70 Bài tập về Công của lực điện (2024) có đáp án chi tiết nhất

Công của lực điện

Kiến thức cần nhớ

Công của lực điện

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

Một điện tích q dương (q > 0) tại một điểm M trong điện trường đều nó chịu tác dụng của một lực điện $\overrightarrow{F}=q\overrightarrow{E}$  có đặc điểm:

- Lực $\overrightarrow{F}$  không đổi có phương song song với các đường sức điện.

- Chiều hướng từ bản dương sang bản âm.

- Độ lớn F = qE.

2. Công của lực điện trong một điện trường đều

- Điện tích q dương dịch chuyển theo đường thẳng MN, hợp với đường sức điện một góc $\alpha$ với MN = s. Khi đó $d=\overline{MH}=s.\cos \alpha$  (độ dài đại số với M và H là hình chiếu của điểm đầu và điểm cuối đường đi trên một đường sức, chọn chiều dương cho $\overline{MH}$  cùng chiều với chiều của đường sức).

- Biểu thức công của lực điện: $A_{MN}=F.s.\cos \alpha =qEd$

Ví dụ: một số trường hợp về dấu của công khi điện tích q > 0 di chuyển trong điện trường:

+ $\alpha <{90}^o\Rightarrow \cos \alpha >0\Rightarrow A_{MN}>0$

+ $\alpha >{90}^o\Rightarrow \cos \alpha <0\Rightarrow A_{MN}<0$

+ $\alpha ={90}^o\Rightarrow \cos \alpha =0\Rightarrow A_{MN}=0$

- Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều từ M đến N là A_MN = qEd, không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu M và điểm cuối N của đường đi.

- Chú ý:

+ Lực tĩnh điện là lực thế.

+ Trường tĩnh điện là trường thế.

Thế năng của một điện tích trong điện trường

1. Khái niệm về thế năng của một điện tích trong điện trường

- 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 mà ta xét trong điện trường.

- Chọn mốc thế năng tại bản âm, đối với một điện tích q dương đặt tại điểm M trong điện trường đều thì công này là:

A = qEd = W_M.

Trong đó:

+ d là khoảng cách từ điểm M đến bản âm;

+ W_M là thế năng của điện tích q tại M.

- Trong trường hợp điện tích q nằm tại điểm M trong điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra thì có thể lấy thế năng bằng công của lực điện khi di chuyển q từ M ra vô cực.

$W_M=A_{M\infty }$

2. Sự phụ thuộc của thế năng W_M vào điện tích q

Thế năng của điện tích tại M tỉ lệ thuận với q:

$A_{M\infty }=W_M=V_{M}q$

V_M là hệ số tỉ lệ, không phụ thuộc q mà chỉ phụ thuộc vị trí điểm M trong điện trường.

3. 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 tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường.

$A_{MN}=W_M-W_N$

Các dạng bài tập về Công của lực điện

Phương pháp giải:

+ Điện tích q di chuyển nhanh dần một đoạn đường d dọc theo đường sức của điện trường đều thì của lực điện là công dương: $A = \left|q\right|.Ed$  

+ Điện tích q di chuyển chậm dần một đoạn đường d dọc theo đường sức của điện trường đều thì của lực điện là công âm: $A = -\left|q\right|.Ed$

Bài tập tự luyện có hướng dẫn

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 2: 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

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: D

Thế 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

A. 190V

B. 790V

C. 1100V

D. 250V

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: B

Công 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: D

Áp 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: B

Ta 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: D

Theo 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

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.

Xem thêm các dạng bài tập và câu hỏi liên quan khác

70 Bài tập về Kính hiển vi (có đáp án năm 2023)

70 Bài tập về Kính lúp (có đáp án năm 2023)

70 Bài tập về Mắt (có đáp án năm 2023)

1000 Bài tập Vật lí Chương 7: Mắt, các dụng cụ quang (có đáp án năm 2023)

70 Bài tập về Khúc xạ ánh sáng (có đáp án năm 2024)