Công của lực điện

1. Công của lực điện trong điện trường đều

+ + + + + + - - - - - - E M N H + F α q d P

  • Xét một điện tích dương q đặt trong điện trường đều \(\vec{E}\) như hình vẽ trên.
  • Công của lực điện khi di chuyển điện tích từ M đến N là: \(A_{MN}=F.S.\cos\alpha=F.MN.\cos\alpha\)
    • Mà \(MN.\cos\alpha=MH\)\(F=qE\)
    • \(\Rightarrow A_{MN}=q.E.MH=qEd\), với d là độ dời của điện tích theo phương điện trường
      • MH theo chiều đường sức thì \(d>0\)
      • MH ngược chiều đường sức thì \(d<0\)
  • Nhận xét:
    • Nếu điện tích dịch chuyển theo đường MPN thì \(A_{MPN}=A_{MP}+A_{PN}=qEd=A_{MN}\)
    • Như vậy, công di chuyển điện tích từ M đến N không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu M và điểm cuối N.

2. Công của lực điện trong điện trường bất kì

+ + M N Q

  • Bằng tính toán, người ta chứng minh được rằng công di chuyển điện tích q từ M đến N trong điện trường bất kì cũng chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và vị trí điểm cuối N.
  • Nhận xét: Công này cũng giống như công của trọng lực (không phụ thuộc vào quỹ đạo chuyển động mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối), nên trường tĩnh điện là một trường thế (lớp 10 đã định nghĩa điều này).

3. Thế năng của điện tích trong điện trường

  • Trường hấp dẫn (trọng trường) lớp 10 đã học là một trường thế thì một vật đặt trong trọng trường có thế năng (trọng trường). Cũng tương tự như vậy, một điện tích q đặt trong trường tĩnh điện thì có thế năng (tĩnh điện).
  • Vậy ta định nghĩa thế năng này như thế nào? Nó chính là công điện trường để di chuyển điện tích từ điểm mà ta xét đến điểm mốc tính thế năng. Mốc này thường được coi là một điểm mà lực hết khả năng sinh công.
    • Trong điện trường đều: Mốc thế năng là bản tích điện âm, khi đó, thế năng tại M:
      • \(W_M=A=qEd\) (với d là khoảng cách từ M đến bản âm)
    • Trong điện trường bất kì: Mốc thế năng là ở vô cùng (là điểm có khoảng cách đủ lớn với điểm ta xét), thế năng tại M:
      • \(W_M=A_{M\infty}\)
  • Cũng giống như thế năng trọng trường, ta có một định lý như sau: Công của lực điện tác dụng lên điện tích q từ M đến N bằng độ giảm thế năng (tĩnh điện) của điện tích q.
    • \(A_{MN}=W_M-W_N\)

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...