Lý thuyết về công của lực điện – https://thomaygiat.com

CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN

1. Công của lực điện

a) Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong một điện trường đều.

– Đặt điện tích q dương ( q > 0 ) tại một điểm M trong điện trường đều ( Hình 4.1 ), nó sẽ chịu tính năng của một lực điện \ ( \ overrightarrow F = q. \ overrightarrow E \ )- Lực \ ( \ overrightarrow F \ ) là không đổi, có :+ phương song song với những đường sức điện+ khunh hướng từ bản dương sang bản âm+ độ lớn là F = q. E .

b) Công của lực điện trong điện trường đều.

* Điện tích Q. chuyển dời theo đường thẳng MN, làm với những đường sức điện một góc α, với MN = s ( Hình 4.2 )

Ta có công của lực điện :AMN = \ ( \ overrightarrow F. \ overrightarrow s \ ) = F.s.cos αVới F = qE và cosα = d thì :A ­ MN = qEd ( 4.1 )Trong đó α là góc giữa lực \ ( \ overrightarrow F \ ) và độ dời \ ( \ overrightarrow s \ ), d là hình chiếu của độ dời \ ( \ overrightarrow s \ ) trên một đơn vị chức năng đường sức điện .+ Nếu α < 900 thì cosα > 0, do đó d > 0 và AMN > 0 .+ Nếu α > 900 thif cosα < 0, do đó d < 0 và AMN < 0 .Điện tích q vận động và di chuyển theo đường gấp khúc MPN. Tương tự như trên, ta có :AMPN = Fs1. cosα1 + Fs2cosα2Với s1. cosα1 + s2cosα2 = d, ta lại có AMPN = qEdTrong đó, d = MH là khoảng cách của hình chiếu từ điểm đầu đến hình chiếu của điểm cuối của đường đi trên một đường sức điện .

* Kết quả có thể mở rộng cho các trường hợp đường đi từ M đến N là một đường gấp khúc hoặc đường cong.

Như vậy, công của lực điện trong sự vận động và di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N làAMPN = qEd, không nhờ vào vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi .

c) Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì.

Người ta cũng chứng tỏ được rằng công của lực điện trong sự chuyển dời của điện tích q trong điện trường bất kỳ từ M đến N không phụ thuộc vào vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N ( Hình 4.3 ). Đây là một đặc tính chung của trường tĩnh điện .

2. Thế năng cả một điện tích trong điện trường

a) Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

Tương tự như thế năng của một vật trong trọng trường, thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho năng lực sinh công của lực điện khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường .Đối với một điện tích q ( dương ) đặt tại điểm M trong điện trường đều thì công này bằng :A = qEd = WMTrong đó d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm ; WM là thế năng của điện tích q tại điểm M .Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong một điện trường bất kỳ do nhiều điện tích gây ra thì hoàn toàn có thể lấy thế năng bằng công của lực điện khi vận động và di chuyển q từ M ra vô cực ( AM ∞ ). Đó là vì ở vô cực, từ là ở rất xa những điện tích gây ra điện trường, thì điện trường bằng không và lực điện coi như hết năng lực sinh công. Do vậy :WM = AM ∞

b) Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q.

Vì độ lớn của lực điện luôn tỉ lệ thuận với điện tích thử q, do đó thế năng của điện tích tại M cũng tỉ lệ thuận với q :AM ­ = WM ­ = VMq ( 4.3 )VM ­ là một thông số tỉ lệ, không phụ thuộc vào q mà chỉ nhờ vào vào vị trí điểm M trong điện trường .

c) Công của lực điện và độ giảm thế năng.

Khi một điện tích q di chuyển từ một điểm M đến một điểm N trong một điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q đặt trong điện trường. 

AAN = WM – W ­ N ( 4.4 )

Sơ đồ tư duy về công của lực điện

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Nước