Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 4: Công của lực điện - Nguyễn Hữu Nghĩa

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ GIỜ LỚP CHÚNG TA 
6. HĐH Unix à Linux 
9:27 PM 
5. HĐH Windows 
Bài giảng 
VẬT LÍ 11 CB 
Giáo viên : Nguyễn Hữu nghĩa 
LỚP 11 3 
TIẾT 6: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
F 
s 
Công (A) của lực F được tính theo công thức nào ? ( Biết rằng lực F không đổi ) 
B 
C 
P 
P 
h 
* Công (A) của trọng lực khi vật rơi tự do tính như thế nào ? 
A = Ph 
s 
* Công (A) của trọng lực khi vật trượt không ma sát từ đỉnh B xuống mặt đất tại C tính như thế nào ? 
-> A = Pscos α 
Mà scos α = h 
A = Ph 
Có nhận xét gì về giá trị tính được trong hai trường hợp trên ? 
-> Giá trị trong hai trường hợp trên là bằng nhau 
Ta cũng chứng minh được khi vật di chuyển theo đường cong B1C thì công của trọng lực trên cũng là : A = Ph 
1 
α 
α 
Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo , mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của quỹ đạo .  
Công của lực hấp dẫn , mà trọng lực là trường hợp riêng , lực đàn hồi đều có tính chất như vậy . Vậy thì công của lực điện trường có tính chất như vậy không ? 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều . 
? Lực điện F được tính như thế nào ? 
? Khi đặt điện tích q tại điểm M trong điện trường đều E thì q sẽ chịu tác dụng của cái gì ? 
? Đặc điểm của lực F như thế nào ? 
-> Lực F: không đổi . 
-> Phương : song song với đường sức điện 
-> Chiều : Từ bản (+) -> (-) khi q>0 
 Từ bản (-) -> (+) khi q<0. 
-> Độ lớn : F = /q/E 
+ + + + + 
- - - - - 
+ 
q 
M 
F 
+ + + + + 
- - - - - 
_ 
q 
M 
F 
-> Điểm đặt : Tại M 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều . 
+ + + + + 
- - - - - 
+ 
q 
M 
F 
+ F: Không đổi 
+ Phương : // đường sức điện 
+ Chiều : Từ bản (+) -> (-) khi q>0 
 Từ bản (-) -> (+) khi q<0 
+ Độ lớn : F =/q/E 
GHI CHÉP 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều . 
2. Công của lực điện trong điện trường đều . 
a. Biểu thức 
+ + + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - 
+ 
M 
F 
α 
s 
N 
E 
q 
Điện tích q>0 di chuyển trong điện trường đều E theo đường thẳng MN=s, hợp các đường sức điện một góc α . 
+ + + + + + + + 
- - - - - - - - 
+ 
M 
F 
α 
s 
N 
H 
d 
E 
q 
Công A MN của lực điện được tính 
 như thế nào ? 
A MN = Fs = Fscos α 
Với F = qE 
và scos α = d 
Vậy A MN = qEd 
Trong đó : d = MH 
M: hình chiếu của điểm đầu , 
H: hình chiếu của điểm cuối đường đi trên một đường sức . 
Chọn chiều (+) cho d cùng chiều với chiều đường sức . 
+ 
Vì q>0 nên F cùng chiều với E -> α vừa là góc giữa F và s, vừa là góc giữa hướng của đường sức và hướng của s. 
+ + + + + + + + 
- - - - - - - - 
+ 
M 
F 
α 
s 
N 
H 
d 
E 
q 
A MN = Fs = Fscos α 
Với F = qE 
và scos α = d 
A MN = qEd 
+ 
+ Nếu α d>0 (d cùng chiều đường sức ) 
 -> A MN >0 
+ Nếu α > 90 0 -> d<0 (d ngược chiều đường sức ) 
 -> A MN <0 
+ + + + + + + + 
- - - - - - - - 
M 
F 
s 
N 
H 
E 
q 
+ 
_ 
d 
Trường hợp q <0 ta cũng chứng minh được : 
 A MN = qEd 
Với quy ước về dấu vẫn như trên . 
α 
+ + + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - 
+ 
M 
F 
s 1 
s 2 
s 
P 
N 
H 
d 
Xét điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN thì A MPN tính như thế nào ? 
E 
Ta có : 
A MPN = Fs 1 cos α 1 + Fs 2 cos α 2 = F(s 1 cos α 1 + s 2 cos α 2 ) 
Với (s 1 cos α 1 + s 2 cos α 2 ) = 
d 
Vậy A MPN = qEd 
1 
Nếu q di chuyển theo đường cong M1N công A M1N sẽ tính như thế nào ? 
A M1N = qEd 
α 1 
α 2 
+ + + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - 
+ 
M 
F 
s 1 
s 2 
s 
P 
N 
H 
d 
E 
1 
Kết luận : 
A MN = A MPN = A M1N = qEd 
-> Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là A MN = qEd , không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi . 
α 1 
α 2 
2. Công của lực điện trong điện trường đều . 
a. Biểu thức 
A = qEd 
Trong đó : d : là hình chiếu của đường đi lên phương đường sức . 
b. Kết luận : Học SGK 
GHI CHÉP 
 Trả lời câu hỏi C1? 
? Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực điện trong trường hợp này với công của trọng lực . 
 Công của trọng lực cũng không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi . 
3. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì 
( Xem SGK) 
+ 
Q 
+ 
M 
N 
q 
Công trong trường hợp này cũng không phụ thuộc hình dạng đường đi MN mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của M và N. Đây là đặc điểm chung của trường tĩnh điện . Trường tĩnh điện là một trương thế . 
Trả lời câu hỏi C2 
+ 
Q 
M 
N 
Công của lực điện bằng bao nhiêu ? 
F 
Ta thấy lực điện luôn vuông góc với đường dịch chuyển 
Vậy công của lực điện A MN = 0 
q 
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 
1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường 
a. Khái niệm 
Thế năng của một điện tích q đặt trong điện trường đặc trưng cho cái gì ? 
Thế năng của một điện tích q đặt trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện trường . 
Lấy số đo thế năng của điện tích trong điện trường là công mà điện trường có thể sinh ra khi cho điện tích di chuyển từ điểm mà ta xét đến điểm mốc để tính thể năng . Điểm mốc là điểm mà lực hết khả năng sinh công . 
Đối với điện trường đều ta chọn mốc thế năng tại bản âm . 
Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều 
thì thế năng W M được tính như thế nào ? 
+ + + + + + + + 
- - - - - - - - 
M 
E 
q 
d 
+ 
W M = A = 
qEd 
Trong đó : 
d : khoảng cách từ M -> bản âm 
1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường 
a. Khái niệm . Học SGK 
b. Biểu thức . 
Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều 
thì thế năng W M = A = qEd 
Với d : khoảng cách từ M -> bản âm . 
- Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường bất kì thì : 
 W M = A M ∞ 
Với A M ∞ : công của điện khi di chuyển q từ M ra vô cực . 
GHI CHÉP 
2. Sự phụ thuộc của thế năng W M vào điện tích q 
Vì F ~ q nên A M ∞ và W M ~ q : 
Hay W M = A M ∞ = V M q 
Với V M là hệ số tỉ lệ . 
GHI CHÉP 
3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường 
Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điên tích q trong điện trường . 
3. Công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường 
Ta có A M ∞ = A MN + A N ∞ 
 -> A MN = A M∞ - A N∞ 
 Vậy A MN = W M - W N 
Trả lời câu hỏi C3 
+ 
Q 
M 
N 
F 
q 
A MN = W M – W N = 0 -> W M = W N 
Vậy thế năng không thay đổi 
TIẾT 6: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN 
 1. Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong điện trường đều . 
 F = qE F là lực không đổi . 
 2. Công của lực điện trong điện trường đều . 
 a.Biểu thức 
 Trong đó : d: là hình chiếu của đường đi lên phương đường sức . 
 b. Kết luận : Học SGK 
II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 
 1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường 
 a.Khái niệm . Học SGK 
 b. Biểu thức . 
 Đối với q>0 đặt tại M trong điện trường đều thì thế năng W M = A = qEd 
 Với d : khoảng cách từ M -> bản âm . 
 2. Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q 
 Vì F ~ q nên A M ∞ và W M ~ q : 
 Hay W M = A M ∞ = V M q 
 Với V M là hệ số tỉ lệ . 
 3. Công của lực và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường 
 A MN = W M - W N 
A = qEd 
Bài 1: Chọn đáp án đúng 
Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì : 
A. Phụ thuộc hình dạng đường đi . 
B. Không phụ thuộc hình dạng đường đi và không phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường . 
C. Không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường . 
D. Cả 3 đều đúng . 
Bài tập vận dụng 
Bài tập vận dụng 
Bài 2: Một điện tích q>0 di chuyển dọc theo nữa đường tròn tâm O bán kính R trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E song song với đường kính MN ( hình vẽ ). Công của lưc điện trường thực hiên lên điên tích q là : 
M 
O 
q 
R 
E 
N 
2qER 
qER 
3qER 
(q/2)ER 
+ 
Bài tập vận dụng 
Bài 2: Một điện tích q>0 di chuyển dọc theo nữa đường tròn tâm O bán kính R trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E song song với đường kính MN ( hình vẽ ). Công của lưc điện trường thực hiên lên điên tích q là : 
M 
O 
q 
R 
E 
N 
2qER 
qER 
3qER 
(q/2)ER 
+ 
Ta có : A MN = A MN = q.E.(MN ) = qE(2R) = 2qER 
Bài 3: Khi một điện tích q di chuyển trong một điện trường từ điểm A có thế năng tĩnh điện W A bằng +2,5J đến một điểm B thì lực điện sinh công A AB bằng +2,5J. Thế năng tĩnh điện của q tai B là W B sẽ bằng : 
-2,5J 
-5J 
+5J 
0 
Ta có : A AB = W A – W B 
-> W B = W A – A AB = 2,5 – 2,5 = 0 
BT 5 SGK/T25 
Một electron 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 đều có E=1000V/m. Hỏi công của lực điện có giá trị nào sau đây ? 
- 1,6.10 -16 J 
+1,6.10 -16 J 
- 1,6.10 -18 J 
+1,6.10 -18 J 
Ta có A = qEd 
Với E = 1000V/m = 10 3 V/m 
 q = 
 d = 
-1,6.10 -19 C 
-1cm = -10 -2 m 
Vậy A = (-1,6.10 -19 ).10 3 .(-10 -2 ) = 
+1,6.10 -18 C 
Học sinh học bài cũ và làm bài tập trong SGK 
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT 
CHÚC QUÝ THẦY CÔ SỨC KHỎE VÀ THÀNH ĐẠT