Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 19: Thế năng điện

Hình 19.1. Chuyển động của điện tích dương q từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều

- Công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến điểm N trong điện trường đều bằng qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và vị trí điểm cuối N của độ dịch chuyển trong điện trường.

A_MN = qEd

Trong đó: d là độ dài đại số của đoạn MM', là hình chiếu của đoạn MN trên một đường sức điện

- Công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và vị trí của điểm cuối N của độ dịch chuyển.

- Lực điện được coi là lực thế.

1.2.1. Thế năng của một điện tích trong điện trường đều

- Bản cực mang điện âm thường được chọn làm mốc tính thế năng. Với điện trường của một điện tích hoặc của một hệ điện tích bất kì, người ta thường chọn điểm mốc thế năng ở vô cực, vì ở đó điện trường và lực điện trường đều bằng không.

- Thế năng của điện tích trong điện trường còn được gọi là thế năng điện. Thế năng của một điện tích q trong điện trường đều đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường đều khi đặt điện tích q tại điểm đang xét.

- Thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường đều bằng công của lực điện có thể sinh ra khi điện tích q di chuyển từ điểm M tới điểm mốc để tính thế năng:

W_M = qEd

Trong đó d là khoảng cách từ M đến bản cực âm, W_M là thế năng điện của điện tích q tại điểm M.

1.2.2. Thế năng của một điện tích trong điện trường bất kì

- Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm đang xét.

- Khi chọn mốc thế năng tại vô cực, thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường bằng công của lực điện trong dịch chuyển của điện tích q từ điểm M tới vô cực:

W_M = A_M∞

- Độ lớn của lực điện tỉ lệ thuận với điện tích q nên thế năng tại điểm M cũng tỉ lệ với điện tích q:

W_M = V_Mq

Hệ số tỉ lệ V_M = V không phụ thuộc vào điện tích q mà chỉ phụ thuộc vào điện trường và vị trí của điểm M.

Bài tập 1: Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho

A. khả năng tác dụng lực của điện trường.

B. phương chiều của cường độ điện trường.

C. khả năng sinh công của điện trường.

D. độ lớn nhỏ của vùng không gian có điện trường.

Hướng dẫn giải:

Thế năng của điện tích trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường.

Bài tập 2: Tính công của lực điện trường dịch chuyển một điện tích 5.10-6 C dọc theo chiều một đường sức trong một điện trường đều 1000 V/m trên quãng đường dài 0,5m.

Hướng dẫn giải:

A = qEd = qEscosα

= 5.10^-6.1000.0,5.cos0⁰ = 2,5.10^-3 J. 

Học xong bài này các em cần biết:

- Đặc điểm của công của lực điện

- Xác định được thế năng của một điện tích trong điện trường

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 19 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Phát biểu nào sau đây không phải đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt trong điện trường đều là:

  • A. Điểm đặt tại điện tích điểm.
  • B. Phương song song với các đường sức từ.
  • C. Ngược chiều với \(\overrightarrow E \) .
  • D. Độ lớn F = qE.

• Câu 2:

  Biểu thức tính công của lực điện trong điện trường đều là:

  • A. A = qE.
  • B. A = qEd.
  • C. A = qd.
  • D. A = Fd.

• Câu 3:

  Công của lực điện không phụ thuộc vào

  • A. cường độ của điện trường.
  • B. hình dạng của đường đi.
  • C. độ lớn điện tích bị dịch chuyển.
  • D. vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi.

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 19 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Khởi động trang 76 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT

Hoạt động trang 77 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT

Giải Câu hỏi 1 trang 78 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT

Giải Câu hỏi 2 trang 78 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!