Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Công của lực điện Vật Lí 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.

Mời các bạn đón xem:

Công của lực điện (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

I. Lý thuyết Công của lực điện

1. Công của lực điện:

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

Đặt điện tích dương q trong điện trường đều, nó sẽ chịu tác dụng của lực điện: F→ = q.E→

- Độ lớn: F = q.E

- Phương: song song với các đường sức điện

- Chiều: từ bản dương sang âm.

⇒ Lực F→ là lực không đổi

• Công của lực điện trong điện trường đều

Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đề từ M đến N là: A = q.E.d

trong đó: d = MH− là độ dài đại số, M là hình chiếu của điểm đầu đường đi, H là hình chiếu của điểm cuối đường đi. Chiều dương của MH− cùng với chiều của điện trường.

⇒ Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng

đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.

⇒ Lực tĩnh điện là lực thế.

⇒ Trường tĩnh điện là trường thế.

2. 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 W_M = 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 W_M vào điện tích q

Thế năng của một điện tích điểm q đặt tại điểm M trong điện trường: W_M = A_M∞ = V_M.q

với V_M là hệ số tỉ lệ không phụ thuộc vào q mà chỉ phụ thuộc vào vị trí 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 trường 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

Kỹ năng giải bài tập

- Áp dụng công thức tính công: A = q.E.d

- Chú ý trong việc xác định d.

   + Nếu vật chuyển động cùng chiều vecto cường độ điện trường thì d > 0.

   + Nếu vật chuyển động ngược chiều vecto cường độ điện trường thì d < 0.

II. Bài tập Công của lực điện

Bài 1: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường E = 100 V/m. Vận tốc ban đầu của electron bằng 300 km/s. Hỏi electron chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không ? Biết khối lượng của electron là 9,1.10^-31kg.

A. 2,6.10^-3m

B. 2,6.10^-4m

C. 2,0.10^-3m

D. 2,0.10^-4m

Đáp án: AKhi e bắt đầu vào trong điện trường thì lực điện trường tác dụng lên e đóng vai trò lực cản. Lúc đầu e có năng lượng Khi electron đi được đoạn đường s và có vận tốc bằng 0 thì công của lực cản là: A_C = q.E.s.Áp dụng định lí động năng:Bài 2: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường từ điểm M đến điểm N không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?

A. Độ lớn của cường độ điện trường

B. Hình dạng đường đi từ điểm M đến điểm N

C. Điện tích q

D. Vị trí của điểm M và điểm N.

Bài 3: Tìm phát biểu sai

A. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường tại điểm đó

B. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường W_M = q.V_M

C. Công của lực điện bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường

D. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường không phụ thuộc điện tích q

Đáp án: DThế năng của một điện tích q tại điểm M trong điện trường:Thế năng tỉ lệ thuận với q. Độ lớn và dấu của thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng.

Bài 4: Một điện tích điểm q = -2.10^-7C di chuyển được đoạn đường 5cm dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ điện trường 5000V/m. Công của lực điện thực hiện trong quá trình di chuyển của điện tích q là

A. -5.10^-5J

B. 5.10^-5J

C. 5.10^-3J

D. -5.10^-3J

Bài 5: Một điện tích điểm q di chuyển trong một điện trường từ điểm C đến điểm D thì lực điện sinh công 1,2J. Nếu thế năng của điện tích q tại D là 0,4J thì thế năng của nó tại C là :

A. -1,6J

B. 1,6J

C. 0,8J

D. -0,8J

Bài 6: 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 dấu. 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.

A. 1,6.10^-18J

B. 2,6.10^-16J

C. -1,6.10^-18J

D. 3,6.10^-18J

Đáp án: ALực điện trường F→ tác dụng lên electron (điện tích âm) có chiều ngược với chiều điện trường do đó electron di chuyển ngược chiều điện trườngÁp dụng định lý động năng cho sự di chuyển của êlectron:Động năng ban đầu tại bản (-) của electron: W_đ(-) = 0 do electron được thả không vận tốc đầu.→ động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương:Bài 7: Một electron bay với động năng 410eV (1eV = 1,6.10^-19J) từ một điểm có điện thế V₁ = 600V theo hướng đường sức điện. Hãy xác định điện thế tại điểm mà ở đó electron dừng lại. Cho q_e = -1,6.10^-19C , m_e = 9,1.10^-31kg?

A. 190V

B. 790V

C. 1100V

D. 250V

Đáp án: AElectron dừng lại khi động năng chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng:

Bài 8: Một điện tích q = 4.10^-8 C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ điện trường E = 100 V/m theo một đường gấp khúc ABC. Đoạn AB dài 20 cm và vectơ độ dời AB làm với các đường sức điện một góc 30⁰. Đoạn BC dài 40 cm và vectơ độ dời BC làm với các đường sức điện một góc 120⁰. Tính công của lực điện.

A. 0,108.10^-6J

B. -0,108.10^-6J

C. 1,492.10^-6J

D. -1,492.10^-6J

Đáp án: BCông của lực điện trường trên đường gấp khúc ABC là

Bài 9: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường có độ lớn bằng 100V/m. Vận tốc ban đầu của electron là 3.10⁵ m/s, khối lượng của electron là 9,1.10^-31kg. Từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi có vận tốc bằng 0 thì electron đã đi được quãng đường

B. 0,256m

C. 5,12m

D. 2,56mm.

Đáp án: DÁp dụng bảo toàn cơ năng trong điện trường đều ta có

Bài 10: Cho điện tích q = +10^-8C dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu một điện điện tích q’ = + 4.10^-9 C dịch chuyển giữa hai điểm đó thì công của lực điện trường khi đó là

A. 20mJ

B. 24mJ

C. 120mJ

D. 240mJ

Đáp án: BTa có công của lực điện: A = qEd.

A. 3.10^-4J

B. -3.10^-4J

C. 3.10^-2J

D. -3.10^-3J

Bài 12: Điện tích điểm q di chuyển trong một điện trường đều có cường độ điện trường 800 V/m theo một đoạn thẳng AB. Đoạn AB dài 12cm và vecto độ dời AB→ hợp với đường sức điện một góc 30º. Biết công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q là -1,33.10^-4J. Điện tích q có giá trị bằng

A. -1.6.10^-6C

B. 1,6.10^-6C

C. -1,4.10^-6C

D. 1,4.10^-6C

Đáp án: A

Bài 13: Một hạt bụi khối lượng 10^-8g mang điện tích 5.10^-5C chuyển động trong điện trường đều theo một đường sức điện từ điểm M đến điểm N thì vật vận tốc tăng từ 2.10⁴m/s đến 3,6.10⁴m/s. Biết đoạn đường MN dài 5cm, cường độ điện trường đều là

A. 2462 V/m

B. 1685 V/m

C. 2175 V/m

D. 1792 V/m.

Đáp án: DTheo định lí biến thiên động năng ta có:

Bài 14: Cho một điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP. 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 A_MN và A_NP của lực điện?

A. A_MN > A_NP

B. A_MN < A_NP

C. A_MN = A_NP

D. Cả 3 trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.

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^-16J     

B. +1,6.10^-16J

C. -1,6.10^-18J     

D. +1,6.10^-18J

Đáp án: CDưới tác dụng của lực điện, êlectron di chuyển dọc theo một đường sức điện nên góc hợp bởi của véctơ đường đi và chiều điện trường E là α = 0^o.Ta có: A =  = q.E.s.cosα (ở đây q = e = -1,6.10^-19 C)→ A = -1,6.10^-19.1000.0,01.cos0º = -1,6.10^-18J

Xem thêm các Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 11 có đáp án hay khác:

Câu 16: 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 một đường sức.

Câu 17: Công của điện trường khác 0 trong khi điện tích dịch chuyển

A. giữa hai điểm khác nhau trên dường thăng cắt các đường sức.

B. trên đường thăng vuông góc với các đường sức trong điện trường đều.

C. hết quỹ đạo là đường cong kín trong điện trường.

D. hết một quỹ đạo tròn trong điện trường.

Câu 18: Chọn phát biểu sai. Công của lực điện trường làm di chuyển điện tích q từ điểm A đến điểm B trong điện trường đều E

A. tỉ lệ với độ lớn điện tích q di chuyển

B. phụ thuộc vào hình dạng đường đi từ A đến B

C. chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm A và điểm B

D. bằng độ giảm của thế năng tĩnh điện của q giữa A và B

Câu 19: Một điện tích q chuyển động trong điện trường không đều theo một đường cong kín. Gọi công của lực điện trong chuyển động đó là A thì

A. A>0 nếu q>0

B. A>0 nếu q<0

C. A=0 trong mọi trường hợp

D. A≠0 còn dấu của A  chưa xác định vì chưa biết chiều chuyển động của q

Câu 20: Chọn phát biểu sai. Điện thế tại điểm M trong điện trường

A. là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt trữ năng lượng

B. là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó

C. được xác định bằng thế năng tĩnh điện của điện tích 1 culong đặt tại điểm đó

D. bằng công của lực điện làm di chuyển một điện tích từ điểm này tới điểm khác trong điện trường

Câu 21: Công của lực điện không phụ thuộc vào :

A. vị trí điểm đầu và điểm cuôỗi đường đi.

B. cường độ của điện trường.

C. hình dạng của đường di.

D. độ lớn điện tích bị dịch chuyền.

Câu 22: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Công của lực điện tác dụng lên một điện tích không phụ thuộc vào dạng đường đi của điện tích mả chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường đi trong điện trường.

B. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường làm dịch chuyển điện tích giữa hai điểm đó.

C. Hiệu diện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tác dụng lực mạnh hay yếu khi đặt điện tích thử tại hai điểm đó.

D. Điện trường tĩnh là một trường thế.

Bài 23: 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 dấu. 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.

A. 1,6.10^-18J

B. 2,6.10^-16J

C. -1,6.10^-18J

D. 3,6.10^-18J

Đáp án: ALực điện trường F→ tác dụng lên electron (điện tích âm) có chiều ngược với chiều điện trường do đó electron di chuyển ngược chiều điện trườngÁp dụng định lý động năng cho sự di chuyển của êlectron:Động năng ban đầu tại bản (-) của electron: W_đ(-) = 0 do electron được thả không vận tốc đầu.→ động năng của êlectron khi nó đến đập vào bản dương:Bài 24: Một electron bay với động năng 410eV (1eV = 1,6.10^-19J) từ một điểm có điện thế V₁ = 600V theo hướng đường sức điện. Hãy xác định điện thế tại điểm mà ở đó electron dừng lại. Cho q_e = -1,6.10^-19C , m_e = 9,1.10^-31kg?A. 190VB. 790VC. 1100VD. 250V

Đáp án: AElectron dừng lại khi động năng chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng:Bài 25: Một điện tích q = 4.10^-8 C di chuyển trong một điện trường đều có cường độ điện trường E = 100 V/m theo một đường gấp khúc ABC. Đoạn AB dài 20 cm và vectơ độ dời AB làm với các đường sức điện một góc 30⁰. Đoạn BC dài 40 cm và vectơ độ dời BC làm với các đường sức điện một góc 120⁰. Tính công của lực điện.A. 0,108.10^-6JB. -0,108.10^-6JC. 1,492.10^-6JD. -1,492.10^-6J

Đáp án: BCông của lực điện trường trên đường gấp khúc ABC là

Bài 26: Một electron chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều. Cường độ điện trường có độ lớn bằng 100V/m. Vận tốc ban đầu của electron là 3.10⁵ m/s, khối lượng của electron là 9,1.10^-31kg. Từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi có vận tốc bằng 0 thì electron đã đi được quãng đường

A. 5,12mmB. 0,256mC. 5,12mD. 2,56mm.

Đáp án: DÁp dụng bảo toàn cơ năng trong điện trường đều ta có

Bài 27: Cho điện tích q = +10^-8C dịch chuyển giữa 2 điểm cố định trong một điện trường đều thì công của lực điện trường là 60 mJ. Nếu một điện điện tích q’ = + 4.10^-9 C dịch chuyển giữa hai điểm đó thì công của lực điện trường khi đó làA. 20mJB. 24mJC. 120mJD. 240mJ

Đáp án: BTa có công của lực điện: A = qEd.

Bài 28: Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q trong điện trường từ điểm M đến điểm N không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?A. Độ lớn của cường độ điện trườngB. Hình dạng đường đi từ điểm M đến điểm NC. Điện tích qD. Vị trí của điểm M và điểm N.

Đáp án: BCông của lực điện tác dụng lên điện tích không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của điện tích mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường, do đó người ta nói điện trường tĩnh là một trường thế.Bài 29: Tìm phát biểu saiA. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường tại điểm đóB. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường W_M = q.V_MC. Công của lực điện bằng độ giảm thế năng của điện tích trong điện trườngD. Thế năng của điện tích q đặt tại điểm M trong điện trường không phụ thuộc điện tích q

Đáp án: DThế năng của một điện tích q tại điểm M trong điện trường:Thế năng tỉ lệ thuận với q. Độ lớn và dấu của thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năngBài 30: Một điện tích điểm q = -2.10^-7C di chuyển được đoạn đường 5cm dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ điện trường 5000V/m. Công của lực điện thực hiện trong quá trình di chuyển của điện tích q làA. -5.10^-5JB. 5.10^-5JC. 5.10^-3JD. -5.10^-3J

Đáp án: A Ta có: A = qEd, q là điện tích âm, q di chuyển được đoạn đường 5cm dọc theo một đường sức điện nên d = 0,05m (d > 0)⇒ A = -2.10^-7.5000.0,05 = -5.10^-5J.Bài 31: Một điện tích điểm q di chuyển trong một điện trường từ điểm C đến điểm D thì lực điện sinh công 1,2J. Nếu thế năng của điện tích q tại D là 0,4J thì thế năng của nó tại C là :A. -1,6JB. 1,6JC. 0,8JD. -0,8J

Đáp án: BTa có: A_CD = W_C - W_D → W_C = A_CD + W_D = 1,6JBài 32: Điện tích điểm q = -3.10^-6C di chuyển được đoạn đường 2,5cm dọc theo một đường sức điện nhưng ngược chiều của đường sức trong một điện trường đều có cường độ điện trường 4000 V/m. Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q làA. 3.10^-4JB. -3.10^-4JC. 3.10^-2JD. -3.10^-3J

Đáp án: AA = q.E.d. Ở đây q là điện tích âm, q di chuyển được đoạn đường 5cm dọc theo một đường sức điện nhưng ngược chiều đường sức nên d < 0, d = -0,025m.Suy ra: A = -3.10^-6.4000.(-0,025) = 3.10^-4JBài 33: Điện tích điểm q di chuyển trong một điện trường đều có cường độ điện trường 800 V/m theo một đoạn thẳng AB. Đoạn AB dài 12cm và vecto độ dời AB→ hợp với đường sức điện một góc 30º. Biết công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích q là -1,33.10^-4J. Điện tích q có giá trị bằngA. -1.6.10^-6CB. 1,6.10^-6CC. -1,4.10^-6CD. 1,4.10^-6C

Đáp án: A

Bài 34: Cho một điện tích thử q di chuyển trong một điện trường đều dọc theo hai đoạn thẳng MN và NP. 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 A_MN và A_NP của lực điện?A. A_MN > A_NPB. A_MN < A_NPC. A_MN = A_NPD. Cả 3 trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.

Đáp án: DCông của lực điện tác dụng nên điện tích q khi di chuyển trên các đoạn thẳng MN và NP được xác định bởi công thức:A_MN = q.E.MN.cosα_MN; A_NP = q.E.NP.cosα_NPTrong đó A_MN > 0; A_NP > 0; q > 0; MN > NP.Nhưng vì không xác định được cosα_MN lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng cosα_NP và hàm cos có thể nhận giá trị trong khoảng [-1; 1] nên A_MN có thể lớn hơn, nhỏ hơn, hay bằng A_NP tùy theo giá trị của cosα_MN và cosα_NP.Bài 35: 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^-16J     B. +1,6.10^-16JC. -1,6.10^-18J     D. +1,6.10^-18J

Đáp án: CDưới tác dụng của lực điện, êlectron di chuyển dọc theo một đường sức điện nên góc hợp bởi của véctơ đường đi và chiều điện trường E là α = 0^o.Ta có: A =  = q.E.s.cosα (ở đây q = e = -1,6.10^-19 C)→ A = -1,6.10^-19.1000.0,01.cos0º = -1,6.10^-18J