Lý thuyết Công của lực điện (mới 2023 + Bài Tập) - Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lý 11 Bài 4: Công của lực điện

Bài giảng Vật Lý 11 Bài 4: Công của lực điện

I. Công của lực điện

1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều

Một điện tích q dương (q > 0) tại một điểm M trong điện trường đều nó chịu tác dụng của một lực điện $\overrightarrow{F}=q\overrightarrow{E}$  có đặc điểm:

- Lực $\overrightarrow{F}$  không đổi có phương song song với các đường sức điện.

- Chiều hướng từ bản dương sang bản âm.

- Độ lớn F = qE.

2. Công của lực điện trong một điện trường đều

- Điện tích q dương dịch chuyển theo đường thẳng MN, hợp với đường sức điện một góc $\alpha$ với MN = s. Khi đó $d=\overline{MH}=s.\cos \alpha$  (độ dài đại số với M và H là hình chiếu của điểm đầu và điểm cuối đường đi trên một đường sức, chọn chiều dương cho $\overline{MH}$  cùng chiều với chiều của đường sức).

- Biểu thức công của lực điện: $A_{MN}=F.s.\cos \alpha =qEd$

Ví dụ: một số trường hợp về dấu của công khi điện tích q > 0 di chuyển trong điện trường:

+ $\alpha <{90}^o\Rightarrow \cos \alpha >0\Rightarrow A_{MN}>0$

+ $\alpha >{90}^o\Rightarrow \cos \alpha <0\Rightarrow A_{MN}<0$

+ $\alpha ={90}^o\Rightarrow \cos \alpha =0\Rightarrow A_{MN}=0$

- Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là A_MN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.

- Chú ý:

+ Lực tĩnh điện là lực thế.

+ Trường tĩnh điện là trường thế.

II. Thế năng của một điện tích trong điện trường

1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

- Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường.

- Chọn mốc thế năng tại bản âm, đối với một điện tích q dương đặt tại điểm M trong điện trường đều thì công này là:

A = qEd = W_M.

Trong đó:

+ d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm;

+ W_M là thế năng của điện tích q tại M.

- Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra thì có thể lấy thế năng bằng công của lực điện khi di chuyển q từ M ra vô cực.

$W_M=A_{M\infty }$

 

2. Sự phụ thuộc của thế năng W_M vào điện tích q

Thế năng của điện tích tại M tỉ lệ thuận với q:

$A_{M\infty }=W_M=V_{M}q$

V_M là hệ số tỉ lệ, không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm M trong điện trường.

3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường

Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

$A_{MN}=W_M-W_N$

 

Trắc nghiệm Vật lí 11 Bài 4: Công của lực điện

I. Mức độ nhận biết

Câu 1. Phát biểu nào sau đây không phải đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt trong điện trường đều là:

A. Điểm đặt tại điện tích điểm.

B. Phương song song với các đường sức từ.

C. Ngược chiều với .

D. Độ lớn F = qE.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích: Lực điện cùng chiều với E, khi q > 0.

Câu 2. Biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều là:

A. A = qE.

B. A = qEd.

C. A = qd.

D. A = Fd.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: Biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều là: A = qEd

Câu 3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường từ điểm M đến điểm N không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?

A. Điện tích q.

B. Độ lớn của cường độ điện trường.

C. Vị trí của điểm M và điểm N.

D. Hình dạng đường đi từ điểm M đến điểm N.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường từ điểm M đến điểm N không phụ thuộc vào hình dạng đường đi từ điểm M đến điểm N, chỉ phụ thuộc vị trí của điểm M và điểm N.

Câu 4. Công của lực điện không phụ thuộc vào

A. cường độ của điện trường.

B. hình dạng của đường đi.                         

C. độ lớn điện tích bị dịch chuyển.

D. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường đều không phụ thuộc hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi.

Câu 5. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Công của lực điện bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường.

B. Biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều là: A = Ed.

C. Điện trường tĩnh là một trường thế.

D. Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mả chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường đi trong điện trường.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều là: A = qEd.

=> B sai.

Câu 6. Lực điện trường là:

A. Lực thế

B. Lực hấp dẫn

C. Lực đàn hồi

D. Lực ma sát

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Lực điện trường là lực thế vì công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của điện tích.

Câu 7. Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd, trong đó d là

A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.

B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối một đường sức.

D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức tính theo chiều đường sức điện.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd, trong đó d là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức tính theo chiều đường sức điện.

Câu 8. Công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = Fscos, trong đólà góc giữa hướng của đường sức và hướng của độ dời s. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về mối quan hệ giữa góc và công của lực điện?

A. $\alpha$ <  90⁰ thì A > 0.

B. $\alpha$ >  90⁰ thì A < 0.

C. điện tích dịch chuyển ngược chiều một đường sức thì A = F.s.

D. điện tích dịch chuyển dọc theo chiều một đường sức thì A = F.s.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

$\alpha$< 90⁰ thì A > 0; $\alpha$> 90⁰ thì A < 0; = 90⁰ thì A = 0; điện tích dịch chuyển dọc theo chiều một đường sức  $\alpha$= 0⁰ thì A = F.s.

Câu 9. Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho

A. khả năng tác dụng lực của điện trường.   

B. khả năng sinh công của điện trường.

C. phương chiều của cường độ điện trường.

D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích: Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường.

Câu 10. Tìm phát biểu sai

A. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường W_M = q.V_M.

B. Công của lực điện bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường.

C. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường không phụ thuộc điện tích q.

D. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường tại điểm đó.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

A, B, D – đúng

C – sai vì thế năng phụ thuộc vào điện tích.