Chương I: ông Của Lực điện, Công Dịch Chuyển điện Tích - SoanBai123

Chương I: ông của lực điện, Công dịch chuyển điện tích

Chương I: Điện thế là gì? Khái niệm điện áp (hiệu điện thế)

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

Chương I: ông của lực điện, Công dịch chuyển điện tích

1/ Công của lực điện trong điện trường: a/ Công của lực điện trong điện trường đều: Xét một điện trường đều được tạo ra bởi hai bản kim loại tích điện trái dấu đặt song song. Đặt vào đó hai điện tích trái dấu, điện trường sẽ tác dụng lực điện lên các điện tích và làm chúng dịch chuyển dọc theo đường sức điện trường.

hình 1​

Dưới tác dụng của lực điện trường, điện tích dương chuyển động cùng chiều điện trường dọc theo đường sức điện đi về phía bản kim loại tích điện âm; điện tích âm chuyển động ngược chiều điện trường dọc theo đường sức điện đi về phía bản kim loại tích điện dương. Tương tự như công cơ học, gọi d là quãng đường điện tích dịch chuyển được trong điện trường dọc theo đường sức điện trường theo phương của lực điện trường =>

Công của lực điện trường được định nghĩa bằng biểu thức

A=F.d =|q|.E.d​

Trong đó:

• q: là điện tích (C)
• E: cường độ điện trường (V/m)
• d: quãng đường mà điện tích dịch chuyển được dọc đường sức điện trường (m)
• F: lực điện trường (N)
• A: công của lực điện trường (J)

Xét một điện tích q dịch chuyển được quãng đường MN trong điện trường đều như hình vẽ Công của lực điện trường

AMN=⃗F⃗s=F.scosαAMN=F→s→=F.scosα =>AMN=|q|E.dAMN=|q|E.d​

Xét một điện tích q dịch chuyển được quãng đường M đến P rồi từ P đến N trong điện trường đều như hình vẽ Công của lực điện trường

AMN=AMP + APN = F.MP.cosα1 + F.PN.cosα2 = Fd1 + Fd2 = F(d1+d2)=F.d => A=|q|.E.d​

b/ 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 => tồn tại thế năng của điện tích trong điện trường.

2/ Thế năng của một điện tích chuyển động trong điện trường: Thế năng của một điện tích trong điện trường là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường, khi đặt điện tích tại điểm mà ta xét trong điện trường Biểu thức tính thế năng của điện trường

WM = AM∞​

Trong đó:

• WM: thế năng của điện tích q tại điểm M (J)
• AM∞ : công của lực điện dịch chuyển điện tích q dọc theo đường sức điện trường từ điểm M ra vô cùng (J)

3/ Biến thiên thế năng và công của lực điện:

WM – WN=AM∞ – AN∞=AMN + AN∞ – AN∞=AMN​

Kết luận: độ biến thiên thế năng của điện tích chuyển động dọc theo các đường sức trong điện trường bằng công của lực điện tác dụng lên điện tích đó. Nếu ΔW > 0 => WM > WN (biến thiên thế năng điện tích giảm) => AMN > 0 Nếu ΔW < 0 => WM < WN (biến thiên thế năng điện tích tăng) => AMN < 0

Làm sao để xác định được dấu công của lực điện?​

Lực điện là lực thế, có công, thế năng tương tự như kiến thức đã học về trọng lực, công của trọng lực, thế năng trọng trường trong chương trình vật lý lớp 10, bằng cách tư duy tương tự, bạn có thể xác định dấu chính xác công của lực điện. Khi một vật rơi từ độ cao h xuống mặt đất thế năng trọng trường giảm => trọng lực sinh công dương (chuyển động tự nhiên) Khi một vật ném từ mặt đất lên độ cao h, thế năng của trọng trường tăng => trọng lực sinh công âm (chuyển động nhân tạo)

• Đối với điện tích dương chuyển động từ bản dương về bản âm (chuyển động cùng chiều điện trường) đây là chuyển động tự nhiên => A > 0 trường hợp ngược lại A < 0
• Đối với điện tích âm chuyển động từ bản âm về bản dương (chuyển động ngược chiều điện trường) đây là chuyển động tự nhiên => A > 0 trường hợp ngược lại A < 0

Một cách khác để xác định dấu của A thông qua biểu thức tổng quát tính công cơ học ta có:

A = q.E.d.cos α​

Trong đó α là góc hợp bởi véc tơ lực theo phương chuyển động của điện tích với hướng chuyển động của điện tích.

• q > 0 chuyển động cùng chiều điện trường => α = 0o => A > 0
• q > 0 chuyển động ngược chiều điện trường => α = 180o => A < 0
• q < 0 chuyển động động ngược chiều điện trường => α = 0o => A > 0
• q < 0 chuyển động cùng chiều điện trường => α = 180o => A < 0

Chuyên mục: Lý Thuyết Vật Lý Lớp 11

Thảo luận cho bài: Chương I: ông của lực điện, Công dịch chuyển điện tích

Bài viết cùng chuyên mục

• Chương VII: Hiện tượng nhật thực là gì? Trái Đất là nơi duy nhất quan sát được hiện tượng nhật thực (Đọc thêm)

• Chương VII: Lịch sử phát triển kính thiên văn dụng cụ quang học của ngành vật lý thiên văn (Đọc thêm)

• Chương VII: Kính hiển vi quang học, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động (Đọc thêm)

• Chương VII: Năng suất phân ly của mắt, độ phân giải hiển thị (Đọc thêm)

• Chương VII: Kính thiên văn, số bội giác của kính thiên văn

• Chương VII: Kính lúp là gì? số bội giác của kính lúp

• Chương VII: Cấu tạo quang học của mắt, các tật của mắt và cách khắc phục

• Chương VII: Công thức thấu kính, chứng minh công thức thấu kính