Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 4: Công của lực điện trường. Hiệu điện thế

I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Xét công của lực điện trường tác dụng lên một điện tích chuyển động trong điện trường đều , chẳng hạn điện trường bên trong hai tấm kim loại song song nhiễm điện trái dấu . 
q > 0 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Ta giả sử đường đi của điện tích q là đọan đường cong MN và lực điện trường tác dụng lên q > 0 có chiều hướng từ cực dương sang cực âm . 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Ta vẽ trục Ox có chiều trùng với chiều của đường sức . 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
M' 
N' 
R' 
P' 
Q' 
S' 
  Chia MN thành nhiều đọan nhỏ . 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
a 
  Khi đó công của lực điện trường tác dụng lên q bằng tổng các công trên các đọan nhỏ đó . 
M' 
N' 
R' 
P' 
Q' 
S' 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Công của lực điện trường trên một đọan nhỏ PQ : 
a 
P' 
Q' 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Công của lực điện trường trên toàn đoạn MN bằng : 
a 
M' 
N' 
R' 
P' 
Q' 
S' 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
  Kết luận : 
 d= M’N’ ; M’, N’ là hình chiếu của hai điểm M, N lên trục Ox. 
M' 
N' 
I. CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG 
M' 
N' 
 Công của lực điện trường tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường đi trong điện trường . 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
1) Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích : 
 Công của trọng lực và của các lực điện trường cùng có chung một đặc tính là không phụ thuộc dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối của đường đi . Công của trong lực được biểu diễn qua hiệu thế năng tại vị trí đầu và cuối đường đi của vật đó . 
 Nhắc lại 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
1) Công của lực điện và hiệu thế năng của điện tích : 
 Tương tự , ta cũng biểu diễn công của lực điện trường khi điện tích q di chuyển từ điyểm M đến điểm N qua hiệu thế năng của điện tích q tại hai điểm đó . 
	 A MN = W M - W N 
 W M , W N là thế năng của điện tích q tai M, N. 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
2) Hiệu điện thế , điện thế : 
 Thế năng của vật trong trọng trường tỉ lệ với khối lượng m của vật . Tương tự , ta cũng có thể coi thế năng của điện tích q tỉ lệ với điện tích q, nghĩa là có thể viết W M = qV M , W N = qV N , trong đó V M , V N là các đại lượng không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc điện trường . 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
Ta có thể viết A MN dưới dạng sau : 
 A MN = q(V M – V N ) (1) 
 V M , V N được gọi là điện thế tại các điểm M, N tương ứng , còn (V M – V N ) là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N ( đôi khi cũng được gọi là điện áp giữa hai điểm M, N). 
Từ (1) ta rút ra hệ thức định nghĩa hiệu điện thế 
2) Hiệu điện thế , điện thế : 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
 Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó . 
2) Hiệu điện thế , điện thế : 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
 Trong hệ SI, đơn vị điện thế và hiệu điện thế là vôn kí hiệu là V. Vậy vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N mà khi có một điện tích dương 1C di chuyển từ điểm M đến điểm N thì lực điện trường sẽ thực hiện một công dương là 1J. 
2) Hiệu điện thế , điện thế : 
II. KHÁI NIỆM HIỆU ĐIỆN THẾ 
 Để đo hiệu điện thế giữa hai vật , người ta dùng tĩnh điện kế . 
2) Hiệu điện thế , điện thế : 
III. LIÊN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ 
 Công thức biểu thị mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế đối với điện trường đều 
 Trong trường hợp không cần để ý dấu của các đại lượng thì ta có thể viết : 
 d : là khoảng cách hình học giữa hai điểm M’, N’. 
1.Một điện tích q chuyển động trong điện trường đều hay khơng đều theo một đường cong kín . Gọi cơn của lực điện trong chuyển động đĩ là A thì 
A>0 nếu q>0 
A>0 nếu q<0 
A khác 0 nếu điện trường khơng đều 
A = 0 
2. Cho 3 điểm M ,N ,P trong 1 điệ trường đều ,MN =1 cm ,NP =3 cm ,UMN= 1 V UMP=2V.Gọi cường độ điện trường tại M ,N ,P là EM ,EN ,EP 
 A.EN > EM 
 B.EP = 2EN 
 C.EP = 3EN 
 D.EP = EN 
 3.Với điện trường như thế nào thì cĩ thể viết hệ thức U = E.d ? 
 A. Điện trường của điện tích dương 
 B.Điện trường của điện tích âm 
 C.Điện trường đều và khơng xét dấu 
 D. Điện trường khơng đều 
4. Hai tấm kim lọai song song ,cách nhau 2cm và được nhiễm điện trái dấu nhau .Muốn làm cho điện tích q = 5.10-10 C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một cơng A =2.10-9 J. Xác định cường độ điện trường bên trong tấm kim lọai đĩ ? Cho biết điện trường bên trong 2 tấm kim lọai đã cho là điện trường đều và cĩ đường sức vuơng gĩc với các tấm 
 A.E = 100 V/m 
 B.E = 200 V/m 
 C.E = 300 V/m 
 D.E = 400 V/m 
 5. Cơng của lực điện trường làm di chuyển một điện tích giữa 2 điểm cĩ U =200 V là A= 1J. Tính độ lớn của điện tích đĩ ? 
 A.q = 2.103 C 
 B.q = 4.10-2 C 
 C.q = 5.10-3 C 
 D.q = 5.10-4 C 
6.Một hạt bụi cĩ m=3,6.10 -15 kg nằm lơ lửng giữa 2 tấm kim lọai song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu .điện tích của nĩ bằng 4,8.10 -18 C. Hai tấm kim lọai cách nhau 2 cm . Hỏi hiệu điện thế đặt vào 2 tấm ? ( g= 10 m/s 2 ) 
A. U= 25 V 
B. U= 50 V 
C. U = 75 V 
D. U = 150 V