Chương I: ông của lực điện, Công dịch chuyển điện tích
Chương I: Điện thế là gì? Khái niệm điện áp (hiệu điện thế)
Công của lực điện là phần năng lượng sinh ra hoặc cần có để dịch chuyển điện tích trong điện trường.
Chương I: ông của lực điện, Công dịch chuyển điện tích
1/ Công của lực điện trong điện trường:
a/ Công của lực điện trong điện trường đều:
Xét một điện trường đều được tạo ra bởi hai bản kim loại tích điện trái dấu đặt song song.
Đặt vào đó hai điện tích trái dấu, điện trường sẽ tác dụng lực điện lên các điện tích và làm chúng dịch chuyển dọc theo đường sức điện trường.
Dưới tác dụng của lực điện trường, điện tích dương chuyển động cùng chiều điện trường dọc theo đường sức điện đi về phía bản kim loại tích điện âm; điện tích âm chuyển động ngược chiều điện trường dọc theo đường sức điện đi về phía bản kim loại tích điện dương.
Tương tự như công cơ học, gọi d là quãng đường điện tích dịch chuyển được trong điện trường dọc theo đường sức điện trường theo phương của lực điện trường =>
Xét một điện tích q dịch chuyển được quãng đường MN trong điện trường đều như hình vẽ
Công của lực điện trường
=>AMN=|q|E.dAMN=|q|E.d
Xét một điện tích q dịch chuyển được quãng đường M đến P rồi từ P đến N trong điện trường đều như hình vẽ
Công của lực điện trường
= Fd1 + Fd2 = F(d1+d2)=F.d => A=|q|.E.d
b/ Công của lực điện trong điện trường không đều:
Đối với điện trường không đều chuyển động của điện tích dưới tác dụng của lực điện hết sức phức tạp, đòi hỏi các phép toán tích phân, vi phân để chứng minh. Trong phạm vi chương trình vật lý phổ thông ta không đề cập đến, tuy nhiên kết quả chứng minh toán học đều thu được kết luận sau đây.
2/ Thế năng của một điện tích chuyển động trong điện trường:
Thế năng của một điện tích trong điện trường là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường, khi đặt điện tích tại điểm mà ta xét trong điện trường
Biểu thức tính thế năng của điện trường
Trong đó:
- WM: thế năng của điện tích q tại điểm M (J)
- AM∞ : công của lực điện dịch chuyển điện tích q dọc theo đường sức điện trường từ điểm M ra vô cùng (J)
3/ Biến thiên thế năng và công của lực điện:
Kết luận: độ biến thiên thế năng của điện tích chuyển động dọc theo các đường sức trong điện trường bằng công của lực điện tác dụng lên điện tích đó.
Nếu ΔW > 0 => WM > WN (biến thiên thế năng điện tích giảm) => AMN > 0
Nếu ΔW < 0 => WM < WN (biến thiên thế năng điện tích tăng) => AMN < 0
Lực điện là lực thế, có công, thế năng tương tự như kiến thức đã học về trọng lực, công của trọng lực, thế năng trọng trường trong chương trình vật lý lớp 10, bằng cách tư duy tương tự, bạn có thể xác định dấu chính xác công của lực điện.
Khi một vật rơi từ độ cao h xuống mặt đất thế năng trọng trường giảm => trọng lực sinh công dương (chuyển động tự nhiên)
Khi một vật ném từ mặt đất lên độ cao h, thế năng của trọng trường tăng => trọng lực sinh công âm (chuyển động nhân tạo)
