Bài 3.7 trang 8 SBT Vật Lí 11


Giải bài 3.7 trang 8 SBT Vật Lí 11. Ba điện tích điểm q1 = +2.10-8 C nằm tại điểm A; q2 = +4.10-8 C nằm tại điểm B và q3 nằm tại điểm C.

Đề bài

Ba điện tích điểm q1 = +2.10-8 C nằm tại điểm A;  q2 = +4.10-8 C nằm tại điểm B và q3 nằm tại điểm C. Hệ thống nằm cân bằng trong không khí. Khoảng cách AB = 1 cm.

a) Xác định điện tích q3 và khoảng cách BC.

b) Xác định cường độ điện trường tại các điểm A, B và C.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng biểu thức định luật Cu-long: \(F=k{\dfrac{q_1q_2}{r^2}}\)

Lời giải chi tiết

a) Hệ thống các điện tích chỉ nằm cân bằng nếu từng cặp lực điện tác dụng lên mỗi điện tích cân bằng lẫn nhau. Điều đó có nghĩa là cả ba điện tích đó phải nằm trên một đường thẳng. Giả sử biết vị trí của hai điểm A và B, với AB = 1 cm. Ta hãy tìm vị trí điểm C trên đường AB (Hình 3.1G).

C không thể nằm ngoài đoạn AB vì nếu nằm tại đó thì các lực điện mà q1 và q2 tác dụng lên nó sẽ luôn cùng phương, cùng chiều và không thể cân bằng được.

Vậy C phải nằm trên đoạn AB.

Đặt AC = x (cm) và BC = 1 - x (cm).

Xét sự cân bằng của q3. Cường độ của các lực điện mà q1 và q2 tác dụng lên q3 sẽ là :

\({F_{13}} = k{\dfrac{q_1q_3}{x^2}}\)

\({F_{23}} = k{\dfrac{q_2q_3}{(1 - x)^2}}\)

Vì F13 = F23      nên        q1(1-x)2 = q2x2

Với q1 = 2.10-8 C và q2 = 4.10-8 C, ta có phương trình : x2 + 2x - 1 = 0.

Các nghiệm của phương trình này là:

x1 = 0,414 cm và x2 = - 2,41 cm (loại).

Xét sự cân bằng của q1. Cường độ của các lực điện mà q2 và q3  tác dụng lên q1 là:

\({F_{31}} = k{\dfrac{q_1|q_3|}{x^2}}\); \({F_{21}} = k{\dfrac{q_1q_2}{A{B^2}}}\)

Vì F21 = F31 

Nên  \({|q_3|} = {q_2}{\dfrac{x^2}{AB^2}} = 0,171{q_2} \\\Rightarrow {q_3} = - {0,684.10^{ - 8}}C\)

b) Vì các điện tích q1, q2 nằm cân bằng, hợp lực của các lực điện tác dụng lên mỗi điện tích bằng không. Điều đó có nghĩa là cường độ điện trường tổng hợp tại các điểm A, B và C bằng không :

EA = 0; E= 0; EC = 0 

Loigiaihay.com

Sub đăng ký kênh giúp Ad nhé !


Bình chọn:
4.4 trên 5 phiếu

>>KHOÁ NỀN TẢNG LỚP 12 DÀNH CHO 2K4 NĂM 2022 học sớm chiếm lợi thế luyện thi TN THPT & ĐH


Gửi bài