Bài tập về công của lực điện trường lớp 11 năm 2024
|
Chào mừng các bạn đến với Izumi.Edu.VN! Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về “Công của lực điện” trong môn vật lí lớp 11. Hãy cùng khám phá nhé! Show Có thể bạn quan tâm
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾTA. Công của lực điện
Trong điện trường, lực điện được biểu diễn bằng công thức $overrightarrow{F} = q.overrightarrow{E}$ Bạn đang xem: Giải các bài toán vật lí lớp 11: Công của lực điện Công của lực điện khi di chuyển điện tích q theo đoạn thẳng MN và vuông góc với đường sức sẽ được tính bằng công thức $A_{MN} = q.E.d$ Trong đó:
Nếu $alpha > 90^{circ}$ thì $A{MN} < 0$. Nếu $alpha < 90^{circ}$ thì $A{MN} > 0$. Kết luận: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là $A_{MN} = q.E.d$, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M điểm cuối N của đường đi.
B. Thế năng của một điện tích trong điện trường
Thế năng của một điện tích trong một điện trường đều có vai trò quan trọng trong việc sinh ra công của điện trường khi điện tích q được đặt tại một điểm xác định. Đối với một điện tích q dương, thế năng tại điểm đặt của nó được tính theo công thức: W = A = q.E.d, trong đó d là khoảng cách từ điểm đặt q đến bản âm. Thế năng tại điểm M đặt điện tích q sinh ra bởi điện trường bất kỳ do nhiều điện tích khác gây ra là công di chuyển q từ M ra vô cực: $W{M} = A{Mrightarrow vô cực}$.
Thế năng tại điểm M được tính theo công thức: $W{M} = A{M} = V_{M}.q$ Trong đó $V_{M}$ là hệ số tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm M trong điện trường (Điện thế).
Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường. $A{MN} = W{M} – W_{N}$. Với những kiến thức về công của lực điện và thế năng của một điện tích trong điện trường, chúng ta có thể áp dụng vào việc giải các bài tập vật lí. Hãy cùng thực hành để củng cố kiến thức nhé! Đến đây là kết thúc bài viết “Giải các bài toán vật lí lớp 11: Công của lực điện” từ Izumi.Edu.VN. Hy vọng rằng bài viết đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về công của lực điện và thế năng của một điện tích trong điện trường. Đừng quên thực hành những bài tập để rèn kỹ năng và áp dụng kiến thức vào thực tế. Mọi thông tin chi tiết vui lòng truy cập Izumi.Edu.VN. Chúc các bạn thành công! Cho điện tích q dịch chuyển giữa hai điểm cố định trong một điện trường đều với cường độ 150V/m thì công của lực điện trường là 60mJ. Nếu cường độ điện trường là 200V/m thì công của lực điện trường dịch chuyển điện tích q giữa hai điểm đó là:
Đáp án: D Phương pháp giải: Công của lực điện : A = qEd Lời giải chi tiết: Công thức : A = q.E.d => A tỉ lệ thuận với E \( \Rightarrow {{{A_1}} \over {{A_2}}} = {{{E_1}} \over {{E_2}}} \Leftrightarrow {{{{60.10}{ - 3}}} \over {{A_2}}} = {{150} \over {200}} \Rightarrow {A_2} = {80.10{ - 3}}J = 80.mJ\) Đáp án - Lời giải Lý thuyết và bài tập bài 3 công của lực điện, hiệu điện thế của chương trình vật lý 11 nâng cao được Kiến Guru biên soạn nhằm giúp các bạn nắm bắt những kiến thức lý thuyết quan trọng của bài này, từ đó vận dụng vào làm những bài tập cụ thể. Đặc biệt, Kiến Guru sẽ hướng dẫn các em làm những bài tập bám sát chương trình SGK lý 11 nâng cao để có thể làm quen và thành thạo những bài tập của phần này. Để làm tốt các dạng bài tập vật lý 11 nâng cao bài 4: Công của lực điện, hiệu điện thế, các em cần nắm vững các lý thuyết dưới đây: 1. Công của lực:- Công của lực tác dụng lên một điện tích sẽ không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích đó mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. - Biểu thức: A = q.E.d Trong đó: d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương đường sức điện 2. Khái niệm hiệu điện thế
AMN=WM-WN
- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó tại một điện tích q, được xác định bằng thương của công lực điện tác dụng lên q khi di chuyển q từ M ra vô cực và độ lớn của q. - Biểu thức: VM=AMq - Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường nếu có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó Biểu thức: UMN=VM-VN=AMN/q - Chú ý: + Điện thế và hiệu điện thế là đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm; + Hiệu điện thế giữa hai điểm M và 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. +Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường sẽ có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp. 3. Liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thếII. Bài tập vật lý 11 nâng cao: Công của lực điện, hiệu điện thếVận dụng các lý thuyết ở trên để giải các bài tập trong bài: Công của lực điện, hiệu điện thế Bài 1/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 22: Mỗi điện tích q chuyển động trong điện trường (đều hay không đều) theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì
Hướng dẫn: Một điện tích q chuyển động trong điện trường (đều hay không đều) theo một đường cong kín tức là điểm đầu và điểm cuối trùng nhau, nên A = 0 Đáp án: D Bài 2/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 22: Chọn phương án đúng. Cho ba điểm M, N, P trong một điện trường đều. MN = 1 cm, NP = 3 cm;UMN=1V;UMP=2V. Gọi cường độ điện trường tại M, N, P là EM, EN, EP
Hướng dẫn: Trong điện trường đều, cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. ⇒EM =EN=EP Đáp án: D Bài 3/ SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một điện tích q chuyển động từ điểm M đến điểm N, từ điểm N đến điểm P như trên hình 4.4 thì công của lực điện trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu ? Giải thích? Hình 4.4 Hướng dẫn: Vì M, N, P nằm trên cùng một đường thẳng vuông góc với đường sức của điện trường đều, nên điện thế của các điểm này bằng nhau VM=VN=VP Lại có: AMN=WM-WN=q.UMN=q.(VM-VN) ANP=WN-WP=q.UNP=q.(VN-VP) ⇒ AMN=ANP=0 Bài 4/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Hai tấm kim loại đặt song song, cách nhau 2cm, được nhiễm điện trái dấu nhau và có độ lớn bằng nhau. Muốn điện tích q = 5.10-10C di chuyển từ tấm này đến tấm kia cần tốn một công A = 2.10-9J. Hãy xác định cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại đó. Cho biết điện trường bên trong hai tấm kim loại đã cho là điện trường đều và có đường sức vuông góc với các tấm. Hướng dẫn: Công của lực điện trường tác dụng lên điện tích q khi di chuyển trong điện trường đều E là: A= q.E.d Cường độ điện trường bên trong hai tấm kim loại: Bài 5/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100V/m. Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 km/s. Hỏi electron chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không? Cho biết khối lượng electron m = 9,1.10-31kg. Hướng dẫn: Công của lực điện trường thực hiện trên electron : A12=F.d=q.F.d Mặt khác, theo định lý động năng: Quãng đường mà electron đi được cho đến khi vận tốc của nó bằng không là: Bài 6/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là UMN = 1V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu? Giải thích ý nghĩa của kết quả tính được. Hướng dẫn: Công của lực điện khi điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N là: Ý nghĩa : Vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm M, N mà khi có một nguồn điện tích âm -1 C di chuyển từ điểm M đến điểm N thì lực điện sẽ thực hiện một công âm là -1 J. Bài 7/SGK Vật lý 11 nâng cao trang 23: Một quả cầu nhỏ khối lượng 3,06. 10-15kg nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Điện tích của quả cầu đó bằng 4,8.10-18C. Hai tấm kim loại cách nhau 2cm. Hãy tính hiệu điện thế đặt vào hai tấm đó. Lấy g = 10m/s2 Hướng dẫn: Để quả cầu nhỏ nằm lơ lửng giữa hai tấm kim loại nhiễm điện trái dấu thì lực điện trường phải cân bằng với mọi trọng lực của quả cầu: Ta có: Đây là tài liệu biên soạn về lý thuyết và bài tập vật lý 11 nâng cao bài 4: Công của lực điện, hiệu điện thế. Hy vọng tài liệu này của Kiến Guru sẽ giúp các em học tập tốt hơn. |
