Công thức tính công của lực điện trường

Cách tính công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế giữa hai điểm hay, chi tiết

Đồng giá 250k 1 khóa học lớp 3-12 bất kỳ tại VietJack!                           Trang trước Trang sau

A. Phương pháp & Ví dụ

Áp dụng các công thức:

+ Công của lực điện trong điện trường đều A = qEd

+ Điện thế của một điểm trong điện trường

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Điện thế tại một điểm gây bởi điện tích q:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Điện thế do nhiều điện tích điểm gây ra V = V1 + V2 + V3 + ...+  VM

+ Hiệu điện thế

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Quảng cáo

Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D trong điện trường là UCD = 200 V. Tính

a. Công của điện trường di chuyển proton từ C đến D.

b. Công của điện trường di chuyển electron từ C đến D.

Hướng dẫn:

a. Công của lực điện di chuyển proton: ACD = qUCD = 3,2.10-17J

b. Công của lực điện trường di chuyển electron: ACD = qUCD = - 3,2.10-17J

Ví dụ 2: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 1 V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu. Giải thích về kết quả tính được.

Hướng dẫn:

+ Công điện trường làm di chuyển điện tích q từ M đến N là: A = qUMN = - 1 (J)

+ Dấu ( - ) nói lên công của lực điện là công cản, do đó để di chuyển điện tích q từ M đến N thì cần phải cung cấp một công A = 1 J.

Quảng cáo

Ví dụ 3: Khi bay qua 2 điểm M và N trong điện trường, êlectrôn tăng tốc, động năng tăng thêm 250eV (1eV = 1,6.10-19J). Tính hiệu điện thế giữa M và N.

Hướng dẫn:

Ta có: Công của lực điện trường là A = q.UAB = ΔWd

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

.

Vậy: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường là UMN = 250V.

Ví dụ 4: A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện trường đều có véc tơ E song song với AB. Cho α = 60°; BC = 10 cm và UBC = 400 V.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) Tính UAC, UBA và E.

b) Tính công thực hiện để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A  B, từ B  C và từ A  C.

c) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q = 9.10-10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.

Quảng cáo

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

a) UAC = E.AC.cos90° = 0.

UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J.

ABC = qUBC = 4.10-7 J.

AAC = qUAC = 0.

c) Điện tích q đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E' có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

EA = E + E'; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA =

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

= 9,65.103 V/m.

Ví dụ 5: Cho ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. d1 = 5cm, d2 = 8cm. Các bản được tích điện và điện trường giữa các bản là đều, có chiều như hình vẽ với độ lớn: E1 = 4.104V/m, E2 = 5.104V/m. Chọn gốc điện thế tại bản A, tìm điện thế VB , VC của hai bản B, C.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hướng dẫn:

- Vì E1 hướng từ A đến B, ta có: UAB = VA - VB = E1.d1

Gốc điện thế tại bản A : VA = 0

Suy ra: VB = VA - E1d1 = 0 - 4.104.5.10-2 = -200V

- Vì E2 hướng từ C đến B, ta có: UCB = VC - VB = E2.d2

Suy ra : VC = VB + E2d2 = -2000 + 5.104.8.10-2 = 2000V

B. Bài tập

Bài 1: Điện tích q = 10-8 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.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hiển thị lời giải

Công của lực điện trường khi q di chuyển trên các cạnh của tam giác:

AAB = q.E.AB.cos120°  = -10-8.300.0,1/2 = -1,5.10-7 J

ABC = q.E.BC = 10-8.300.0,1 = 3.10-7 J

ACA = q.E.AC.cos60° = 10-8.300.0,1/2 = 1,5.10-7 J.

Bài 2: Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điện thế UMN = 100V. Công mà lực điện trường sinh ra bằng?

Hiển thị lời giải

AMN = e.UMN = -1,6.10-19.100

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 3: Cho điện tích dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 3000 V/m thì công của lực điện trường là 90 mJ. Nếu cường độ điện trường là 4000 V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó là?

Hiển thị lời giải

Ta có: AMN1 = qE1d; AMN2 = qE2d

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 4: Trong một điện trường đều, nếu trên một đường sức, giữa hai điểm cách nhau 4 cm có hiệu điện thế 10 V, giữa hai điểm cách nhau 6 cm có hiệu điện thế là?

Hiển thị lời giải

Xét trên một đường sức: U1 = Ed1; U2 = Ed2

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 5: Có hai điện tích điểm q1 = 10-8 C và q2 = 4.10-8 đặt cách nhau r = 12cm. Tính điện thế của điện trường gây ra bởi hai điện tích trên tại điểm có cường độ điện trường bằng không.

Hiển thị lời giải

Ta có:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Để cường độ điện trường bằng không thì điểm M nằm giữa 2 điện tích điểm và thoã mãn điều kiện

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Mặt khác

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Khi đó

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 6: Có ba bản kim loại phẳng A, B, C đặt song song như hình vẽ. Cho d1 = 5cm, d2 = 4cm bản C nối đất, bản A, B được tích điện có điện thế -100V, +50V. Điện trường giữa các bản là điện trường đều. Xác định các vectơ cường độ điện trường E1, E2.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Hiển thị lời giải

Chọn bản C làm gốc, VC = 0.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

E2 hướng từ bản B sang bản C :

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Công của lực điện, Hiệu điện thế đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

  • Lý thuyết Công của lực điện, Hiệu điện thế
  • Dạng 1: Tính công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế giữa hai điểm
  • Trắc nghiệm Tính công của lực điện trường, điện thế, hiệu điện thế giữa hai điểm
  • Dạng 2: Quỹ đạo của electron trong điện trường
  • Trắc nghiệm Quỹ đạo của electron trong điện trường

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

  • Hơn 75.000 câu trắc nghiệm Toán 11 có đáp án
  • Hơn 50.000 câu trắc nghiệm Hóa 11 có đáp án chi tiết
  • Gần 40.000 câu trắc nghiệm Vật lý 11 có đáp án
  • Kho trắc nghiệm các môn khác

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Đăng ký khóa học tốt 11 dành cho teen 2k4 tại khoahoc.vietjack.com

Toán 11 - Thầy Nguyễn Quý Huy

4.5 (243)

799,000đs

399,000  VNĐ

Ngữ văn lớp 11 - cô Hương Xuân

4.5 (243)

799,000đ

399,000  VNĐ

Tiếng Anh lớp 11 - Thầy Vũ Việt Tiến

4.5 (243)

799,000đ

399,000  VNĐ

Vật Lý lớp 11 - Thầy Võ Thanh Được

4.5 (243)

799,000đs

399,000  VNĐ

Ôn luyện Vật Lí lớp 11 - Thầy Kim Nhật Trung

4.5 (243)

799,000đ

399,000  VNĐ

Hóa Học lớp 11 - cô Nguyễn Thanh Thủy

4.5 (243)

799,000đ

399,000  VNĐ                                                                                                                 xem tất cả

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k4: fb.com/groups/hoctap2k4/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

Trang trước Trang sau