Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 4: Công của lực điện giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
C1 trang 23 sgk: Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực tĩnh điện làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường với công của trọng lực.
Trả lời:
• Công của lực điện làm di chuyển của một điện tích không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong điện trường.
• Tương tự, công của trọng lực làm một vật di chuyển từ điểm này đến điểm khác không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong trọng trường.
C2 trang 23 sgk: Cho một điện tích điểm Q nằm tại tâm của một vòng tròn. Khi di chuyển một điện tích thử q dọc theo cung MN của vòng tròn đó thì công của lực điện sẽ bằng bao nhiêu?
Trả lời:
Khi điện tích thử q di chuyển trên dọc theo cung MN của vòng tròn [theo hình vẽ] thì lực điện không thực hiện công vì lực điện luôn vuông góc với phương di chuyển của điện tích thử.
C3 trang 24 sgk: Thế năng của điện tích thử q trong điện trường của điện tích điểm Q nêu ở câu C2 sẽ thay đổi thế nào khi q di chuyển dọc theo cung MN?
Trả lời:
Do AMN = WM – WN = 0 suy ra WM = WN.
Vậy khi điện tích thử q dịch chuyển trong điện trường của Q dọc theo cung MN thì thế năng của điện tích q không thay đổi, ta có thể nói điện tích thử q đang di chuyển trên mặt đẳng thế của điện trường của điện tích điểm Q.
Lời giải:
Trong điện trường đều, công của lực điện trường trong sự di chuyển điện tích từ M đến N là: AMN = qEd.
Trong đó:
q: điện tích di chuyển . có thể dương hay âm [C];
E: cường độ điện trường đều [V/m];
d: khoảng cách giữa hình chiếu của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi trên một đường sức điện;
* d>0 nếu hình chiếu cùng chiều đường sức điện;
* d 0 ; ANP > 0 ; q > 0; MN > NP.
Nhưng vì không xác định được lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng và hàm cos có thể nhận giá trị trong khoảng [-1; 1] nên AMN có thể lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng ANP tùy theo giá trị của và
Một êlectron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện, trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Hỏi công của lực điện là bao nhiêu?
A. -1,6.10-16 J
B. +1,6.10-16 J
C. -1,6.10-16J
D. +1,6.10-16J
Lời giải:
Dưới tác dụng của lực điện êlectron di chuyển ngược chiều điện trường [tức ngược chiều đường sức điện]
Đáp án: D
Lời giải:
Lúc này hình chiếu của điểm đầu và điểm cuối đường đi trùng nhau tại điểm [d = 0] nên công của lực điện bằng không.
Vậy nếu điện tích di chuyển trên một đường cong kín thì điện trường không thực hiện công
Lời giải:
Lực điện trường F tác dụng lên electron [điện tích âm] có chiều ngược với chiều điện trường do đó electron di chuyển ngược chiều điện trường → [vector E, vector s] = 180o
Áp dụng định lý động năng cho sự di chuyển của êlectron:
Wđ[+] – Wđ[-] = A = q.E.s.cos180o
Động năng ban đầu tại bản [-] của electron: Wđ[-] = 0 do electron được thả không vận tốc đầu.
→ động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương:
Wđ[+] = q.E.s.cos180o = -1,6.10-19 x 1000 x 0,01.[-1] = 1,6.10-18J
Đáp án: Wđ[+] = 1,6.10-18J
Lời giải:
Ta có: WM = AM∞
Đường sức điện của Q hướng từ Q ra. Lực điện tác dụng lên điện tích q [âm] sẽ ngược chiều đường sức điện.
Nên công để đưa q từ M ra vô cực [lúc này đường đi S của q cùng chiều với E ] là: AM∞ = q.E.s.cos0o < 0 vì q < 0. Do đó WM < 0.
05:22:4909/10/2019
Để hiểu rõ hơn về Điện trường là gì? Công thức tính cường độ điện trường được viết thế nào? Đường sức điện phát biểu ra sao, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Điện trường
1. Môi trường truyền tương tác điện
Giả sử ta đặt hai quả cầu tích điện trái dấu trong một bình kín rồi hút hết không khí ra thì lực hút giữa hai quả cầu mạnh lên. Như vậy, phải có một môi trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai quả cầu. Môi trường đó là điện trường
2. Điện trường
Điện trường là một dạng vật chất [môi trường] bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
II. Cường độ điện trường
1. Khái niệm cường độ điện trường
Giả sử có một điện tích điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, đặt tại đó một điện tích điểm thử q và xét lực điện tác dụng lên q. Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Từ đó có khái niệm cường độ điện trường: cường độ điện trường đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm.
2. Định nghĩa
- Định nghĩa Cường độ điện trường: Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q [dương] đặt tại điểm đó và độ lớn của q.
E là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét.
3. Vectơ cường độ điện trường
Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường.
Vectơ cường độ điện trường
- phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương;
- chiều dài [môđun] biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó.
4. Đơn vị đo cường độ điện trường
Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét [kí hiệu là V/m].
5. Cường độ điện trường của một điện tích điểm
Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q trong chân không:
6. Nguyên lý chồng chất điện trường
- Các điện trường
Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.
III. Đường sức điện
1. Hình ảnh các đường sức điện
Đặt hai quả cầu kim loại trong một bể nhỏ hình hộp chữ nhật, có thành bằng thuỷ tinh trong suốt, trong đựng dầu cách điện. Cho một ít các hạt cách điện [như mạt cưa] nằm lơ lửng trong dầu. Khuấy đều các hạt cách điện rồi tích điện trái dấu cho hai quả cầu. Ta sẽ thấy các hạt cách điện nằm dọc theo những đường nối hai quả cầu gọi là đường sức điện.
2. Định nghĩa
Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Hay, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó.
3. Hình dạng đường sức của một số điện trường
- Ta chỉ vẽ được những đường sức điện trong những trường hợp đơn giản như: đường sức điện trong điện trường của một điện tích điểm như hình sau:
4. Các đặc điểm của đường sức điện
a] Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức điện.
b] Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.
c] Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Nếu chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc đi từ vô cực đến điện tích âm.
d] Tuy các đường sức điện là dày đặc, nhưng ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy ước: Số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.
5. Điện trường đều
Là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.
IV. Bài tập Điện trường vận dụng công thức tính Điện trường và Đường sức điện.
* Bài 1 trang 20 SGK Vật Lý 11: Điện trường là gì?
>> Xem lời giải bài 1 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 2 trang 20 SGK Vật Lý 11: Cường độ điện trường là gì? Nó được xác định như thế nào? Đơn vị cường độ điện trường là gì?
>> Xem lời giải bài 2 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 3 trang 20 SGK Vật Lý 11: Vectơ cường độ điện trường là gì? Nêu những đặc điểm của vectơ cường độ điện trường tại một điểm.
>> Xem lời giải bài 3 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 4 trang 20 SGK Vật Lý 11: Viết công thức tính và nêu những đặc điểm của cường độ điện trường của một điện tích điểm.
>> Xem lời giải bài 4 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 5 trang 20 SGK Vật Lý 11: Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm xác định như thế nào?
>> Xem lời giải bài 5 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 6 trang 20 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nguyên lý chồng chất điện trường?
>> Xem lời giải bài 6 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 7 trang 20 SGK Vật Lý 11: Nêu định nghĩa và các đặc điểm của đường sức điện.
>> Xem lời giải bài 7 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 8 trang 20 SGK Vật Lý 11: Điện trường đều là gì?
>> Xem lời giải bài 8 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 9 trang 20 SGK Vật Lý 11: Đại lượng nào dưới đây KHÔNG liên quan đến cường độ điện trường của một điện tích điểm Q tại một điểm?
A. Điện tích Q
B. Điện tích thử q.
C. Khoảng cách từ r đến Q và q.
D. Hằng số điện môi của môi trường.
>> Xem lời giải bài 9 trang 20 SGK Vật Lý 11
* Bài 10 trang 21 SGK Vật Lý 11: Đơn vị nào sau đây là đơn vị đo cường độ điện trường?
A. Niutơn
B. Cu lông
C. Vôn nhân mét.
D. Vôn trên mét.
>> Xem lời giải bài 10 trang 21 SGK Vật Lý 11
* Bài 11 trang 21 SGK Vật Lý 11: Tính cường độ điện trường và vẽ vectơ điện trường mà một điện tích điểm +4.10-8 C gây ra tại một điểm cách nó 5 cm trong chân không.
>> Xem lời giải bài 11 trang 21 SGK Vật Lý 11
* Bài 12 trang 21 SGK Vật Lý 11: Hai điện tích điểm q1 = + 3.10-8 C và q2 = -4.10-8 C được đặt cách nhau 10cm trong chân không. Hãy tìm các điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng không. Tại các điểm đó có điện trường hay không?
>> Xem lời giải bài 12 trang 21 SGK Vật Lý 11
* Bài 13 trang 21 SGK Vật Lý 11: Tại hai điểm A, B cách nhau 5cm trong không khí có hai điện tích điểm q1=+16.10-8 C và q2 = -9.10-8 C [hình 3.3]. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vectơ điện trường tại điểm C nằm cách A 4cm, cách B 3cm.
>> Xem lời giải bài 13 trang 21 SGK Vật Lý 11
Như vậy, với bài viết về Cường độ điện trường, Công thức tính Cường độ Điện trường, Đường sức điện và bài tập ở trên hy vọng hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.