Công của lực điện làm dịch chuyển một điện tích q theo một đường cong khép kín có giá trí

Chọn đáp án B

Ta có A = qEd. Quỹ đạo chuyển động là đường cong kín ⇒d=0⇒A=0 

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Công của lực điện sẽ làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường E với độ dài d. Nó được xác định bằng công thức A = qEd. Ở đây d được hiểu là độ dài của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức từ. d được tính theo chiều của đường sức từ.

Và để tìm hiểu kỹ hơn về lý thuyết công của lực điện và có bài tập áp dụng, chúng ta hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!

Tóm tắt lý thuyết công của lực điện

Công của lực điện

Lực điện tác dụng lên điện tích trong điện trường đều

Đối với trường hợp này, đặc điểm của lực điện tác dụng lên điện tích sẽ có dạng dưới đây:

Công của lực điện trường

Mô tả: Đặt điện tích dương q trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện F:

  • Độ lớn: F = q.E
  • Phương: Song song với các đường sức điện
  • Chiều: Từ dương sang âm

Kết luận: Lực F là lực không bị biến đổi

Công của lực điện trong điện trường đều

Trường hợp này được mô tả qua hình ảnh dưới đây:

Điện trường đều

Khi di chuyển điện tích trong điện trường đều, công của lực điện sẽ đi từ M đến N. Thể hiện qua công thức A = q.E.d

Trong đó:

  • d = MH− là độ dài đại số
  • M là hình chiếu của điểm đầu
  • H là hình chiếu của điểm cuối

Chiều của điện trường sẽ cùng chiều với chiều dương của MH-. Do đó, công của lực điện không bị ảnh hưởng bởi hình dạng đường đi. Nó phụ thuộc trực tiếp vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối.

Thế năng của một điện tích trong điện trường

Thế năng của một điện tích trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích lên chính điểm đó.

Điện trường đều: Chọn mốc thế năng là chiều âm thì thế năng WM = A = qEd. Trong đó d là khoảng cách từ M đến thanh âm.

Công dịch chuyển trong thế năng

Với trường hợp điện trường do nhiều điện tích gây ra, bạn cần chọn mốc thế năng ở vô cùng:

  • Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q

Ta có: WM = AM = VM.q

Đây là thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường.

Trong đó: VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đặt điểm M trong điện trường.

  • 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 một điện trường. Công lực điện trường tác dụng lên điện tích sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

Ta có công thức sau: AMN = WM – WN

Kỹ năng giải bài tập cần thiết

Bài tập cần áp dụng công thức tính công: A = q.E.d

Việc xác định d cần phải được thực hiện chính xác

  • Nếu vật chuyển động cùng chiều vectơ cường độ điện trường thì d > 0.
  • Nếu vật chuyển động ngược chiều vectơ cường độ điện trường thì d < 0.

Bài tập lý thuyết

Câu 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd. d ở đây có nghĩa là gì?

A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối. B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức. C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

Đáp án: C

Câu 2: Một điện tích q chuyển động trong điện trường theo một đường cong khép kín. Gọi A là công của lực điện trong chuyển động. Kết luận nào sau đây đúng về A?

A. A > 0 nếu q > 0 B. A > 0 nếu q < 0 C. A ≠ 0 nếu điện trường không đổi

D. A = 0

Đáp án: D. Giải thích: q nằm trong một đường cong khép kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau ⇒ A = 0.

Câu 3: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi nó di chuyển từ M đến N trong điện trường sẽ?

A. tỉ lệ thuận với chiều dài đường đi MN. B. tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q. C. tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động

D. tỉ lệ nghịch với chiều dài đường đi.

Đáp án: B

Câu 4: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, thì không phụ thuộc vào

A. vị trí của các điểm M, N. B. hình dạng của đường đi. C. độ lớn của điện tích q.

D. độ lớn của cường độ điện trường tại các điểm trên đường đi.

Đáp án: B

Bài tập vận dụng

Câu 5: Một điện tích điểm q di chuyển trong điện trường đều E có quỹ đạo là một đường cong khép kín. Gọi chiều dài quỹ đạo là s thì công lực điện trường là?

A. A = 2qEs B. A = 0 C. A = qEs

D. A = qE/s

Đáp án: B

Câu 6: Khi điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức trong một điện trường đều. Khi quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì công của lực điện trường sẽ?

A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. không đổi.

D. giảm 2 lần

Đáp án: B

Bài tập tính toán

Câu 7: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích -2μC ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1m. Xác định công lực điện trong trường hợp trên?

A. 2000 J. B. – 2000 J. C. 2 mJ.

D. – 2 mJ.

Đáp án: C. Giải thích: Áp dụng công thức ta có: A = qEd = -2.10-6.1000.[-1] = 2.10-3J = 2 mJ.

Câu 8: Một electron di chuyển được một đoạn đường 1cm, dọc theo đường sức. Lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường là 1000 V/m. Xác định công của lực điện?

A. -1,6.1010-18 J B. 1,6.10-16 J C. 1,6.1010-18 J

D. -1,6.10-16 J

Đáp án: C. Giải thích: A = qEd = [-1,6.10-19].1000.[-0,01] = 1,6.10-18 J

Câu 9: Trong một điện trường đều bằng 60000V/m. Điện tích q0 = 4.10-9C trên đoạn thẳng dài 5 cm. Biết góc giữa phương dịch chuyển và đường sức điện trường là α = 60 độ. Xác định công của điện trường trong trường hợp trên?

A. 10-6 J B. 6.106 J C. 6.10-6 J

D. -6.10-6 J

Đáp án: C. Giải thích: A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 [J]

Như vậy, bài viết trên đã cung cấp cho các bạn những kiến thức lý thuyết đến thực hành công của lực điện. Hy vọng những chia sẻ của chúng tôi sẽ đem đến cho các bạn những kiến thức bổ ích.

Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd trong đó d là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

Tóm tắt lý thuyết

• Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều

Công của lực điện

Đặt điện tích dương q trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện: F→ = q.E→

– Độ lớn: F = q.E

– Phương: song song với các đường sức điện

– Chiều: từ bản dương sang âm.

⇒ Lực F→ là lực không đổi

• Công của lực điện trong điện trường đều

Công của lực điện trong điện trường đều

Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đề từ M đến N là: A = q.E.d

trong đó: d = MH− là độ dài đại số, M là hình chiếu của điểm đầu đường đi, H là hình chiếu của điểm cuối đường đi. Chiều dương của MH− cùng với chiều của điện trường.

⇒ Công của lực điện 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.

⇒ Lực tĩnh điện là lực thế.

⇒ Trường tĩnh điện là trường thế.

Thế năng của một điện tích trong điện trường.

• Định nghĩa: Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó.

• Điện trường đều: Chọn mốc thế năng là bản âm thì thế năng WM = A = q.E.d với d là khoảng cách từ M đến bản âm.

Điện trường do nhiều điện tích gây ra: Chọn mốc thế năng ở vô cùng:

• Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q

Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường: WM = AM∞ = VM.q

với VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí M trong điện trường.

• 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 một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

AMN = WM – WN

Kỹ năng giải bài tập

– Áp dụng công thức tính công: A = q.E.d

– Chú ý trong việc xác định d.

+ Nếu vật chuyển động cùng chiều vecto cường độ điện trường thì d > 0.

+ Nếu vật chuyển động ngược chiều vecto cường độ điện trường thì d < 0.

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd, trong đó d là:

A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.

B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd trong đó d là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

Câu 2: Chọn phương án đúng. Một điện tích q chuyển động trong điện trường theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì

A. A > 0 nếu q > 0

B. A > 0 nếu q < 0

C. A ≠ 0 nếu điện trường không đổi

D. A = 0

Hướng dẫn:

Chọn D.

Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu điểm đầu và điểm cuối lên một đường sức điện. Do đó với một đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau ⇒ A = 0.

Câu 3: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi nó di chuyển từ M đến N trong điện trường

A. tỉ lệ thuận với chiều dài đường đi MN.

B. tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q.

C. tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động

D. tỉ lệ nghịch với chiều dài đường đi.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Ta có A = qEd ⇒ A tỉ lệ thuận với độ lớn điện tích q.

Chú ý: d là khoảng cách giữa hai điểm M,N; nó chỉ là chiều dài đường đi MN khi điện tích di chuyển dọc theo đường sức.

Câu 4: Công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích -2μC ngược chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 1 m là

A. 2000 J.                 B. – 2000 J.

C. 2 mJ.                 D. – 2 mJ.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Áp dụng công thức tính công ta có: A = qEd = -2.10-6.1000.[-1] = 2.10-3J

Câu 5: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, thì không phụ thuộc vào

A. vị trí của các điểm M, N.

B. hình dạng của đường đi.

C. độ lớn của điện tích q .

D. độ lớn của cường độ điện trường tại các điểm trên đường đi

Hướng dẫn:

Chọn B.

A = qEd ⇒ A không phụ thuộc hình dạng đường đi của điện tích điểm.

Câu 6: Một điện tích điểm q di chuyển trong điện trường đều E có quỹ đạo là một đường cong kín, có chiều dài quỹ đạo là s thì công của lực điện trường là

A. A = 2qEs                 B. A = 0

C. A = qEs                 D. A = qE/s

Hướng dẫn:

Chọn A.

Ta có A = qEd. Quỹ đạo chuyển động là đường cong kín ⇒ d = 0 ⇒ A = 0

Câu 7: Khi điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức trong một điện trường đều, nếu quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì công của lực điện trường

A. tăng 4 lần.                B. tăng 2 lần.

C. không đổi.                D. giảm 2 lần

Hướng dẫn:

Chọn B.

Ta có A = qEd.

Mà điện tích dịch chuyển dọc theo một đường sức nên khi quãng đường dịch chuyển tăng 2 lần thì d tăng 2 lần ⇒ A tăng 2 lần.

Câu 8: Một electron di chuyển được một đoạn đường 1 cm, dọc theo đường sức, dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây ?

A. -1,6.1010-18 J                 B. 1,6.10-16 J

C. 1,6.1010-18 J                 D. -1,6.10-16 J

Hướng dẫn:

Chọn C.

Do electron có điện tích âm ⇒ F→ ngược chiều E→ ⇒ electron di chuyển ngược chiều điện trường.

Ta có: A = qEd = [-1,6.10-19].1000.[-0,01] = 1,6.10-18 [J]

Câu 9: Trong một điện trường đều bằng 60000V/m. Tính công của điện trường khi làm dịch chuyển điện tích q0 = 4.10-9C trên đoạn thẳng dài 5 cm. Biết rằng góc giữa phương dịch chuyển và đường sức điện trường là α = 60o.

A. 10-6 J                 B. 6.106 J

C. 6.10-6 J                 D. -6.10-6 J

Hướng dẫn:

Chọn C.

Công của lực điện trường là

A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 [J]

Trên đây là những kiến thức liên quan đến công của lực điện do thegioidienco.vn đã tổng hợp và chia sẻ đến các bạn. Hy vọng rằng với những chia sẻ trên đây sẽ đem đến cho các bạn những kiến thức cần thiết nhé!

Video liên quan