Học tốt Vật lí 11 bài 4: Công của lực điện

Thứ tư - 17/07/2019 04:06

Hướng dẫn giải bài tập Vật lí 11 bài 4: Công của lực điện

A/ TRẢ LỜI CÂU HỎI C1, C2, C3 SGK VẬT LÝ 11 BÀI 4
C1 trang 23 sgk: Hãy nêu sự tương tự giữa công của lực tĩnh điện làm di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường với công của trọng lực.
Trả lời:
- Công của lực điện và công của trọng lực đều không phụ thuộc hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối đường đi trong điện trường.

C2 trang 23 sgk: Cho một điện tích điểm Q nằm tại tâm của một vòng tròn. Khi di chuyển một điện tích thử q dọc theo cung MN của vòng tròn đó thì công của lực điện sẽ bằng bao nhiêu?

Trả lời:
Ta chia đoạn MN thành nhiều đoạn nhỏ ΔS₁, ΔS₂...
Công của lực điện trên mỗi đoạn nhỏ là:
A =

. Δ

= F.ΔS.cos 90^o = 0
Vậy khi q chuyển dọc theo cung MN của vòng tròn thì công của lực điện = 0

C3 trang 24 sgk: Thế năng của điện tích thử q trong điện trường của điện tích điểm Q nêu ở câu C2 sẽ thay đổi thế nào khi q di chuyển dọc theo cung MN?
Trả lời:
Khi q di chuyển dọc theo cung MN thì công của lực điện A_MN = 0
Mà A_MN = W_M - W_N = 0
suy ra W_M = W_N.
Vậy thế năng không thay đổi.

B/ TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 11 BÀI 4 TRANG 25
1. Viết công thức tính công của lực điện trong sự di chuyển của một điện tích trong một điện trường đều.
Trả lời:
A_MN = q.E.d
Trong đó:
q: điện tích di chuyển . có thể dương hay âm (C);
E: cường độ điện trường đều (V/m);
d: khoảng cách giữa hình chiếu của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi trên một đường sức điện;
* d>0 nếu hình chiếu cùng chiều đường sức điện;
* d<0 nếu hình chiếu ngược chiều đường sức điện.

2. Nêu đặc điểm của công của lực điện tác dụng lên điện tích thử q khi cho q di chuyển trong điện trường.
Trả lời:
Công của lực điện tác dụng nên điện tích thử q khi q di chuyển trong một điện trường có đặc điểm là không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối đường đi trong điện trường đều.

3. Thế năng của một điện tích q trong một điện trường phụ thuộc vào q như thế nào?
Trả lời:
V_M = V_M.q
Thế năng tỉ lệ thuận với q . Độ lớn và dấu của thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng.

4. Cho một điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP và lực điện sinh công dương. Biết rằng lực điện sinh công dương và MN dài hơn NP. Hỏi kết quả nào sau đây là đúng, khi so sánh các công AMN và ANP của lực điện?
A. A_MN > A_NP.
B. A_MN < A_NP.
C. A_MN = A_NP.
D. Cả ba trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.
Đáp án: D
Vì công của lực điện A = q.e.d không phụ thuộc vào độ dài của MN và NP mà chỉ phụ thuộc vào hình chiếu của độ dời xuống đường sức điện.

5. Chọn đáp số đúng.
Một êlectron di chuyển được đoạn đường 1cm, dọc theo một đường sức điện, dưới tác dụng của lực điện, trong một điện trường đều có cường độ điện trường 1000 V/m. Hỏi công của lực điện là bao nhiêu?
A. -1,6.10^-16 J
B. +1,6.10^-16 J
C. -1,6.10^-18J
D. +1,6.10^-18J
Giải:
Dưới tác dụng của lực điện êlectron di chuyển ngược chiều điện trường (tức ngược chiều đường sức điện)
A = q.e.d = + 1,6.10^-19.1000.10^-2 = 1,6.10^-18 J

6. Cho một điện tích di chuyển trong một điện trường dọc theo một đường cong kín, xuất phát từ điểm M rồi trở lại điểm M. Công của lực điện bằng bao nhiêu?
Trả lời:

A = q.e.d
Vì hình chiếu của độ dời xuống đường sức d = 0

7. Một êlectron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dâu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương.
Giải:

Lực điện tác dụng lên electron
F = |q|.E
Gia tốc: a =

Gọi V là vận tốc của êlectron khi dập vào bản dương

là khoảng cách giữa hai bản
Ta áp dụng công thức: v² = 2a

= 2.

Động năng của êlectron khi dập vào bản dương
W_đ =

mv² =

m.2.

= q.E.

= 1,6.10^-18 (J)
Đáp số: W_đ = 1,6.10^-18 (J)

18. Cho một điện tích dương Q đặt tại điểm O. Đặt một điện tích âm tại một điểm M. Chứng minh rằng thế năng của q ở M có giá trị âm.
Giải:

W_M =