Bài toán xác định Lực do điện trường tác dụng lên điện tích đặt trong nó môn Vật lý 11

LỰC DO ĐIỆN TRƯỜNG TÁC DỤNG LÊN ĐIỆN TÍCH ĐẶT TRONG NÓ

 

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

- Cường độ điện trường do một điện tích điểm gây ra:

+)  \(\overrightarrow {{E_M}} \) có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điếm Q với điểm M, chiều đi ra nếu Q dương, có chiều đi vào nếu Q âm.

+) Độ lớn  \({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon r_M^2}}\)

⇒ Khi Q, e không đổi ta có:  

\(E = \frac{1}{{{r^2}}} \Leftrightarrow r = \frac{1}{{\sqrt E }} \Rightarrow \frac{{{E_M}}}{{{E_N}}} = \frac{{r_N^2}}{{r_M^2}}\)

- Lực do điện trường  \(\overrightarrow E \) tác dụng lên điện tích q đặt trong nó:

+) Biểu thức:   \(\overrightarrow F = q.\overrightarrow E \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} q > 0 \Rightarrow \overrightarrow F \uparrow \uparrow \overrightarrow E \\ q < 0 \Rightarrow \overrightarrow F \uparrow \downarrow \overrightarrow E \end{array} \right.\)

+) Độ lớn:  \(F = \left| q \right|E\) 

2. VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Xác định vectơ cường độ điện trường tại M trong không khí cách điện tích điểm \(q = {2.10^{ - 8}}C\) một khoảng 3 cm.

Lời giải

Ta có q > 0 nên vecto E có gốc đặt tại M, chiều đi ra xa điện tích q

Độ lớn  : \(E = k\frac{{\left| q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = {9.10^9}.\frac{{{{2.10}^{ - 8}}}}{{1.0,{{03}^2}}} = {2.10^5}V/m\)

Ví dụ 2: Một điện tích q trong nước \(\left( {\varepsilon  = 81} \right)\) gây ra tại điểm M cách điện tích một khoảng r = 26 cm một điện trường  \(E = 1,{5.10^4}V/m.\) Hỏi tại điểm N cách điện tích q một khoảng r = 17 cm có cường độ điện trường bằng bao nhiêu?

Lời giải

Khi q, e không đổi thì  \(E = \frac{1}{{{r^2}}}\) nên:

\(\begin{array}{l} \frac{{{E_M}}}{{{E_N}}} = {\left( {\frac{{{r_N}}}{{{r_M}}}} \right)^2}\\ \Rightarrow \frac{{1,5}}{{{E_M}}} = {\left( {\frac{{17}}{{26}}} \right)^2} \Rightarrow {E_M} \approx 3,{5.10^4}V/m \end{array}\)

Ví dụ 3: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q < 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 49 V/m, tại B là 16 V/m. a) Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB. b) Nếu đặt tại M một điện tích \({q_0} = {2.10^{ - 2}}C\) thì lực điện tác dụng lên nó có độ lớn là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực này.

Lời giải

a) Ta có: 

\(2{r_M} = {r_A} + {r_B}\left( 1 \right)\)

Mà \(E = \frac{1}{{{r^2}}} \Rightarrow r = \frac{1}{{\sqrt E }}\) nên :

\(\begin{array}{l} \left( 1 \right) \Leftrightarrow \frac{2}{{\sqrt {{E_M}} }} = \frac{1}{{\sqrt {{E_A}} }} + \frac{1}{{\sqrt {{E_B}} }}\\ \Leftrightarrow \frac{2}{{\sqrt {{E_M}} }} = \frac{1}{7} + \frac{1}{4}\\ \Rightarrow {E_M} \approx 26V/m \end{array}\)

Do q < 0 ⇒ E hướng vào điện tích q

b)  \(F = {q_0}.{E_M} = {2.10^{ - 2}}.26 = 0,52N;{q_0} > 0\)

\( \Rightarrow F\) cùng chiều với E nên lực điện này là lực hút.

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Bài toán xác định Lực do điện trường tác dụng lên điện tích đặt trong nó môn Vật lý 11. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Tóm tắt kiến thức và công thức chương 1 Điện tích- Điện tích trường môn Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp Điện tích- Điện trường hay và khó Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp nâng cao Điện tích- Định luật Culong Vật lý 11

Chúc các em học tập tốt !