Lý thuyết Thế năng điện - Vật Lí 11 Kết nối tri thức

BÀI 19: THẾ NĂNG ĐIỆN

I. Công của lực điện

- Điện tích dương q di chuyển trong điện trường đều từ điểm M đến điểm N sẽ chịu tác dụng của lực điện không đổi (theo Hình 19.1).

- Để tính công của lực điện trong dịch chuyển này, có thể xét chuyển động theo các quỹ đạo khác nhau. 

- Công của lực điện làm di chuyển của điện tích q từ M đến N trong điện trường đều bằng qEh, 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 độ dịch chuyển trong 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 trường làm di chuyển điện tích q từ M đến N không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí M và N của độ dịch chuyển trong trường (với mọi loại trường điện).

- Công của lực điện làm di chuyển điện tích q từ M đến N tỉ lệ thuận với điện tích q vì lực điện cũng tỉ lệ thuận với điện tích.

II. Thế năng của một điện tích trong điện trường

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

- Thế năng của điện tích q trong điện trường đều đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường đều tại điểm ta xét.

- Thế năng của một điện tích trong điện trường đều (còn gọi là thế năng điện) được tính bằng công của lực điện có thể sinh ra khi điện tích di chuyển từ điểm ta xét tới điểm mốc, thường là bản cực âm của tụ điện.

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

- Số đo thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường đều bằng công của lực điện sinh ra khi điện tích q di chuyển từ M tới điểm mốc:

- W_м = qEd trong đó d là khoảng cách từ M đến bản cực âm, W là thế năng điện của điện tích q tại M điểm M.

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 (tương tự như trường hợp điện trường đều).

- Số đo thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường 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 (mốc thường chọn là vô cực).

- Khi chọn mốc thế năng tại vô cực, số đo 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_м = AM_∞

- Thế năng tại điểm M tỉ lệ với điện tích q, và có thể tính bằng W_м = V_мq, trong đó hệ số tỉ lệ V phụ thuộc vào điện trường và vị trí của điểm M.

Sơ đồ tư duy về “Thế năng điện”