Bài 4. Công của lực điện

BÀI 4
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:
+
-
- Phương, chiều, và độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích q như thế nào?
2. Công của lực điện trong điện trường đều
- Xeùt moät ñieän tích ñieåm döông q > 0 di chuyeån töø ñieåm B ñeán ñieåm C trong moät ñieän tröôøng ñeàu.
B
C
H
a) Khi q di chuyển theo đường thẳng BC
A = F.BCcosa
= F.BH
V?y: Công lực điện b?ng d? l?n lực điện nh�n v?i hình chiếu của đường đi theo phương của lực di?n.
= qE.d
C
H
b) Khi q di chuyển theo đường gãy BDC
ABC = ABD + ADC ?
= F.BD + F.DC.cosb
D
= F.BD + F.DH
= F(BD + DH)
= qE.d
= F.BH
B
2. Công của lực điện trong điện trường đều
C
H
c) q di chuyển theo đường cong bất kì BMC
M
B
ABC = ABE + AEF + .. . .
= F.x1 + F.x2 + . . .
= F.BH
E
x1
x2
x3
= F(x1 + x2 + . . .)
= qEd
F
G
2. Công của lực điện trong điện trường đều
Kết luận :
- Công của lực điện làm di chuyển một điện tích di chuy?n trong di?n tru?ng d?u từ điểm này đến điểm khác luơn
tỉ lệ với độ lớn điện tích di chuyển,
không phụ thuộc vào hình dạng đường đi,
chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối.
Don v?:
A: J ; q: C
E: V/m ; d: m
2. Công của lực điện trong điện trường đều
3. Công của lực điện của điện tích q di chuyển trong điện trường bất kì
∞
N
M
Công lực điện tác dụng lên điện tích di chuyển trong điện trường bất kì cũng không phụ thộc vào hình dạng đường đi chỉ phụ thộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của điện tích di chuyển. Độ lớn lực điện luôn thay đổi tỉ lệ với độ lớn của cường độ điện trường.
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG:
1/ Khái niệm:
Đối với điện trường đều
Ta có biểu thức thế năng:
WM = A = q.E.d
- Với: q: độ lớn điện tích đặt tại M, E cường độ điện trường, d: là khoảng cách giữa điểm M+ “bản dương” và N- “bản âm” ( Thường chọn làm mốc thế năng W=0).
Tại điểm M, hay N đặt điện tích q, thì q sẽ di chuyển 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 q tại điểm ta xét trong điện trường.
-Thế năng tại M là WM
-Thế năng tại N là WN
d
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG:
- Hệ số tỉ lệ VM, không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm M trong điện trường.
- Đối với điện trường bất kỳ:
WM = A M∞= VM.q
∞
2/ Công của lực điện và độ giảm thế năng:
- Khi q di chuyển từ M đến N trong điện trường
AMN = WM - WN
Kết luận: ( sách giáo khoa )
- Công của lực điện làm điện tích di chuyển từ điểm M đến N bằng độ giảm thế năng của điện tích khi di chuyển từ điểm M đến điểm N trong diện trường.
q
A M ∞ - A N ∞
AMN =
Tại sao có các biểu thức sau ?
= WM ∞ + W∞ N
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG:
Bài 1: Điện tích q = 10-9 C di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường là E = 300 V/m, E→ // BC. Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác?.
VẬN DỤNG
Câu 5 – trang 25 – sách giáo khoa:
- Một êlectron di chuyển được đoạn đường 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trướng 1.000 V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây?
Xem các câu 6, 7, 8 trang 25 - Sách giáo khoa
I. ĐIỆN THẾ
1. Khái niệm điện thế
Giả sử một điện tích +q nằm tại điểm M dịch chuyển ra xa vô cực ∞
M
?
WM phụ thuộc vào q và vị trí điểm M trong điện trường
- Điện thế Không phụ thuộc vào q chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M trong điện trường.
Đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q →điện thế tại M
1. Khái niệm điện thế
2. Định nghĩa
- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương điện tạo ra thế năng khi đặt tai đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.
3. Đơn vị điện thế là Vôn kí hiệu là (V).
( 1)
4.Đặc điểm của điện thế
▪ q <0 nếu: AM∞ > 0 thì VM < 0;

Ngược lại: AM∞ <0 thì VM > 0
▪ q >0 nếu: AN∞ > 0 thì VN > 0;

AN∞ < 0 thì VN < 0
Vì q >0 Lực F sinh công âm nên AN∞ < 0 → VN < 0
Vì q < 0 Lực F sinh công dương AM∞ > 0 → VM < 0
- Điện thế tại mọi điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm đều có giá trị âm, điện tích dương có giá trị dương.
BÀI 5
II.Hiệu điện thế
ĐIỆN THẾ.HIỆU ĐIỆN THẾ
2. Định nghĩa:
- Biểu thức:
Từ công thức ( 1) và (2)
biến đổi tìm công thức liên hệ giữa UMN và AMN ?
II Hiệu điện thế
2. Định nghĩa
BÀI 5
ĐIỆN THẾ.HIỆU ĐIỆN THẾ
Nêu định nghĩa hiệu điện thế giữa hai điểm M, N ?
- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường 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 của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển điện tích từ M đến N và độ lớn của q.
Đơn vị của hiệu điện thế là: V
BÀI 5
ĐIỆN THẾ.HIỆU ĐIỆN THẾ
II Hiệu điện thế
3.Đo hiệu điện thế
Dùng tĩnh điện kế
+ Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế
Nối bản âm của tụ điện với vỏ và nối bản dương của tụ với cần, số chỉ của kim chỉ hiệu điện thế của tụ điện
2/ Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường đều:
Cho q di chuyển từ M đến N trên một đường sức điện.
AMN =
( V/m )
AMN =
q
Ta có:
E.d
Công
thức
tính
công
AMN ?
q.UMN
?
Công thức trên có áp dụng cho điện trường không đều ?
Được khi d rất nhỏ, và E thay đổi nhỏ.
?
LÀM BÀI TẬP:
Bài toán: Cho hai bản tụ điện phẳng đặt song song cách nhau 2cm và đã tích điện trái dấu trong chân không. Biết hiệu điện thế giữa hai bản là 120V.
Tính điện thế tại điểm giữa hai bản tụ?.
Khi lấy mốc điện thế tại bản âm.
2. Thả một electron tại bản âm thì nó chuyển động về bản dương. Tính công mà lực điện làm eletron đi từ bản âm tới bản dương?
VẬN DỤNG
Tóm tắt: dMN= 2cm = 0,02m.
UMN =120V;VN= 0V =>VM=120V.
Tính Vp =?. Biết: dPN = 0,01m.
Có: VM-VN(VN=0) = UMN = E.dMN (1)
VP-VN(VN=0) = UPN = E.dPN (2)
(2)/(1)  VP = VM.dPN/dMN

VẬN DỤNG
P
Vp; dPN
dMN
M
(V+M=120V)
N
(V-N=0)
= 120.0,01/0,02
VP = 60V.
2. Tính Ae(N->M) = ?.Biết e = -1,6.10-19C; dMN = 0,02m
ANM = F.dMN = qeEdMN.Cosa = e.UMN.Cos1200
= - 1,6.10-19.120.(-1) = 1.92.10-17J