BÀI 19. THẾ NĂNG ĐIỆN

II. THẾ NĂNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Bài 1: 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 điện 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

Giải nhanh

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 ta sẽ thu được công âm A<0, điện trường sẽ sinh một công âm và cản trở chuyển động.

Bài 2: 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.

Giải nhanh

A_M∞ = A_MN∞=W_M (1)

Mặt khác: A_M∞ = A_MN + A_N∞ =A_MN + W_N (2)

Từ (1) và (2) ta có: 

W_M = A_MN +W_N hay bằng A_MN = W_M - W_N

Bài 3: 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 không? Hãy vẽ hình minh hoạ.

Giải nhanh

Khi chọn mốc ở xa vô cực thì thế năng của điện tích âm sẽ có giá trị âm vì lực điện tác dụng lên q ngược chiều với chiều dịch chuyển từ M đến vô cùng.

Trong điện trường của điện tích âm, tại điểm N ta đặt một điện tích q > 0, ta cũng có thế năng của điện tích q tại N có giá trị âm.