Tài liệu Phương pháp giải bài tập Sự cân bằng của 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 2020. Mời các em tham khảo tại đây!
GIẢI BÀI TẬP VỀ
SỰ CÂN BẰNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Khi một điện tích q đứng yên thì hợp lực tác dụng lên q sẽ bằng:
\(\begin{array}{l} \overrightarrow F = \overrightarrow {{F_{10}}} + \overrightarrow {{F_{20}}} \\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} \overrightarrow {{F_{10}}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{F_{20}}} \\ {F_{10}} = {F_{20}} \end{array} \right. \end{array}\)
- Dạng này có 2 loại:
+ Loại bài chỉ có lực điện.
+ Loại bài có thêm các lực cơ học:
Trọng lực: P = mg (luôn hướng xuống),
Lực căng dây T
Lực đàn hồi của lò xo: F = k.Δℓ = k(ℓ - ℓo)
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4.10-8 C đặt tại A và B cách nhau 9 cm trong chân không.
a) Xác định độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích?
b) Xác định vecto lực tác dụng lên điện tích q0 = 3.10-6 C đặt tại trung điểm AB.
c) Phải đặt điện tích q3 = 2.10-6 C tại đâu để điện tích q3 nằm cân bằng?
Giải
a) Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích:
\($F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = \frac{1}{{2250}}N \approx {4,44.10^{ - 4}}N$\)
b) Gọi lần lượt là lực do q1, q2 tác dụng lên q0
Ta có:
\(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\)
Nên: F10=2,7.10-4N; F20=1,08.20-3N
Gọi \(\overrightarrow {{F_{}}} \) là lực tổng hợp tác dụng lên q0.
Ta có:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_{10}}} + \overrightarrow {{F_{20}}} \)
Từ hình vẽ ta thấy :
F=F20-F10=8,1.10-4N
Lực tổng hợp có điểm đặt tại M, có chiều từ B đến A, có độ lớn 8,1.10-4 (N)
c) Gọi \(\overrightarrow {{F_{13}}} ;\overrightarrow {{F_{23}}} \) lần lượt là lực do q1, q2 tác dụng lên q3
Gọi C là vị trí đặt điện tích q3.
+ Điều kiện cân bằng của q3: điểm C phải thuộc AB
+ Vì q1 và q2 cùng dấu nên C phải nằm trong AB
=> CB=2CA (1)
⇒ C gần A hơn (hình vẽ)
Ta lại có: CA + CB = 9 (2)
Từ (1) và (2) ⇒ CA = 3 cm và CB = 6 cm.
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = q2 = q, đặt tại A và B trong không khí. Phải đặt điện tích q3 tại đâu để q3 nằm cân bằng?
Đ/S: Đặt q3 tại trung điểm của AB
Bài 2: Tại ba đỉnh của một tam giác đều trong không khí, đặt 3 điện tích giống nhau q1 = q2 = q3 = q = 6.10-7C. Hỏi phải đặt điện tích q0 tại đâu, có giá trị bao nhiêu để hệ điện tích cân bằng?
Đ/S: Đặt q0 tại trọng tâm G của ABC.
q0 =3,6 .10-7C
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Sự cân bằng của một điện tích môn Vật Lý lớp 11 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung 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 !
