Chứng tỏ rằng cường độ điện trường có các giá trị phù hợp tương ứng tại các điểm ở gần mặt trong và mặt ngoài của vỏ cầu
Ai giải giùm em chùm bài tập này đi, em xin hậu tạ thật nhiều ạ.
Đặt điện tích q tại tâm O của một vỏ kim loại hình cầu cô lập và trung hoà điện
a) Xác định cường độ điện trường \(\vec E\) tại các điểm trong phần rỗ và bên ngoài vỏ cầu. Chứng tỏ rằng cường độ điện trường \(\vec E\) có các giá trị phù hợp tương ứng tại các điểm ở gần mặt trong và mặt ngoài của vỏ cầu. Cho biết cường độ điện trường ở gần mặt một vật dẫn, tích điện có phương vuông góc với mặt vật dẫn và có độ lớn \(E = \frac{\sigma }{{{\varepsilon _0}}}\), với σ là mật độ điện tích mặt tại vị trí khảo sát trên vật dẫn.
b) Một điện tích \({q_1}\) đặt bên ngoài vỏ cầu chịu tác dụng một lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) do sự có mặt của điện tích q bên trong vỏ cầu. Khi đó điện tích q có chịu tác dụng lực điện do sự có mặt của \({q_1}\) hay không? Hãy biện luận kết quả thu được.
c) Lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) có cường độ lớn hay nhỏ hơn so với khi không có mặt vỏ cầu?
d) Bây giờ thay điện tích \({q_1}\) bằng điện tích \({q_2} = 2{q_1}\) (vẫn giữ nguyên vị trí đối với vỏ cầu). Khi đó lực tác dụng lên \({q_2}\) có bằng 2F1 không ?
Kết quả thu được có gì mâu thuẫn với khái niệm điện trường, với nguyên lí chồng chất hay không ?
Trả lời (3)
-
bởi Nguyễn Vân 27/07/2017Like (0) Báo cáo sai phạm
-
bài này là 1 bài tập cường độ điện trường rất hay đó Minh hải ơi.
bn xem bài giải dưới và rút kinh nghiệm nhé :
a) Để xác định \(\vec E\) ,vận dụng tính đối xứng cầu và áp dụng định lí O−G , suy ra tại mọi điểm bên trong phần rỗng và bên ngoài vỏ cầu ta có :
\(E = \frac{q}{{4\pi {\varepsilon _0}{r^2}}}\)
với r là khoảng cách từ điểm khảo sát tới tâm O; \(\vec E\) hướng ra xa tâm O (giả thiết q>0 )
Bên trong lớp vỏ cầu, điện trường bằng không (có thể chứng minh bằng cách áp dụng định lí O- G).Tại điểm M ở phần rỗng, gần mặt trong vỏ cầu, cường độ điện trường có độ lớn \(\frac{q}{{4\pi {\varepsilon _0}R_1^2}}\), với R1 là bán kính mặt trong vỏ cầu.
Bởi vì mặt này mang điện tích −q (do hiện tượng hưởng ứng toàn phần), áp dụng công thức tính cường độ điện trường gần mặt vật dẫn tích điện,
ta thấy \(\vec E\) tại đó có phương vuông góc với mặt cầu, có chiều hướng ra xa tâm O (vì điện tích âm) và có độ lớn \(E = \frac{\sigma }{{{\varepsilon _0}}} = \frac{q}{{4\pi R_1^2{\varepsilon _0}}}\) , phù hợp với kết quả trên
Mặt ngoài của quả cầu mang điện tích q (vì ban đầu vỏ cầu trung hoà điện) và ta lai thu được kết quả tương tụ như trên.
b) Điện tích q không chịu tác dụng của lực điện nào.Thoạt nhìn hình như có điều gì mâu thuẫn với định luật III Niutơn. Sự thực đó chỉ là một sự ngộ nhận. Bởi vì điện tích \({q_1}\) chịu tác dụng của các điện tích phân bố ở mặt ngoài vỏ cầu, và điện tích \({q_1}\) tác dụng lên các điện tích này những lực trực đối, đúng như đòi hỏi của định luật III Newtơn.
c) Các lực do \({q_1}\) tác dụng lên các điện tích phân bố trên mặt ngoài vỏ cầu sẽ là lực hút nếu \({q_1}\) là điện tích âm, hoặc là lực đẩy nếu \({q_1}\) là điện tích dương.Trong trường hợp \({q_1}\) là điện tích âm thì lực \(\vec F\) có cường độ lớn hơn so với trường hợp không có mặt vỏ cầu.
Còn trong trường hợp \({q_1}\) là điện tích dương thì lực đẩy sẽ yếu hơn so với trường hợp không có mặt vỏ cầu.
d) Không ! Bởi vì khi đó sự phân bố điện tích trên mặt ngoài vỏ cầu đã vị thay đổi (các điện tích đó đã bị dịch chuyển đi, sắp xếp lại, khi thay \({q_1}\) bằng \({q_2}\) ).
Không có điều gì mâu thuẫn với khái niệm điện trường vì hệ điện tích tạo ra điện trường (các điện tích trên mặt vỏ cầu) đã được phân bố lại, vì vậy mà điện trường đã thay đổi, lực tác dụng lên \({q_2}\) có thay đổi so với trước nhưng không bằng \(2\overrightarrow {{F_1}} \)
Còn về nguyên lí chồng chất điện trường thì cần chú ý rằng nguyên lí đó được áp dụng cho các điện tích được giữ cố định tại vị trí của chúng, chứ không phải là cho những " vị trí mới" của các điện tích do có sự dịch chuyển (sắp xếp lại) của các điện tích phân bố trước đây trên mặt ngoài vỏ cầu.bởi Anh Trần 27/07/2017Like (0) Báo cáo sai phạm -
hay quá, thks Anh Trần nhé
bởi Thùy Trang 28/07/2017Like (0) Báo cáo sai phạm
Video HD đặt và trả lời câu hỏi - Tích lũy điểm thưởng
Nếu bạn hỏi, bạn chỉ thu về một câu trả lời.
Nhưng khi bạn suy nghĩ trả lời, bạn sẽ thu về gấp bội!
Lưu ý: Các trường hợp cố tình spam câu trả lời hoặc bị báo xấu trên 5 lần sẽ bị khóa tài khoản
Các câu hỏi mới
-
A. Trong mạch điện thắp sáng đèn của xe đạp với nguồn điện là đinamô.
B. Trong mạch điện kín của đèn pin.
C. Trong mạch điện kín thắp sáng đèn với nguồn điện là acquy.
D. Trong mạch điện kín thắp sáng đèn với nguồn điện là pin mặt trời.
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
A. \(I =\dfrac{q^2}{t}\)
B. \(I = qt\)
C. \(I = q^2t \)
D. \(I = \dfrac{q}{t}\)
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
A. Chỉ cần các vật dẫn điện có cùng nhiệt độ nối liền với nhau tạo thành mạch điện kín.
B. Chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
C. Chỉ cần có hiệu điện thế.
D. Chỉ cần có nguồn điện.
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
21/11/2022 | 1 Trả lời
-
20/11/2022 | 1 Trả lời
-
a) tính điện dung tương đương của mạch
b) Tính điện tích và hiệu điện thế của mọi tụ
05/12/2022 | 0 Trả lời
-
Trong không khí, đặt điện tích \(q = 3.10^-8 C\) tại đỉnh của A một tam giác đề ABC. Biết cường độ điện trường do q gây ra tại B có độ lớn E=1,2*10^4 V/m và \(k=9*10^9 (N/m^2)/(C^2)\). Tính khoảng cách AB
27/12/2022 | 0 Trả lời
-
Tính suất điện động cảm ứng từ trong thanh? Nếu dùng dây có điện trở không đáng kể nối đầu thanh với một điện trở R = 0,6 thành mạch kín thì cường độ dòng điện qua điện trở bằng bao nhiêu?
12/03/2023 | 0 Trả lời
-
A. Truyền thẳng
B. Phản xạ lại theo đường truyền cũ
C. Sẽ phản xạ gương tại quang tâm O
D. Sẽ biến mất
04/04/2023 | 0 Trả lời
-
Một khung dây hình tròn có bán kính 10cm, trên dây có 500 vòng dây, khung quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,1t. Khung quay mỗi phút được 600 vòng, lấy π2≈10. Suất điện động trong khung có độ lớn?
11/05/2023 | 0 Trả lời
-
A. 6,75.10-3 N
B. 7,8.10-3 N.
C. 0,04 N.
D. 2,5.10-3 N.
23/05/2023 | 0 Trả lời
-
Bộ nguồn được mắc với mạch ngoài là hai bóng đèn giống nhau loại 3V - 0,75W mắc song song. Cho rằng điện trở đèn không thay đổi theo nhiệt độ. Nhiệt lượng tỏa ra mỗi đèn trong 0,5 phút là
05/08/2023 | 0 Trả lời
-
Hãy giúp mình mình cần gập nhé
13/09/2023 | 0 Trả lời
-
Một vật dddh theo định luật hàm cos với tần số f=5hz.khi phá giao động là pi,giá tốc chất điểm là a=-100(m/s bình).
A. Tìm biên độ giao động
B,tìm ly độ, vận tốc chất điểm ứng với pha trên
C. Tìm giá tốc và vận tốc chất điểm khi lí độ x =12cm
15/09/2023 | 0 Trả lời
-
1 vật dao động điều hòa với tần số 2hz biên độ A=10cm
hỏi khi vật có vận tốc v=40π(cm/s) thì li độ và gia tốc bằng bao nhiêu ?
17/09/2023 | 0 Trả lời
-
Tại sao ω' = 2ω .Xin hãy giải chi tiết ạ
02/10/2023 | 0 Trả lời
-
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh điểm gốc Ox với biên độ A=24cm và chu kì T=4s. Tại thời điểm t=0 li độ là +A.
a) Viết phương trình dao động của vật
b) Tính li độ, vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t=0,5s
c) Xác định thời điểm đầu tiên vật qua vị trí có li độ x=-12cm và tốc độ tối đa tại thời điểm đó
04/10/2023 | 0 Trả lời
-
A=10cm T=4s omega=pi/2
cách tính tốc độ trung bình của vật về sau khi vật đi được 9/2s kể từ vị trí ban đầu
29/10/2023 | 0 Trả lời