CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 1. Công của lực điện a) Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong một điện trường đều. - Đặt điện tích q dương (q > 0) tại một điểm M trong điện trường đều (Hình 4.1), nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện \(\overrightarrow F = q.\overrightarrow E \) - Lực \(\overrightarrow F \) là không đổi, có: + phương song song với các đường sức điện + chiều hướng từ bản dương sang bản âm + độ lớn là F = q.E.
b) Công của lực điện trong điện trường đều. * Điện tích Q di chuyển theo đường thẳng MN, làm với các đường sức điện một góc α, với MN = s (Hình 4.2)
Ta có công của lực điện: AMN = \(\overrightarrow F .\overrightarrow s \) = F.s.cosα Với F = qE và cosα = d thì: AMN = qEd (4.1) Trong đó α là góc giữa lực \(\overrightarrow F \) và độ dời \(\overrightarrow s \), d là hình chiếu của độ dời \(\overrightarrow s \) trên một đơn vị đường sức điện. + Nếu α < 900 thì cosα >0, do đó d > 0 và AMN > 0. + Nếu α > 900 thif cosα < 0, do đó d < 0 và AMN < 0. Điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN. Tương tự như trên, ta có: AMPN = Fs1.cosα1 + Fs2cosα2 Với s1.cosα1 + s2cosα2 = d, ta lại có AMPN = qEd Trong đó, d = MH là khoảng cách của hình chiếu từ điểm đầu đến hình chiếu của điểm cuối của đường đi trên một đường sức điện. * Kết quả có thể mở rộng cho các trường hợp đường đi từ M đến N là một đường gấp khúc hoặc đường cong. Như vậy, công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là AMPN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi. c) Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì. Người ta cũng chứng minh được rằng công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường bất kì từ M đến N không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N (Hình 4.3). Đây là một đặc tính chung của trường tĩnh điện. 2. Thế năng cả một điện tích trong điện trường a) Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường Tương tự như thế năng của một vật trong trọng trường, thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường. Đối với một điện tích q (dương) đặt tại điểm M trong điện trường đều thì công này bằng: A = qEd = WM Trong đó d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm; WM là thế năng của điện tích q tại điểm M. Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong một điện trường bất kì do nhiều điện tích gây ra thì có thể lấy thế năng bằng công của lực điện khi di chuyển q từ M ra vô cực (AM∞). Đó là vì ở vô cực, từ là ở rất xa các điện tích gây ra điện trường, thì điện trường bằng không và lực điện coi như hết khả năng sinh công. Do vậy : WM = AM∞ b) Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q. Vì độ lớn của lực điện luôn tỉ lệ thuận với điện tích thử q, do đó thế năng của điện tích tại M cũng tỉ lệ thuận với q: AM = WM = VMq (4.3) VM là một hệ số tỉ lệ, không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M trong điện trường. c) Công của lực điện và độ giảm thế năng. Khi một điện tích q di chuyển từ một điểm M đến một 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 đặt trong điện trường. AAN = WM – WN (4.4) Sơ đồ tư duy về công của lực điện
Điện tích. Điện trường - Công của lực điện. Hiệu điện thế
|
Quan tâm
0
Đưa vào sổ tay
|
A. 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:
$\overrightarrow{F} = q \overrightarrow{E}$
Lực $\overrightarrow{F}$ là lực không đổi..
2. Công của lực điện trong điện trường đều:
AMN = qEd
Với d là hình chiếu đường đi trên một đường sức điện: $d = s.\cos \alpha$ .
+Nếu $\alpha<90^0$ thì $\cos\alpha >0$ ,do đó d >0 ($\overrightarrow{MN}$ cùng chiều đường sức ) , AMN >0.
+Nếu $\alpha>90^0$ thì $\cos\alpha <0$ ,do đó d <0 ($\overrightarrow{MN}$ ngược chiều đường sức ) , AMN <0.
-Công của lực điện trường 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 của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.
3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì:
Cũng không phụ thuộc hình dạng của đường đi $\Rightarrow$ Trường tĩnh điện là 1 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:
* Khái niệm: Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó.
*Biểu thức:
-Đối với điện trường đều: $W_{M}= A = qEd$
-Đối với điện trường bất kì: $W_{M} = A_{M \infty}$
2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q:
Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường:
$W_{M} = A_{M \infty} = qV_{M}$
Thế năng này tỉ lệ thuận với q.
VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí M trong điện trường
3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường:
$A_{MN} = W_{M} – W_{N}$
Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
B. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ
I. Điện thế:
1. Khái niệm điện thế:
Điện thế tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích.
2. Định nghĩa:
• Phát biểu:SGK
• Biểu thức: $V_{M} = \frac{A_{M \infty} }{q}$ (1.5)
Đơn vị điện thế là vôn (V).
3.Đơn vị điện thế:
Đơn vị điện thế là Vôn (V) .Trong( 1.5) Nếu q = 1C, $ A_{M \infty}= 1J$ thì $V_{M}= 1V$
4.Đặc điểm của điện thế: Điện thế là đại lượng đại số .
Trong (1.5) Vì q>0 nên:
+Nếu $ A_{M \infty}>0$ thì $V_{M}>0$
+Nếu $ A_{M \infty}<0$ thì $V_{M}<0$
-Điện thế của đất và của 1 điểm ở xa vô cực được chọn làm mốc ( bằng 0)
II. Hiệu điện thế:
1. Định nghĩa:
Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ M đến N và độ lớn của q.
$U_{MN} = V_{M} – V_{N} = \frac{A_{MN}}{q}$
2. Đo hiệu điện thế:
Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế.
3. Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường:
$E = \frac{U_{MN}}{d} = \frac{U}{d}$
Hiệu điện thế
|
Thẻ
- Lớp 12
- Chương I: Động lực học vật rắn
- Chương II: Dao động cơ
- Chương III: Sóng cơ
- Chương IV: Dao động và sóng điện từ
- Chương V: Dòng điện xoay chiều
- Chương VI: Sóng ánh sáng
- Chương VII: Lượng tử ánh sáng
- Chương VIII: Sơ lược về thuyết tương đối hẹp
- Chương IX: Hạt nhân nguyên tử
- Chương X: Từ vi mô đến vĩ mô
- Lớp 11
- Chương I: Điện tích. Điện trường
- Chương II: Dòng điện không đổi
- Chương III: Dòng điện trong các môi trường
- Chương IV: Từ trường
- Chương V: Cảm ứng điện từ
- Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
- Chương VII: Mắt. Các dụng cụ quang học
- Lớp 10
- Chương I: Động học chất điểm
- Chương II: Động lực học chất điểm
- Chương III: Tĩnh học vật rắn
- Chương IV: Các định luật bảo toàn
- Chương V: Cơ học chất lưu
- Chương VI: Chất khí
- Chương VII: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể
- Chương VIII: Cơ sở của nhiệt động lực học
Bài 346
Bài 241
Bài 235
Bài 230
Bài 229
| 
