LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 11·10 / 2026

DTR · 0440 phút

Công của lực điện, thế năng điện, điện thế và hiệu điện thế

A = qEd = qU, V = W/q

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (công cùng và ngược chiều đường sức)

Điện trường đều E=4000 V/mE = 4000\,\text{V/m}. Điện tích q=3 μCq = 3\,\mu\text{C} di chuyển thẳng một đoạn 2 cm2\,\text{cm} cùng chiều đường sức. Tính công của lực điện và UMNU_{MN}. Nếu di chuyển ngược lại thì công bằng bao nhiêu?

Giải. d=+0,02 md = +0{,}02\,\text{m}. A=qEd=3⋅10−6⋅4000⋅0,02=2,4⋅10−4 JA = qEd = 3\cdot10^{-6}\cdot4000\cdot0{,}02 = 2{,}4\cdot10^{-4}\,\text{J}. UMN=Ed=80 VU_{MN} = Ed = 80\,\text{V}, kiểm: qUMN=3⋅10−6⋅80=2,4⋅10−4 JqU_{MN} = 3\cdot10^{-6}\cdot80 = 2{,}4\cdot10^{-4}\,\text{J}. Đi ngược lại, d=−0,02 md = -0{,}02\,\text{m}, A=−2,4⋅10−4 JA = -2{,}4\cdot10^{-4}\,\text{J}.

Ví dụ 2 (không phụ thuộc đường đi)

Trong điện trường đều E=2000 V/mE = 2000\,\text{V/m} (hướng sang phải), điện tích q=5 nCq = 5\,\text{nC} đi từ MM đến NN theo hai cách: (a) thẳng từ MM đến NN với NN cách MM 3 cm3\,\text{cm} theo phương đường sức và 4 cm4\,\text{cm} vuông góc đường sức (đoạn MN=5 cmMN = 5\,\text{cm}); (b) từ MM đi 4 cm4\,\text{cm} vuông góc đường sức rồi 3 cm3\,\text{cm} dọc đường sức tới NN. So sánh công.

Giải. Hình chiếu của MN→\overrightarrow{MN} lên đường sức là d=3 cmd = 3\,\text{cm} trong cả hai cách. (a) A=qEd=5⋅10−9⋅2000⋅0,03=3⋅10−7 JA = qEd = 5\cdot10^{-9}\cdot2000\cdot0{,}03 = 3\cdot10^{-7}\,\text{J}. (b) Đoạn vuông góc: A=0A = 0; đoạn dọc đường sức: A=3⋅10−7 JA = 3\cdot10^{-7}\,\text{J}. Tổng 3⋅10−7 J3\cdot10^{-7}\,\text{J}, bằng (a).

Ví dụ 3 (electron và eV)

Electron đi từ điểm có điện thế VM=100 VV_M = 100\,\text{V} tới điểm có VN=350 VV_N = 350\,\text{V}. Tính công của lực điện theo J và eV.

Giải. UMN=100−350=−250 VU_{MN} = 100 - 350 = -250\,\text{V}. A=qUMN=(−1,6⋅10−19)(−250)=4⋅10−17 J=250 eVA = qU_{MN} = (-1{,}6\cdot10^{-19})(-250) = 4\cdot10^{-17}\,\text{J} = 250\,\text{eV} (dương: electron đi về phía điện thế cao, lực điện sinh công dương và nó tăng tốc).

Ví dụ 4 (đoạn nghiêng so với đường sức)

Điện trường đều E=2500 V/mE = 2500\,\text{V/m}. Đoạn MN=6 cmMN = 6\,\text{cm} hợp với đường sức góc 60∘60^\circ (đi theo chiều đường sức). Tính UMNU_{MN} và công khi điện tích q=−4 nCq = -4\,\text{nC} chuyển từ MM đến NN. Thế năng điện của nó tăng hay giảm?

Giải. d=MNcos⁡60∘=0,06⋅0,5=0,03 md = MN\cos60^\circ = 0{,}06\cdot0{,}5 = 0{,}03\,\text{m}. UMN=2500⋅0,03=75 VU_{MN} = 2500\cdot0{,}03 = 75\,\text{V}. A=qUMN=−4⋅10−9⋅75=−3⋅10−7 JA = qU_{MN} = -4\cdot10^{-9}\cdot75 = -3\cdot10^{-7}\,\text{J}. Công âm nên thế năng điện tăng 3⋅10−7 J3\cdot10^{-7}\,\text{J}.

EMN

Bước 1 / 4

, hợp đường sức góc (đi theo chiều đường sức). Điện tích đi từ đến .

Ví dụ 5 (điện thế và thế năng giữa hai bản)

Hai bản phẳng cách nhau 8 cm8\,\text{cm}, U=200 VU = 200\,\text{V}, bản âm nối đất. Điểm MM, NN cách bản âm 2 cm2\,\text{cm} và 5 cm5\,\text{cm}. Tính điện thế mỗi điểm và thế năng điện của điện tích q=2 nCq = 2\,\text{nC} tại MM, NN; công khi qq chuyển từ NN về MM.

Giải. E=2000,08=2500 V/mE = \dfrac{200}{0{,}08} = 2500\,\text{V/m}. VM=2500⋅0,02=50 VV_M = 2500\cdot0{,}02 = 50\,\text{V}, VN=2500⋅0,05=125 VV_N = 2500\cdot0{,}05 = 125\,\text{V}. WM=qVM=2⋅10−9⋅50=1⋅10−7 JW_M = qV_M = 2\cdot10^{-9}\cdot50 = 1\cdot10^{-7}\,\text{J}, WN=2⋅10−9⋅125=2,5⋅10−7 JW_N = 2\cdot10^{-9}\cdot125 = 2{,}5\cdot10^{-7}\,\text{J}. ANM=WN−WM=1,5⋅10−7 JA_{NM} = W_N - W_M = 1{,}5\cdot10^{-7}\,\text{J} (dương: q>0q > 0 đi từ điện thế cao xuống thấp).

Ví dụ 6 (cho điện thế hai điểm)

VM=120 VV_M = 120\,\text{V}, VN=−30 VV_N = -30\,\text{V}. Tính UMNU_{MN} và công của lực điện khi q=−2 μCq = -2\,\mu\text{C} đi từ MM đến NN.

Giải. UMN=120−(−30)=150 VU_{MN} = 120 - (-30) = 150\,\text{V}. A=qUMN=−2⋅10−6⋅150=−3⋅10−4 JA = qU_{MN} = -2\cdot10^{-6}\cdot150 = -3\cdot10^{-4}\,\text{J}: điện tích âm đi về nơi điện thế thấp hơn nên phải có ngoại lực sinh công 3⋅10−4 J3\cdot10^{-4}\,\text{J} để thắng lực điện.

Tiếp theoLuyện tập →