PHY-23Lớp 11 · Bài 19–20 · SGK Kết nối tri thức

Thế năng điện, điện thế và chuyển động điện tích

Thả điện tích dương và âm giữa hai điện cực có mặt đẳng thế, so sánh thế năng, động năng và kiểm chứng công lực điện A = q·U.

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Điện thế là đại lượng vô hướng.
Công lực điện liên quan hiệu điện thế.
Chuyển động hạt phụ thuộc dấu điện tích và vận tốc ban đầu.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Điện thế là đại lượng vô hướng; công lực điện liên quan hiệu điện thế; chuyển động hạt phụ thuộc dấu điện tích và vận tốc ban đầu. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Hai điện cực tạo điện trường gần đều, hiện mặt đẳng thế
Cảnh S02
Thả điện tích thử với q>0 và q<0 từ cùng vị trí
Cảnh S03
So sánh thế năng, động năng và hiệu điện thế theo đường đi

Điều khiển trong mô phỏng

Đổi q, điện áp, vị trí
Bật đường đẳng thế

Chốt kiểm tra kiến thức

Hai điểm cùng mặt đẳng thế có ΔV=0.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Không nói điện tích dương luôn đi tới nơi thế năng cao.
Dấu q rất quan trọng.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Điện tích q di chuyển giữa hai điểm M, N nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Công của lực điện

Câu 2Một electron (q = −1,6·10⁻¹⁹ C) được thả không vận tốc đầu ở bản âm và chuyển động tới bản dương; hiệu điện thế giữa hai bản là 100 V. Động năng electron thu được là

Kí hiệu và đại lượng

Điện thế VElectric potential: Đại lượng vô hướng đặc trưng cho điện trường tại một điểm về phương diện thế năng: VM = WM/q, đơn vị volt (V); giá trị phụ thuộc mốc chọn.
Hiệu điện thế U (ΔV)Potential difference (voltage): UMN = VM − VN = AMN/q, đơn vị V; trong điện trường đều U = E·d, với d đo dọc theo đường sức.
Điện tích qCharge: Dấu của q quyết định chiều lực điện: q > 0 chịu lực cùng chiều E, thả không vận tốc đầu sẽ đi về nơi điện thế thấp; q < 0 đi về nơi điện thế cao.
Thế năng điện WElectric potential energy: Năng lượng của điện tích q đặt tại M trong điện trường: WM = q·VM, đơn vị J; điện tích thả không vận tốc đầu luôn chuyển động về phía thế năng giảm.
Công của lực điện AWork done by electric force: AMN = q·UMN = WM − WN, không phụ thuộc hình dạng đường đi; trong điện trường đều A = q·E·d.
Mặt đẳng thếEquipotential surface: Tập hợp các điểm có cùng điện thế, luôn vuông góc với đường sức; di chuyển điện tích trên mặt đẳng thế thì lực điện không sinh công.
Cường độ điện trường EElectric field strength: Hướng từ nơi điện thế cao tới nơi điện thế thấp; điện trường đều E = U/d, đơn vị V/m.
Động năng WđKinetic energy: Khi chỉ có lực điện sinh công, độ tăng động năng bằng công của lực điện: ΔWđ = A = q·U, đơn vị J.

Điện trường giữa hai điện cực coi như đều, bỏ qua trọng lực của hạt; mặt đẳng thế vẽ cách đều về điện thế. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.