Bài giảng Vật lí 11 - Bài 04: Công của lực điện

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 04: Công của lực điện

1. I. CƠNG CỦA LỰC ĐIỆN: 1/ Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều: + + + + + F F E - - - - - Tại sao ? Ta có: F = q.E → F = q.E = khơng đởi - F và E cùng chiều nếu q > 0 - F và E ngược chiều nếu q < 0
2. Xét một điện tích điểm dương q >0 di chuyển từ điểm B đến điểm C trong một điện trường đều. _ a) q di chuyển theo + E C đường thẳng BC A = F.BC.cosa q a H = F.BH B F d = qE.d (Công lực điện = lực điện X hình chiếu của đường đi xuống phương của lực).
3. b) q di chuyển theo đường gãy BDC A = A + A BC BD DC _ + E = F.BD + F.DC.cosb C = F.BD + F.DH q D b = F(BD + DH) B F H d = F.BH = qE.d
4. c) q di chuyển theo đường cong bất kì BMC ABC = ABE + AEF + . . . E _ = F.x + F.x + . . . + 1 2 M G C = F(x1 + x2 + . . .) F x3 E x2 = F.BH B x 1 H = qEd d
5. Kết luận : Công của lực điện làm di chuyển một điện tích từ điểm này đến điểm khác trong điện trường (tĩnh) • tỉ lệ với độ lớn điện tích di chuyển, • không phụ thuộc vào hình dạng đường đi, • chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối. Đơn vị: A = q.E.d • A: J ; q: C • E: V/m ; d: m
6. 2/ Cơng của lực điện trong điện trường đều: + + + M + α d Vẽ E F hình H N - - - Một điện tích q di chuyển theo đoạn thẳng MN ,với d = MH Cơng của lực điện: A = F.S.cosα = F.MN.cosα = qEdthay F = ? Kết quả tương tự nếu q di chuyển theo đường gãy hoMNặc.cosđườαng= ? cong từ M đến N (kể cả điện trường bất kỳ ). Ta luơn có : A =qEd ( J ) d > 0 nếu từ M đến H cùng chiều với đường sức điện và ngược lại. Kết luận : ( sách giáo khoa ) Trường tĩnh điện là một trường thế
7. VẬN DỤNG 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 đợ điện trường là E = 300 V/m, E→ // BC. Tính cơng của lực điện trường khi q di chuyển trên mỡi cạnh của tam giác.
8. II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG: 1/ Khái niệm: Tại điểm M đặt điện tích q, q sẽ di chuyển trong điện trường. Thế năng tại M là WM Thế năng ( sách giáo khoa) + M + + + + - Đới với điện trường đều: WM = A = q.E.d - - - - M - với d là khoảng cách từ điểm M đến bản dương hoặc bản âm ( nơi chọn làm mớc thế năng).
9. II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG: ∞ - Đới với điện trường bất kỳ: WM = A M∞= VM.q hệ sớ tỉ lệ VM, khơng phụ M thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm M
10. 2/ Cơng của lực điện và độ giảm thế năng: Khi q di chuyển từ M đến N trong điện trường N Tại sao có q các biểu thức sau ? M AMN = A M ∞ - A N ∞ = A M ∞ + A ∞ N AMN = WM - WN Kết luận: ( sách giáo khoa ) ( Cơng của lực điện bằng độ giảm thế năng )
11. Câu 5 – trang 25 – sách giáo khoa: Một êlectron di chuyển được đoạn đường 1 cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện trong một điện trường đều có cường độ điện trướng 1.000 V/m. Hỏi cơng của lực điện có giá trị nào sau đây? A. – 1,6. 10-16 J B. + 1,6. 10-16 J C. – 1,6. 10-18 J DD. + 1,6. 10-18 J Xem các câu 6, 7, 8 trang 25 - Sách giáo khoa
12. BÀI 5 I. ĐIỆN THẾ 1. Khái niệm điện thế Giả sử một điện tích +q nằm tại điểm M dịch chuyển ra xa vơ cực M WM phụ thuộc vào q và vị trí điểm M trong điện trường q>0 Điện thế Khơng phụ thuộc vào q chỉ WM VM = phụ thuộc vào vị trí điểm M trong điện q trường V Đặc trưng cho điện trường về phương diện M tạo ra thế năng của điện tích q →điện thế tại M
13. BÀI 5 I. ĐIỆN THẾ 1. Khái niệm điện thế 2. Định nghĩa Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương điện tạo ra thế năng khi đặt tai đó một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của cơng của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vơ cực và độ lớn của q. A V = M M q ( 1) 3. Đơn vị điện thế
14. BÀI 5 4.Đặc điểm của điện thế ▪ q >0 nếu AM∞ >0 thì VM >0; AM∞ 0 thì (V M1 q0 >0, q 0 LựcminhF sinhrằngcơngđiện âmthế nêntại mọiAM∞ điểm có0 →giá VtrịM âm 0 Điện thế tại mọi điểm trong điện trường của một điện tích điểm âm đều cĩ giá trị âm.
15. BÀI 5 II.Hiệu điện thế ( 2) UVVMN=− M N N M V 2. Định nghĩa N VM q>0 Hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N trong điện trường Từ cơng thức ( 1) và (2) biến đặc trưngđổi chotìm cơngtính chất thức gì? liên hệ giữa UMN và AMN
16. BÀI 5 II Hiệu điện thế 2. Định nghĩa A U = MN ( 3 ) MN q NêuHiệu địnhđiện nghĩathế giữa hiệuhai điệnđiểm thếM, giữaN trong haiđiện điểmtrường M, Nđặc trưng cho khả năng sinh cơng của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số của cơng của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển điện tích từ M đến N và độ lớn của q. Đơn vị của hiệu điện thế là: V
17. BÀI 5 II Hiệu điện thế 3.Đo hiệu điện thế Cần Dùng tĩnh điện kế Kim điện kế Vỏ
18. + Đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế + _
19. - + - + - + - + Nới bản âm của tụ điện với vỏ và nới bản dương của tụ với cần, sớ chỉ của kim chỉ hiệu điện thế của tụ điện
20. 2/ Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường đều: Cho q di chuyển từ M đến N trên một đường sức điện. _ + Ta cĩ: AMN = q.UMN E q.E.d với d = MN q AMN = M N UMN = E.d? Cơng U E = thức d ( V/m ) tính Cơng thức trên cĩ áp dụng cho cơng điện trường khơng đều ? AMN ?