Bài 4. Công của lực điện

Bài giảng
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG
GIÁO VIÊN: ĐINH TÙNG SƠN
VẬT LÍ 11-NÂNG CAO
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
1. Công của lực điện
Hãy tìm công của lực điện thực hiện trong dịch chuyển nói trên?
Ta tính công của lực điện trên đoạn đường nhỏ PQ:
Nếu q < 0, ta cũng rút ra kết quả như trên.
Công của lực điện làm dịch chuyển điện tích q trên đoạn MN là:
a) Công thức tính công của lực điện
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
1. Công của lực điện
Công của lực điện làm dịch chuyển điện tích q trên đoạn MN là:
a) Công thức tính công của lực điện
Từ (4.1), Ta có nhận xét gì về đặc điểm công của lực điện trường? So sánh công của lực diện với công của trọng lực? Tại sao nói điện trường là một trường thế.
b) Đặc điểm công của lực điện
Công của lực điện tác dụng khi dịch chuyển một điện tích trong điên trường không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
Điện trường tĩnh là một trường thế.
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
2. Thế năng của điện tích trong điện trường
2.1. Khái niệm thế năng của 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.
Lấy số đo thế năng bằng công mà điện trường có thể sinh ra khi dịch chuyển điện tích q từ điểm đang xét đến điểm mốc thế năng O (WO = 0). Thông thường ta chọn mốc thế năng ở vô cực (W∞ = 0)
2.2. Công của lực điện và độ giảm thế năng
Vì điện trường là một trường thế nên công của lực điện trường khi dịch chuyển điện tích q giữa hai điểm bằng độ giảm thế năng của điện tích giữa hai điểm đó.
AMN = WM – WN (4.3)
Viết công thức liên hệ công và thế năng của trọng lực suy ra công thức liên hệ công và thế năng của điện trường.
WM = AM∞ = qEdM∞ (4.2)
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
3. Điện thế. Hiệu điện thế.
3.1. Điện thế
a) Định nghĩa điện thế:
Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện trường tác dụng lên điện tích q, khi q đi từ M ra xa vô cực và độ lớn điện tích q.
Vì lực điện trường tác dụng lên điện tích luôn tỉ lệ với điện tích q nên công của lực điện AM, và do đó thế năng của điện tích q tại M cũng tỉ lệ với điện tíc q. Ta có: WM = AM = q.VM
Hệ số VM không phụ thuộc vào q mà phụ thuộc điện trường tại M, đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích. Gọi là điện thế.
b) Đơn vị điện thế:
Trong hệ SI đơn vị điện thế là Vôn, kí hiệu là (V): 1V = 1J/C
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
3. Điện thế. Hiệu điện thế.
3.2. Hiệu điện thế
Xét điện tích q dịch chuyển trong điện trường từ M đến N, công của lực điện thực hiện là:
(VM – VN) được gọi là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N và được kí hiệu là UMN. Ta rút công thức:
AMN = WM – WN = q(VM – VN)
a) Định nghĩa hiệu điện thế:
Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện thực hiện khi điện tích q di chuyển từ điểm nọ đến điểm kia và độ lớn của điện tích q.
Bài 4. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN. HIỆU ĐIỆN THẾ
3. Điện thế. Hiệu điện thế.
3.2. Hiệu điện thế
Giá trị của điện thế tại một điểm trong điện trường phụ thuộc vào cách chọn mốc để tính điện thế. Thông thường trong lí thuyết, người ta chọn mốc điện thế ở vô cực (V∞ = 0). Trong thực tế, ta chọn điện thế mặt đất bằng 0.
C3: Hiệu điện thế giữa hai điểm có phụ thuộc vào cách chọn mốc tính điện thế không? Giải thích?
b) Lưu ý
c) Đo hiệu điện thế
Để đo hiệu điện thế ta dùng tĩnh điện kế
d) Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
Cường độ điện trường đặc trưng cho điện trường về mặt tác dụng lực, hiệu điện thế đặc trưng cho điện trường về khả năng thực hiện công. Hai đại lượng này có liên hệ gì? Hãy tìm công thức liên hệ giữa chúng?
Hiệu điện thế giữa hai điểm luôn có giá trị xác định, không phụ thuộc vào cách chọn mốc điện thế.
C5:Dựa vào công thức (4.6) hãy chứng minh điện thế giảm theo chiều của đường sức
Điện thế giảm theo chiều của đường sức, hay ta nói vectơ cường độ điện trường hướng nơi điện thế cao về nơi điện thế thấp.
NHỮNG NỘI DUNG CẦN NHỚ
CÔNG ViỆC VỀ NHÀ