lý thuyết và bài tập công của lực điện điện thế hiệu điện thế

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CƠNG CỦA
LỰC ĐIỆN. ĐIỆN THẾ. HIỆU ĐIỆN THẾ.

A. TĨM TẮT LÝ THUYẾT
1. Cơng của lực điện trường:
* Đặc điểm: Cơng của lực điện tác dụng lên tác dụng lên một điện tích khơng phụ
thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo
(vì lực điện trường là lực thế).
* Biểu thức:

AMN = qEd

Trong đó, d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện.
Chú ý:
- d > 0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức.
- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức.
2. Liên hệ giữa cơng của lực điện và hiệu thế năng của điện tích
AMN = WM - WN
3. Điện thế. Hiệu điện thế
- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện
trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q.
Cơng thức: VM =

AM
q

- Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng
thực hiện cơng của điện trường khi có 1 điện tích di chuyển giữa 2 điểm đó.
UMN = VM – VN =

AMN

q

Chú ý:
- Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vơ hướng có giá trị dương hoặc âm;
Tuyensinh247.com

1


- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định còn điện
thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc
điện thế.
- Nếu một điện tích dương ban đầu đứng yên, chỉ chòu tác dụng của lực điện
thì nó sẽ có xu hướng di chuyển về nơi có điện thế thấp (chuyển động cùng
chiều điện trường). Ngược lại, lực điện có tác dụng làm cho điện tích âm di
chuyển về nơi có điện thế cao (chuyển động ngược chiều điện trường).
- Trong điện trường, vector cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao
sang nơi có điện thế thấp;
4. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
E=

U
d

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Tính cơng của các lực khi điện tích di chuyển
Phương pháp: sử dụng các cơng thức sau
1. AMN = qEd
Chú ý:
- d >0 khi hình chiếu cùng chiều đường sức.

- d < 0 khi hình chiếu ngược chiều đường sức.
2. AMN = WtM - WtN = WđN - WđM
3. AMN = UMN .q = (VM – VN ).q
Chú ý: Dấu của cơng phụ thuộc vào dấu của q và U và góc hợp bởi chiều chuyển
dời và chiều đường sức.
Dạng 2: Tìm điện thế và hiệu điện thế
Phương pháp: sử dụng các cơng thức sau

Tuyensinh247.com

2


1. Công thức tính điện thế : VM 

AM 
q

Chú ý : Người ta luôn chọn mốc điện thế tại mặt đất và ở vô cùng ( bằng 0 )
2. C«ng thøc hiÖu ®iÖn thÕ:

U MN 

A MN
= VM – VN
q

3. C«ng thøc liªn hÖ gi÷a c-êng ®é ®iÖn tr-êng vµ hiÖu ®iÖn thÕ trong ®iÖn tr-êng
®Òu

E=

U
d

Chú ý: Trong điện trường, vector cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện
thế cao sang nơi có điện thế thấp;
C. BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một
đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J
a Tính cường độ điện trường E
b. Tính công mà lực điện sinh ra khi e di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P
theo phương và chiều nói trên?
c Tính hiệu điện thế UMN; UNP
d. Tính vận tốc của e khi nó tới P. Biết vận tốc của e tại M bằng không.
ĐS: a) 104V/m; b) 6,4.10-18 J ; c) UMN = -60V, UNP = -40V ; d) 5,9.106m/s
Bài 2: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C;
AC = 4cm, BC = 3cm và nằm trong một điện trường đều.
Vecto cường độ điện E trường song song AC,
hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m. Hãy tính:
a) UAC, UCB,UAB.
b) Công của điện trường khi e di chuyển từ A đến B và trên
đường gãy ACB. So sánh và giải thích kết quả.

Tuyensinh247.com

3


B

E



C

A

ĐS: a) UAC = 200V; UBC = 0; UAB = 200V. b) AAB  AACB  3,2.1017 J
Bài 3: ABC là một tam giác vuông góc tại A được đặt trong điện trường đều E
.Biết   ABC  600 , AB E . BC = 6cm,UBC = 120V
a). Tìm UAC,UBA và độ lớn E .
b). Đặt thêm ở C một điện tích q = 9.10-10 C.Tính cường độ điện trường tổng hợp
tại A.
C
E


B

A

GIẢI
a. ABC là ½ tam giác đều, vậy nếu BC = 6cm.
Suy ra: BA = 3cm và AC =

6 3
3 3
2

UBA = UBC = 120V, UAC = 0
E=

U UBA

 4000V / m .
d BA

b. E A  EC  E  EA  E 2C  E 2 = 5000V/m.
Bài 4: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau
2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản là E = 3000V/m. Sát bản mang điện

Tuyensinh247.com

4


dương, ta đặt một hạt mang điện dương có khối lượng m = 4,5.10 -6 g và có điện
tích q = 1,5.10-2 C.tính
a) Công của lực điện trường khi hạt mang điện chuyển động từ bản dương sang
bản âm.
b) Vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản âm.
ĐS: a) A = 0,9J; b) v2 = 2.104m/s

Tuyensinh247.com

5