Công của lực điện trường là gì?
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.
Công thức tính công của lực điện trong điện trường đều
A = F × s × cosα = q × E × s × cosα = qEd
Trong đó:
- A: công của lực điện (J)
- F: lực điện (N)
- E: cường độ điện trường (V/m)
- q: điện tích (C)
- d = s.cosα: quãng đường điện tích dịch chuyển theo phương của đường sức điện.
Thế năng của một điện tích trong điện trường.
Định nghĩa: Thế năng của điện tích đặt tại một điểm trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích tại điểm đó.
Điện trường đều: Chọn mốc thế năng là bản âm thì thế năng WM = A = q.E.d với d là khoảng cách từ M đến bản âm.
Điện trường do nhiều điện tích gây ra: Chọn mốc thế năng ở vô cùng:
Sự phụ thuộc của thế năng WM vào điện tích q
Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường:
WM = AM∞ = VM.q
- Với VM là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí M trong điện trường.
Bạn có thể quan tâm : Công thức tính điện năng tiêu thụ
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 một điện trường thì công mà lực điện trường tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.
AMN = WM – WN
Bài tập ví dụ
Ví dụ 1 : Một điện tích q chuyển động trong điện trường theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A bằng bao nhiêu?
Đáp án
Công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu điểm đầu và điểm cuối lên một đường sức điện. Do đó với một đường cong kín thì điểm đầu và điểm cuối trùng nhau
Đáp án ⇒ A = 0.
Ví dụ 2: Trong một điện trường đều bằng 60000V/m. Tính công của điện trường khi làm dịch chuyển điện tích q0 = 4.10-9C trên đoạn thẳng dài 5 cm. Biết rằng góc giữa phương dịch chuyển và đường sức điện trường là α = 60º.
Đáp án
Công của lực điện trường là
A = qEd = qEs.cosα = 6.10-6 (J)
Xem thêm : Đơn vị tính nhiệt lượng