = q. E. d (vì E=Fq, s = d)
2. Nếu thay điện tích dương bằng điện tích âm thì công của lực điện sẽ có giá trị âm.
Chứng tỏ rằng, công của lực điện trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến điểm N sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường. Hãy mở rộng cho trường hợp M ở xa vô cùng.
Thế năng của điện tích khi ở điểm M: WM=qEdM
Thế năng của điện tích khi ở điểm N: WN=qEdN
Độ giảm thế năng: ΔW=WM−WN=qEdM−qEdN=qEd
Công của lực điện khi điện tích q di chuyển từ M đến N: A=qEd
Chứng tỏ công của lực điện trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến điểm N sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
Mở rộng cho trường hợp M ở xa vô cùng: ΔW=WM−WN=0−WN=−qEdN=A∞N
Trong điện trường bất kì, khi chọn mốc là ở xa vô cùng, có trường hợp mà số đo thế năng sẽ có giá trị âm không? Hãy vẽ hình minh hoạ.
Khi chọn mốc là ở xa vô cùng, trường hợp có số đo thế năng âm khi điện tích q âm tại điểm M trong điện trường bị dịch chuyển tới vô cực.AM∞=WM=−q.E.d
Xác định được thế năng điện của quả cầu tích điện đều đặt trong điện trường đều của Trái Đất.
WM = q.E.d
Trong đó d là khoảng cách từ M đến bản cực âm, WM là thế năng điện của điện tích q tại điểm M.
Xác định được công dịch chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều của Trái Đất.
Giả sử điện tích di chuyển từ điểm M tới điểm N, ta có:
AMN = WM – WN = (VM – VN)q.
