Xin giới thiệu với các em Phương pháp giải bài tập Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích do HOC247 biên soạn nhằm ôn tập và củng cố các kiến thức về chương Điện tích - Điện trường trong chương trình Vật Lý lớp 11 năm học 2020. Mời các em tham khảo tại đây!
GIẢI BÀI TẬP LỰC ĐIỆN TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐIỆN TÍCH
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Khi một điện tích điểm q chịu tác dụng của nhiều lực tác dụng \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) ... do các điện tích điểm q1, q2, ... gây ra thì hợp lực tác dụng lên q là:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} \)
- Các bước tìm hợp lực do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo:
Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình).
Bước 2: Tính độ lớn các lực F1, F2 lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo.
Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \)
Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực
- Các trường hợp đặc biệt:
\(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) cùng chiều thì: F = F1 + F2 (α = 0, cosα = 1).
\(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) ngược chiều thì: F = |F1 – F2| (α = π, cosα = –1).
\(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) vuông góc thì: \(F = \sqrt {{F_1}^2 + {F_2}^2} \) (α = 90°, α = 0).
\(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) cùng độ lớn (F1 = F2) thì: F=2F1cosα/2.S
Tổng quát: F2 = F12 + F22 + 2F1F2cosα(α là góc hợp bởi \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) ).
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Hai điện tích điểm q1 = 3.10-8 C, q2 = 2.10-8 C đặt tại hai điểm A và B trong chân không, AB = 5 cm. Điện tích q0 = -2.10-8 C đặt tại M, MA = 4 cm, MB = 3 cm. Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên q0.
Giải
Nhận thấy AB2 = AM2 + MB2 → tam giác AMB vuông tại M
Gọi \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q0
Ta có:
F=k.|q1q2|/r2
Do đó:
F1=3,375.10-3N
F2=4.10-3N
Lực tác dụng lên \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) được biểu diễn như hình.
Vì hai lực vuông góc nên ta có:
F2=F12+F22
=> F=5,234.10-3N
Từ hình ta có:
tanφ=F1/F2=27/32 => φ=40o
Vậy lực tổng hợp F tác dụng lên q0 có điểm đặt tại C, phương tạo với F2 một góc φ ≈ 40° và độ lớn F = 5,234.10-3 N.
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = - 8.10-8 C đặt tại A, B trong không khí (AB = 6 cm). Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8 C, nếu:
a) CA = 4cm, CB = 2cm
b) CA = 4cm, CB = 10cm
c) CA = CB = 5cm
Đ/S:
a) F= 0,18N
b) F= 30,24.10-3N
c) F = 27,65.10-3N.
Bài 2: Ba điện tích điểm q1 = -10-7 C, q2 = 5.10-8 C, q3 = 4.10-8 C lần lượt tại A, B, C trong không khí. Biết AB = 5 cm, BC = 1 cm, AC = 4 cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích.
Đ/S: F = 0,2025 N
Bài 3: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8C, q2 = –4.10-8C, q3 = 5.10-8C đặt trong không khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác đều, cạnh a = 2cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3.
Đ/S: F3 = 45.10-3N.
Bài 4: Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 6 cm trong không khí. Xác định lực tác dụng lên q0 = 6.10-9 C đặt tại tâm O của tam giác.
Đ/S: F= 7,2.10-4 N
Trên đây là toàn bộ nội dung Tài liệu Phương pháp giải bài tập Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích môn Lý 11 năm học 2020-2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác các em 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.
Chúc các em học tập tốt !
