Bài 4. Công của lực điện

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ GIỜ LỚP CHÚNG TA
6. HĐH Unix à Linux
9:27 PM
5. HĐH Windows
Bài giảng
VẬT LÍ 11 CB
Giáo viên: Hồ Kỳ Vũ
LỚP 113
TIẾT 6: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
F
s
Công (A) của lực F được tính theo công thức nào? (Biết rằng lực F không đổi)
B
C
P
P
h
* Công (A) của trọng lực khi vật rơi tự do tính như thế nào?
A = Ph
s
* Công (A) của trọng lực khi vật trượt không ma sát từ đỉnh B xuống mặt đất tại C tính như thế nào?
-> A = Pscosα
Mà scosα = h
A = Ph
Có nhận xét gì về giá trị tính được trong hai trường hợp trên?
-> Giá trị trong hai trường hợp trên là bằng nhau
Ta cũng chứng minh được khi vật di chuyển theo đường cong B1C thì công của trọng lực trên cũng là: A = Ph
1
α
α
Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo.


Công của lực hấp dẫn, mà trọng lực là trường hợp riêng, lực đàn hồi đều có tính chất như vậy. Vậy thì công của lực điện trường có tính chất như vậy không?
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều.
? Lực điện F được tính như thế nào?
? Khi đặt điện tích q tại điểm M trong điện trường đều E thì q sẽ chịu tác dụng của cái gì?
? Đặc điểm của lực F như thế nào?
-> Lực F: không đổi.
-> Phương: song song với đường sức điện
-> Chiều: Từ bản (+) -> (-) khi q>0
Từ bản (-) -> (+) khi q<0.
-> Độ lớn: F = /q/E
+ + + + +
- - - - -
+
q
M
F
+ + + + +
- - - - -
_
q
M
F
-> Điểm đặt: Tại M
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều.
+ + + + +
- - - - -
+
q
M
F


+ F: Không đổi
+ Phương: // đường sức điện
+ Chiều: Từ bản (+) -> (-) khi q>0
Từ bản (-) -> (+) khi q<0
+ Độ lớn: F =/q/E
GHI CHÉP
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều.
2. Công của lực điện trong điện trường đều.
a. Biểu thức
+ + + + + + + + + +
- - - - - - - - - -
+
M
F
α
s
N
E
q
Điện tích q>0 di chuyển trong điện trường đều E theo đường thẳng MN=s, hợp các đường sức điện một góc α.
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+
M
F
α
s
N
H
d
E
q
Công AMN của lực điện được tính
như thế nào?
AMN = Fs = Fscosα
Với F = qE
và scosα = d
Vậy AMN = qEd
Trong đó: d = MH
M: hình chiếu của điểm đầu,
H: hình chiếu của điểm cuối đường đi trên một đường sức.
Chọn chiều (+) cho d cùng chiều với chiều đường sức.
+
Vì q>0 nên F cùng chiều với E -> α vừa là góc giữa F và s, vừa là góc giữa hướng của đường sức và hướng của s.
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+
M
F
α
s
N
H
d
E
q
AMN = Fs = Fscosα
Với F = qE
và scosα = d
AMN = qEd
+
+ Nếu α < 900 -> d>0 (d cùng chiều đường sức)
-> AMN>0
+ Nếu α > 900 -> d<0 (d ngược chiều đường sức)
-> AMN<0
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
M
F
s
N
H
E
q
+
_
d
Trường hợp q <0 ta cũng chứng minh được:
AMN = qEd
Với quy ước về dấu vẫn như trên.
α
+ + + + + + + + + +
- - - - - - - - - -
+
M
F
s1
s2
s
P
N
H
d
Xét điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN thì AMPN tính như thế nào?
E
Ta có:
AMPN = Fs1cosα1 + Fs2cosα2 = F(s1cosα1 + s2cosα2)
Với (s1cosα 1+ s2cosα2) =
d
Vậy AMPN = qEd
1
Nếu q di chuyển theo đường cong M1N công AM1N sẽ tính như thế nào?
AM1N = qEd
α1
α2
+ + + + + + + + + +
- - - - - - - - - -
+
M
F
s1
s2
s
P
N
H
d
E
1
Kết luận:
AMN = AMPN = AM1N = qEd
-> Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là AMN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.
α1
α2
2. Công của lực điện trong điện trường đều.
a. Biểu thức
A = qEd
Trong đó: d: là hình chiếu của đường đi lên phương đường sức.
b. Kết luận: Học SGK
GHI CHÉP
Trả lời câu hỏi C1?
? Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực điện trong trường hợp này với công của trọng lực.
Công của trọng lực cũng không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì
(Xem SGK)
+
Q
+
M
N
q
Công trong trường hợp này cũng không phụ thuộc hình dạng đường đi MN mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M và N. Đây là đặc điểm chung của trường tĩnh điện. Trường tĩnh điện là một trương thế.
Trả lời câu hỏi C2
+
Q
M
N
Công của lực điện bằng bao nhiêu?
F
Ta thấy lực điện luôn vuông góc với đường dịch chuyển
Vậy công của lực điện AMN = 0
q
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường
a. Khái niệm
Thế năng của một điện tích q đặt trong điện trường đặc trưng cho cái gì?
Thế năng của một điện tích q đặt 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 của điện tích trong điện trường là công mà điện trường có thể sinh ra khi cho điện tích di chuyển từ điểm mà ta xét đến điểm mốc để tính thể năng. Điểm mốc là điểm mà lực hết khả năng sinh công.
Đối với điện trường đều ta chọn mốc thế năng tại bản âm.
Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều
thì thế năng WM được tính như thế nào?
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
M
E
q
d
+
WM = A =
qEd
Trong đó:
d: khoảng cách từ M -> bản âm
1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường
a. Khái niệm. Học SGK
b. Biểu thức.
Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều
thì thế năng WM = A = qEd
Với d: khoảng cách từ M -> bản âm.
-Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường bất kì thì:
WM = AM∞
Với AM∞: công của điện khi di chuyển q từ M ra vô cực.
GHI CHÉP
2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q
Vì F ~ q nên AM∞ và WM ~ q:
Hay WM = AM∞ = VMq
Với VM là hệ số tỉ lệ.
GHI CHÉP
3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường
Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điên tích q trong điện trường.
3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường
Ta có AM∞ = AMN + AN∞
-> AMN = AM∞ - AN∞
Vậy AMN = WM - WN
Trả lời câu hỏi C3
+
Q
M
N
F
q
AMN = WM – WN = 0 -> WM = WN
Vậy thế năng không thay đổi
TIẾT 6: 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.
F = qE F là lực không đổi.
2. Công của lực điện trong điện trường đều.
a.Biểu thức
Trong đó: d: là hình chiếu của đường đi lên phương đường sức.
b. Kết luận: Học SGK
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG
1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường
a.Khái niệm. Học SGK
b. Biểu thức.
Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều thì thế năng WM = A = qEd
Với d: khoảng cách từ M -> bản âm.
2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q
Vì F ~ q nên AM∞ và WM ~ q:
Hay WM = AM∞ = VMq
Với VM là hệ số tỉ lệ.
3. Công của lực và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường
AMN = WM - WN
A = qEd
Bài 1: Chọn đáp án đúng
Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì:
A. Phụ thuộc hình dạng đường đi.
B. Không phụ thuộc hình dạng đường đi và không phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
C. Không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường.
D. Cả 3 đều đúng.
Bài tập vận dụng
Bài tập vận dụng
Bài 2: Một điện tích q>0 di chuyển dọc theo nữa đường tròn tâm O bán kính R trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E song song với đường kính MN (hình vẽ). Công của lưc điện trường thực hiên lên điên tích q là:
M
O
q
R
E
N
2qER
qER
3qER
(q/2)ER
+
Bài tập vận dụng
Bài 2: Một điện tích q>0 di chuyển dọc theo nữa đường tròn tâm O bán kính R trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E song song với đường kính MN (hình vẽ). Công của lưc điện trường thực hiên lên điên tích q là:
M
O
q
R
E
N
2qER
qER
3qER
(q/2)ER
+
Ta có: AMN = AMN = q.E.(MN) = qE(2R) = 2qER
Bài 3: Khi một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ điểm A có thế năng tĩnh điện WAbằng +2,5J đến một điểm B thì lực điện sinh công AAB bằng +2,5J. Thế năng tĩnh điện của q tai B là WB sẽ bằng:
-2,5J
-5J
+5J
0
Ta có: AAB = WA – WB
-> WB = WA – AAB = 2,5 – 2,5 = 0
BT 5 SGK/T25
Một electron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường đều có E=1000V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây?
- 1,6.10-16J
+1,6.10-16J
- 1,6.10-18J
+1,6.10-18J
Ta có A = qEd
Với E = 1000V/m = 103V/m
q =
d =
-1,6.10-19C
-1cm = -10-2m
Vậy A = (-1,6.10-19).103.(-10-2) =
+1,6.10-18C
Học sinh học bài cũ và làm bài tập trong SGK
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT
CHÚC QUÝ THẦY CÔ SỨC KHỎE VÀ THÀNH ĐẠT