Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Công của lực điện
- 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 của đường đi.
- Nếu điện trường là điện trường đều, ta có A = qEd với d là khoảng cách từ hình chiếu của điểm đầu đến hình chiếu của điểm cuối của đường đi trên một đường sức điện.
II. Thế năng của một điện tích trong điện trường
1. 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.
2. Sự phụ thuộc của thế năng $W_{M}$ vào điện tích q
- Thế năng của một điện tích điểm q tại điểm M trong điện trường là $W_{M}$ = $A_{M}$ = $V_{M}$q
- Ta thấy thế năng tỉ lệ với q, còn $V_{M}$ là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc 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 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 trong điện trường.
$A_{MN}$ = $W_{M}$ - $W_{N}$
B. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Nêu được đặc điểm về công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì.
2. Biết được biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều.
3. Hiểu được thế nào là thế năng của một điện tích điểm q tại điểm M trong điện trường và từ định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng biết được công của lực điện chính bằng độ giảm của thế năng.
C. ĐỀ BÀI TẬP
Chọn phương án đúng.
Bài 1
Chọn câu đúng.
A. Điện trường đều là điện trường có mật độ đường sức không đổi.
B. Điện trường đều là điện trường có vectơ $\vec{E}$ không đổi về hướng và độ lớn ở những điểm khác nhau.
C. Điện trường đều là điện trường do một điện tích điểm gây ra.
D. Điện trường đều là điện trường do hệ hai điện tích điểm gây ra.
Bài 2
Lực điện trường là lực thế vì
A. công của lực điện trường phụ thuộc vào độ lớn của điện tích di chuyển.
B. công của lực điện trường phụ thuộc vào đường đi của điện tích di chuyển.
C. công của lực điện trường không phụ thuộc vào đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của điện tích.
D. công của lực điện trường phụ thuộc vào cường độ điện trường.
Bài 3
Chọn câu sai.
A. Đường sức là những đường mô tả trực quan điện trường.
B. Đường sức của điện trường do một điện tích điểm gây ra có dạng là những đường thẳng.
C. Vectơ cường độ điện trường $\vec{E}$ có phương trùng với đường sức.
D. Các đường sức của điện trường không cắt nhau.
Bài 4
Điện tích q đặt vào trong điện trường, dưới tác dụng của lực điện trường điện tích sẽ:
A. di chuyển cùng chiều $\vec{E}$ nếu q < 0.
B. di chuyển ngược chiều $\vec{E}$ nếu q > 0.
C. di chuyển cùng chiều $\vec{E}$ nếu q > 0.
D. chuyển động theo chiều bất kì.
Bài 5
Chọn câu đúng.
Một điện tích điểm q di chuyển từ điểm M đến N trong điện trường đều như hình.
A. Lực điện trường thực hiện công dương.
B. Lực điện trường thực hiện công âm.
C. Lực điện trường không thực hiện công.
D. Không xác định được công của lực điện trường.
Bài 6
Dưới tác dụng của lực điện trường, một điện tích q > 0 di chuyển được một đoạn đường s trong điện trường đều theo phương hợp với $\vec{E}$ góc $\alpha$. Trong trường hợp nào sau đây, công của điện trường lớn nhất?
A. $\alpha$ = 0°
B. $\alpha$ = 45°
C. $\alpha$ = 60°
D. $\alpha$ = 90°
Bài 7
Có hai phát biểu sau đây:
“I: Khi điện tích điểm di chuyển dưới tác dụng của lực điện trường thì quỹ đạo của điện tích điểm đó chính là đường sức qua điện tích điểm đó”.
vì “II: Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm có phương trùng với tiếp tuyến của đường sức”.
A. Phát biểu I đúng, phát biểu II đúng, hai phát biểu có tương quan.
B. Phát biểu I đúng, phát biểu II đúng, hai phát biểu không tương quan.
C. Phát biểu I đúng, phát biểu II sai.
D. Phát biểu I sai, phát biểu II đúng.
Bài 8
Có hai phát biểu sau:
“I: Khi một điện tích chuyển động trong điện trường đều và chỉ chịu tác dụng của lực điện trường thì quỹ đạo của điện tích là đường thẳng”.
vì “II: Khi một điện tích chuyển động trong điện trường đều vì lực điện trường tác dụng lên điện tích tại mọi vị trí của điện tích đều như nhau”.
A. Phát biểu I đúng, phát biểu II đúng, hai phát biểu có tương quan.
B. Phát biểu I đúng, phát biểu II đúng, hai phát biểu không tương quan.
C. Phát biểu I đúng, phát biểu II sai.
D. Phát biểu I sai, phát biểu II đúng.
D. HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 1. B
Bài 2. C
Bài 3. C
Phương của vectơ $\vec{E}$ trùng với tiếp tuyến của đường sức.
Bài 4. C
Bài 5. C
Công của lực điện trường:
A = q.E.MN.cos$\alpha$
Vì $\alpha$ = 90°
Nên A = 0.
Bài 6. A
Công của lực điện trường:
A = q.E.s.cos$\alpha$
Với $\alpha$ = 0° thì cos$\alpha$ = 1 (giá trị lớn nhất) ⇒ A lớn nhất.
Bài 7. D
Bài 8. D