Giai-bai-tap-mon-vat-ly-lop-11-bai-4-Cong-cua-luc-dien

Giải tập môn Vật Lý lớp 11 Bài 4: Công lực điện Hướng dẫn giải tập lớp 11 Bài 4: Công lực điện KIẾN THỨC CƠ BẢN Công lực điện a) Đặc điểm lực điện tác dụng lên điện tích đặt điện trường Đặt điện tích q dương (q > 0) điểm M điện trường (Hình 4.1), chịu tác dụng lực điện Lực khơng đổi, có phương song song với đường sức điện, chiều hướng từ dương sang âm, có độ lớn q.E b) Cơng lực điện điện trường * Điện tích Q di chuyển theo đường thẳng MN, làm với đường sức điện góc α, MN = s (Hình 4.2) Ta có cơng lực điện: AMN = = F.s.cosα F = qE cosα = d thì: AMN = qEd Trong α góc lực đơn vị đường sức điện (4.1) độ dời , d hình chiếu độ dời + Nếu α < 900 cosα >0, d > AMN > + Nếu α > 900 thif cosα < 0, d < AMN < Điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN Tương tự trên, ta có: AMPN = Fs1.cosα1 + Fs2cosα2 Với s1.cosα1 + s2cosα2 = d, ta lại có AMPN = qEd Trong đó, d = MH khoảng cách hình chiếu từ điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối đường đường sức điện * Kết mở rộng cho trường hợp đường từ M đến N đường gấp khúc đường cong Như vậy, công lực điện di chuyển điện tích điện trường từ M đến N AMPN = qEd, khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M điểm cuối N đường c) Công lực điện trường di chuyển điện tích điện trường Người ta chứng minh công lực điện di chuyển điện tích q điện trường từ M đến N khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M điểm cuối N (Hình 4.3) Đây đặc tính chung trường tĩnh điện 2) Thế điện tích điện trường a) Khái niệm điện tích điện trường Tương tự vật trọng trường, điện tích q điện trường đặc trưng cho khả sinh cơng lực điện đặt điện tích q điểm mà ta xét điện trường Đối với điện tích q (dương) đặt điểm M điện trường cơng bằng: A = qEd = WM Trong d khoảng cách từ điểm M đến âm; W M điện tích q điểm M Trong trường hợp điện tích q nằm điểm M điện trường nhiều điện tích gây lấy cơng lực điện di chuyển q từ M vô cực (AM∞) Đó vơ cực, từ xa điện tích gây điện trường, điện trường không lực điện coi hết khả sinh công Do : WM = AM∞ b) Sự phụ thuộc WM vào điện tích q Vì độ lớn lực điện ln tỉ lệ thuận với điện tích thử q, điện tích M tỉ lệ thuận với q: AM = WM = VMq (4.3) VM hệ số tỉ lệ, không phụ thuộc q mà phụ thuộc vào vị trí điểm M điện trường c)Công lực điện độ giảm Khi điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N điện trường cơng mà lực điện tác dụng lên điện tích sinh độ giảm điện tích q đặt điện trường AAN = WM – WN (4.4) TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Viết công thức tính cơng lực điện di chuyển điện tích điện trường Trả lời : Cơng thức tính cơng lực điện di chuyển điện tích điện trường đều: AMN = qEd Nêu đặc điểm công lực điện tác dụng lên điện tích thử q cho q di chuyển điện trường Trả lời Đặc điểm cơng lực điện tác dụng lên điện tích thử q cho q di chuyển điện trường : Công lực điện di chuyển điện tích điện trường khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu điểm cuối đường Thế điện tích q điện trường phụ thuộc vào q ? Trả lời Thế điện tích điểm q điểm điện trường tỉ lệ thuận với giá trị điện tích q: WtM=VM.q với VM hệ số tỉ lệ Cho điện tích thử q di chuyển điện trường dọc theo hai đoạn thẳng MN NP Biết lực điện sinh công dương MN dài NP Hỏi kết sau đúng, so sánh công AMN ANP lực điện ? A AMN > ANP B AMN < ANP c AMN = ANP D Cả ba trường hợp A, B, C xảy Bài làm Công lực điện A = Fscosα, MN dài NP nghĩa s > s2, với góc α khác xảy AMN > ANP, AMN < ANP, AMN = ANP Vậy chọn đáp án D Một electron di chuyển đoạn đường cm, dọc theo đường sức điện, tác dụng lực điện điện trường có cường độ điện trường 1000 V/m Hỏi cơng lực điện có giá trị sau ? A -1,6.10-16 J B +1,6.10-16 J C -1,6.10-18 J D +1,6.10-18 J Trả lời Đáp án D Cho điện tích di chuyển điện trường dọc theo đường cong kín xuất phát từ điểm M trở lại điểm M Công lực điện ? Giải Gọi M N hai điểm điện trường Khi di chuyển điện tích q từ M đến N lực điện sinh cơng AMN Khi di chuyển điện tích q từ N trở lại M lực điện sinh cơng A NM Cơng tổng cộng mà lực điện sinh : A = AMN + ANM Vì cơng lực điện phụ thuộc vào vị trí điểm M N nên AMN = - ANM Do A = Một electron thả không vận tốc ban đầu sát bàn âm, điện trường hai bàn kim loại phẳng, điện tích trái dấu Cường độ điện trường hai 1000V/m Khoảng cách hai cm Tính động electron đến đập vào dương Giải Electron bị âm đẩy dương hút nên bay từ âm dương lực điện sinh công dương Điện trường hai điện trường E = 1000 V/m Công lực điện độ tang động electron : Wđ – = qEd = -1,6.10-19.1000.(-1.10-2) Wđ = 1,6.10-18J Động electron đập đến dương Wđ = 1,6.10-18J Cho điện tích dương Q đặt điểm O Đặt điện tích âm q điểm M Chứng minh q M có giá trị âm Giải Ta có: Thế khả sinh công điện trường: A=qEd=WM Nếu ta chọn mốc vơ cực thì: WM=AM∞=q.VM Do phụ thuộc vào điện tích q, nên M q