Công thức tính công của lực điện và bài tập có lời giải chuẩn 100% – Thủ Thuật

Công thức tính công của lực điện

a) Đặc điểm của lực điện tác dụng lên một điện tích đặt trong một điện trường đều.

 Đặt điện tích q dương tại một điểm M trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện F^→ = qE^→ . Lực ^F→ là lực không đổi, có phương song song với các đường sức điện và chiều hướng từ bản dương sang bản âm, độ lớn bằng qE

b) Công thức tính công của lực điện trong điện trường đều

Điện tích Q di chuyển theo đường thẳng MN làm với các đường sức điện một góc α với MN = s.

Ta có công thức tính công của lực điện: A_MN=qEd

Trong đó:

• A: là công của lực điện (J).
• q: độ lớn của điện tích (C).
• E: độ lớn của cượng độ điện trường tại điểm đang xét (V/m).
• d: Độ dài hình chiếu của vevto cường độ điện trường lên một đường sức (m).

Hoặc A_MN = F^→.s^→ = F.s.cosα

Trong đó α là góc giữa lực F^→ và độ dời s^→, d là hình chiếu của độ dời s trên một đơn vị đường sức điện.

• Nếu α < 90 thì cosα >0, do đó d > 0 và A_MN > 0.
• Nếu α > 90 thif cosα < 0, do đó d < 0 và A_MN < 0.

Điện tích q di chuyển theo đường gấp khúc MPN. Tương tự như trên, ta có:

A_MPN = Fs₁.cosα₁ + Fs₂cosα₂

Với s₁.cosα₁ + s₂cosα₂ = d, ta lại có AMPN = qEd

Trong đó, d = MH là khoảng cách của hình chiếu từ điểm đầu đến hình chiếu của điểm cuối của đường đi trên một đường sức điện.

Kết quả có thể mở rộng cho các trường hợp đường đi từ M đến N là một đường gấp khúc hoặc đường cong.

Như vậy, công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là A_MPN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.

c) Công của lực điện trường trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường bất kì.

Người ta cũng chứng minh được rằng công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường bất kì từ M đến N không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N (Hình 4.3). Đây là một đặc tính chung của trường tĩnh điện.

Tham khảo thêm:

Bài tập ứng dụng công của lực dòng điện

Ví dụ 1: Công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd, trong đó d là:

A. khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối.

B. khoảng cách giữa hình chiếu điểm đầu và hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

C. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

D. độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức.

Lời giải

Chọn đáp án C.

Bởi công thức xác định công của lực điện trường làm dịch chuyển điện tích q trong điện trường đều E là A = qEd trong đó d là độ dài đại số của đoạn từ hình chiếu điểm đầu đến hình chiếu điểm cuối lên một đường sức, tính theo chiều đường sức điện.

Ví dụ 2: Công của lực điện tác dụng lên một điện tích điểm q khi nó di chuyển từ M đến N trong điện trường

A. tỉ lệ thuận với chiều dài đường đi MN.

B. tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q.

C. tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động

D. tỉ lệ nghịch với chiều dài đường đi.

Lời giải

Chọn B.

Ta có A = qEd ⇒ A tỉ lệ thuận với độ lớn điện tích q. Chú ý: d là khoảng cách giữa hai điểm M,N; nó chỉ là chiều dài đường đi MN khi điện tích di chuyển dọc theo đường sức.

Ví dụ 3: Điện tích q = 10⁻⁸C di chuyển dọc theo các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10 cm trong điện trường đều cường độ điện trường E = 300 V/m, E^→//BC . Tính công của lực điện trường khi q di chuyển trên mỗi cạnh của tam giác.

Công của lực điện trường khi di chuyển trên các cạnh là:

Ví dụ 4: Một electron bay từ điểm M đến điểm N trong một điện trường, giữa hai điểm có hiệu điện thế U_MN = 100V. Công mà lực điện trường sinh ra bằng?

Lời giải

A_MN = e.U_MN = -1,6.10^-19.100

Ví dụ 5: Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là U_MN = 1 V. Một điện tích q = -1 C di chuyển từ M đến N thì công của lực điện bằng bao nhiêu. Giải thích về kết quả tính được.

Lời giải

Công điện trường làm di chuyển điện tích q từ M đến N là: A = qU_MN = – 1 (J)

Dấu ( – ) nói lên công của lực điện là công cản, do đó để di chuyển điện tích q từ M đến N thì cần phải cung cấp một công A = 1 J.

Sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi các bạn có thể nhớ được công thức tính công của lực điện để áp dụng vào làm bài tập nhanh chóng và chính xác nhé