Bài 4: Công của lực điện

Công của lực điện

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

Đặt một điện tích q dương (q>0) tại một điểm M trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của một lực điện \( \vec{F}= q\vec{E}\).
Lực \(\vec{F} \) là lực không đổi, có phương song song với các đường sức điện, chiều hướng từ bản dương sang bản âm, độ lớn bằng \(qE \).
.

Công của lực điện trong điện trường đều

Biểu thức

Điện tích q dương di chuyển theo đường thẳng MN, làm với các đường sức điện một góc \( \alpha \), với MN = s (Hình 4.2)
Ta có công của lực điện: \( A_{MN}=\vec{F}.\vec{s}=Fscos\alpha \) với \( F=qE\) và \( scos\alpha =d \) thì:
\( A_{MN}=qEd\)
Trong đó: d là hình chiếu của quỹ đạo lên phương của đường sức điện:
- Nếu \( \alpha \) < 90⁰thì d > 0 => \( A_{MN}\) > 0
- Nếu \( \alpha \) > 90⁰ thì d < 0 => \( A_{MN} \) <0.

Phát biểu

Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là \( \boldsymbol{A_{MN}=qEd} \), 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.

Thế năng của một điện tích trong điện trường

Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

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 mà ta xét trong điện trường.
Đối với một điện tích q (dương) đặt tại điểm M trong điện trường đều:
\( A=qEd=W_{M} \)
Trong đó:
- d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm;
- \( W_{M} \) là thế năng của điện tích q tại M.
Đối với một điện tích q (dương) đặt tại điểm M trong điện trường bất kì: \( W_{M}=A_{M}\infty \)

Sự phụ thuộc của thế năng vào điện tích

Thế năng của điện tích tại M cũng tỉ lệ thuận với q: \( W_{M}=A_{M}\infty = V_{M}q\)
Trong đó: \( V_{M} \) là một hệ số tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M trong điện trường.

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 tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

\( A_{MN}=W_{M}-W_{N}\)

Mở rộng

Thế năng của một điện tích điểm q tại điểm M trong điện trường bằng công của lực điện khi di chuyển điện tích từ M đến vị trí mà điện trường hết khả năng sinh công.