KĐ
Chúng ta đã biết, có sự tương tự giữa chuyển động của một điện tích q trong điện trưởng đều với chuyển động của một vật khối lượng m trong trường trọng lực. Như vậy thì điện tích q trong điện trường có tồn tại thế năng tương tự như vật khối lượng m trong trọng trường không?
Phương pháp giải:
Dựa vào nội dung kiến thức đã học của những bài trước để trả lời.
Lời giải chi tiết:
Điện tích q trong điện trường có tồn tại thế năng tương tự như vật khối lượng m trong trọng trường. Thế năng của điện tích q trong điện trường đều đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường đều khi đặt điện tích q tại điểm đang xét.
HĐ
Một điện tích dương q được đặt tại điểm M trong điện trường đều của một tụ điện có độ lớn của cường độ điện trường là E (Hình 19.2).
1. Chứng minh rằng công mà điện trường đều của tụ điện có thể sinh ra khi dịch chuyển diện tích dương q từ điểm M tới bản cực âm là A = qEd.
2. Hãy nhận xét về công A khi ta thay q bằng một điện tích âm.
Phương pháp giải:
Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời.
Lời giải chi tiết:
1. Công điện trường đều của tụ điện có thể sinh ra khi dịch chuyển điện tích dương q từ điểm M tới bản cực âm
A = F.d mà F = E.q ⇒ A = E.q.d
2. Với q < 0 thì lúc này công sẽ ngược chiều so với cường độ điện trường
CH
1. Chứng tỏ rằng, công của lực điện trong sự dịch chuyển của điện tích q từ điểm M đến điểm N sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường. Hãy mở rộng cho trường hợp M ở xa vô cùng
2. Trong điện trường bất kì, khi chọn mốc là ở xa vô cùng, có trường hợp mà số đo thế năng sẽ có giá trị âm hay không? Hãy vẽ hình minh họa
Phương pháp giải:
Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời.
Lời giải chi tiết:
1.
Thế năng của điện tích q tại điểm M trong điện trường đều bằng công của lực điện có thể sinh ra khi điện tích q di chuyển từ điểm M tới mốc tính thế năng WM = qEd1 = AM (d1 là khoảng cách từ M đến bản cực âm)
Thế năng của điện tích q tại điểm N: WN = qEd2 =AN (d2 là khoảng cách từ N đến bản cực âm)
⇒AMN = AM - AN = WM - WN
Đối với trường hợp điện tích dương q đặt tại điểm M nằm trong môi trường điện bất kì thì thế năng có thể bằng công của lực điện khi di chuyển điện tích q từ điểm M ra vô cực. Vì ở vô cực khoảng cách rất xa nên điện trường bằng không và lực điện hết khả năng sinh công. Do đó: WM = AM∞
2.
Khi chọn mốc là ở xa vô cùng, trường hợp có số đo thế năng âm khi điện tích q âm tại điểm M trong điện trường bị dịch chuyển tới vô cực.
AM∞ = WM = −q.E.d
Trong trường hợp này điện tích sẽ hướng lên bản dương ngược với chiều của cường độ điện trường.