Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Có một hệ ba điện tích điểm: q1 = 2q, đặt tại điểm A; q2 = q

    Với giải bài I.11 trang 17 Sách bài tập Vật lí 11 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Lí 11. Mời các bạn đón xem:

    1 1,103 12/09/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải SBT Lí 11 Bài tập cuối chương 1

    Bài I.11 trang 17 Sách bài tập Vật lí 11: Có một hệ ba điện tích điểm: q1 = 2q, đặt tại điểm A; q2 = q đặt tại điểm B, với q dương; và q3 = q0 đặt tại điểm C, với q0 âm. Bỏ qua trọng lượng của ba điện tích. Hệ ba điện tích này nằm cân bằng trong chân không.

    a) Các điện tích này phải sắp xếp như thế nào?

    b) Biết AB = a. Tính BC theo a.

    c) Tính q theo q0.

    *Phương pháp giải

    1. Xác định vị trí và khoảng cách giữa các điện tích:

    - Đặt các điện tích tại các điểm cụ thể trong không gian, ví dụ ( A ), ( B ), và ( C ).

    - Tính khoảng cách giữa các điện tích, ví dụ ( r_{AB} ), ( r_{BC} ), và ( r_{CA} ).

    2. Tính cường độ điện trường tại một điểm do một điện tích gây ra:

    - Sử dụng công thức:

    trong đó ( k ) là hằng số điện môi, ( q ) là điện tích, và ( r ) là khoảng cách từ điện tích đến điểm cần tính.

    3. Sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

    - Tổng hợp các vectơ cường độ điện trường do từng điện tích gây ra tại điểm cần tính.

    - Công thức tổng quát:

    - Tính toán từng thành phần của vectơ điện trường và sau đó cộng chúng lại.

    4. Tính lực tương tác giữa các điện tích:

    - Sử dụng định luật Coulomb:

    trong đó ( F ) là lực tương tác, ( q_1 ) và ( q_2 ) là các điện tích, và ( r ) là khoảng cách giữa chúng.

    5. Xác định hướng của các lực và điện trường:

    - Vẽ các vectơ lực và điện trường để xác định hướng tổng hợp của chúng.

    *Lời giải

    a) Mỗi điện tích chịu tác dụng của hai lực. Muốn hệ ba điện tích này nằm cân bằng thì hai lực tác dụng lên cùng một điện tích phải cân bằng nhau tức là hai lực này phải có cùng phương, ngược chiều và cùng cường độ.

    Như vậy, ba điểm A, B, C phải nằm trên cùng một đường thẳng.

    Điện tích âm q0 phải nằm xen giữa hai điện tích dương và phải nằm gần điện tích có độ lớn q (Hình I.1. G)

    b) Xét sự cân bằng của điện tích q0,

    Đặt BC = x và AB = a. Ta có AC = a – x.

    Lực điện tác dụng lên điện tích q0 do điện tích 2q đặt tại A và q đặt tại B gây ra:

    Fq0→=FAq0→+FBq0→

    Điện tích q0 cân bằng thì:

    Fq0→=0⇔FAq0→+FBq0→=0⇔FAq0→=−FBq0→⇔FAq0→↑↓FBq0→FAq0=FBq0

    Cường độ của lực điện do điện tích 2q tác dụng lên q0 là:

    FAq0=k2qq0εAC2=−k2qq0εa−x2

    Cường độ của lực mà điện tích q tác dụng lên q0 là:

    FBq0=kqq0εBC2=−kqq0εx2

    Mà FAq0=FBq0

    ⇔−k2qq0εa−x2=−kqq0εx2⇔2a−x2=1x2

    ⇔x=a2−1

    Vậy: BC =a2−1≈0,414a

    c) Xét sự cân bằng của điện tích q,

    Lực điện tác dụng lên điện tích q do điện tích 2q đặt tại A và q0 đặt tại C gây ra:

    Fq→=FAq→+FCq→

    Điện tích q0 cân bằng thì:

    Fq→=0⇔FAq→+FCq→=0⇔FAq→=−FCq→⇔FAq→↑↓FCq→FAq=FCq

    Cường độ của lực điện do điện tích 2q tác dụng lên q là:

    FAq=k2qqεAB2=k2q2εa2

    Cường độ của lực điện do điện tích q0 tác dụng lên q là:

    FCq=kq0qεCB2=−kqq0ε0,414a2

    Mà FAq=FCq

    ⇔k2q2εa2=−kqq0ε0,414a2⇔q≈−2,91q0

    Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

    Bài I.1 trang 15 SBT Lí 11: Chỉ ra công thức đúng của định luật Cu-lông trong...

    Bài I.2 trang 15 SBT Lí 11: Trong công thức định nghĩa cường độ điện trường...

    Bài I.3 trang 15 SBT Lí 11: Trong công thức tính công của lực điện tác dụng...

    Bài I.4 trang 16 SBT Lí 11: Q là một điện tích điểm âm đặt tại điểm O...

    Bài I.5 trang 16 SBT Lí 11: Biểu thức nào dưới đây là biểu thức định nghĩa...

    Bài I.6 trang 16 SBT Lí 11: q là một tua giấy nhiễm điện dương; q’ là một tua...

    Bài I.7 trang 16 SBT Lí 11: Trên hình I.1 có vẽ một số đường sức của hệ thống...

    Bài I.8 trang 16 SBT Lí 11: Tụ điện có điện dung C1 có điện tích q1 = 2.10-3C...

    Bài I.9 trang 17 SBT Lí 11: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N...

    Bài I.10 trang 17 SBT Lí 11: Đồ thị nào trên hình I.2 biểu diễn sự phụ thuộc...

    Bài I.12 trang 17 SBT Lí 11: Cho rằng một trong hai electron của nguyên tử...

    Bài I.13 trang 18 SBT Lí 11: Một điện tích điểm q1 = +9.10-8 C nằm tại điểm A...

    Bài I.14 trang 18 SBT Lí 11: Electron trong đèn hình vô tuyến phải có động...

    Bài I.15 trang 18 SBT Lí 11: Để ion hoá nguyên tử hiđrô, người ta phải tốn một

    Tham khảo các loạt bài Vật Lí 11 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 1,103 12/09/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: