Câu 16.10 SBT Vật lí 11 trang 31. Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau và một điện tích điểm Q nằm cân bằng. Biết ba điện tích q nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn của điện tích (theo q) và vị trí của điện tích điểm Q.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải SBT Vật lí 11 KNTT Bài 16. Lực tương tác giữa các điện tích có đáp án !!

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Lời giải

Thử xét trạng thái cân bằng của điện tích dương q đặt tại một trong ba đỉnh của tam giác đều ABC (cạnh a, đỉnh C chẳng hạn). Lực đẩy của các điện tích q đặt tại hai đỉnh còn lại của tam giác lên điện tích đặt tại C có độ lớn là:

F = \frac{q^{2}}{4 π ε_{0} a^{2}}

Hợp lực

\vec{F_{đ}}

của hai lực này có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra ngoài tam giác (xem Hình 16.2G), độ lớn:

F_{d} = F \sqrt{3} = \frac{q^{2}}{4 π ε_{0} a^{2}} \sqrt{3} (1)

Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau và một điện tích điểm Q nằm cân bằng (ảnh 1)

Muốn điện tích đặt tại C nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy

\vec{F_{đ}}

. Điện tích Q do đó phải trái dấu với các điện tích q (Q phải mang điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, muốn cho các điện tích q đặt tại các đỉnh A và B nằm cân bằng thì điện tích Q phải nằm trên các đường phân giác của góc A và B. Nghĩa là Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác đều ABC và khoảng cách r từ Q đến C sẽ là:

r = \frac{2}{3} a . \frac{\sqrt{3}}{2}

Độ lớn của lực

\vec{F_{đ}}

do Q tác dụng lên các điện tích q là:

F_{h} = \frac{|q Q|}{4 π ε_{0} r^{2}} (2)

Vì $F_{h} = F_{d}$ nên từ (1) và (2), dễ dàng tính được độ lớn của Q theo q: $Q = - \frac{q}{\sqrt{3}}$ .

Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay

Các sản phẩm khác của Vietjack:

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Câu 16.9 SBT Vật lí 11 trang 31. Hai quả cầu kim loại nhỏ có cùng kích thước, cùng khối lượng 90 g, được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây mảnh cách điện có cùng chiều dài 1,5 m. Truyền cho mỗi quả cầu một điện tích $2, 4 . 10^{- 7} C$ thì chúng đẩy nhau ra xa tới lúc cân bằng thì hai điện tích cách nhau một đoạn a Coi góc lệch của hai sợi dây so với phương thẳng đứng là rất nhỏ. Tính độ lớn của a Lấy $g = 10 m / s^{2}$ .

Lời giải

Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: trọng lực $\vec{P}$ ; lực điện $\vec{^{F} đ}$ và lực căng $\vec{T}$ .

Muốn quả cầu cân bằng phải có: $\vec{P}$ + $\vec{^{F} đ}$ + $\vec{T}$ = $\vec{0}$

hoặc

\vec{P} + \vec{F_{đ}} = \vec{- T}

, nghĩa là hợp lực của

\vec{P}

và

\vec{F_{đ}}

phải trực đối với

\vec{T}

(Xem Hình 16.1G).

Hai quả cầu kim loại nhỏ có cùng kích thước, cùng khối lượng 90 g, được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây (ảnh 1)

Câu 2

Câu 16.8 SBT Vật lí 11 trang 31.

a) Tính lực tĩnh điện tương tác giữa hạt nhân nguyên tử helium với electron nằm trong lớp vỏ của nguyên tử này. Biết khoảng cách từ electron đến hạt nhân của nguyên tử helium là $2, 94 \times 10^{- 11} m$ , điện tích của electron là $- 1, 6 . 10^{- 19} C$ .

b) Nếu coi electron chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện với bán kính quỹ đạo đã cho ở trên thì tốc độ góc và tốc độ của nó bằng bao nhiêu?

Biết khối lượng của electron là $9, 1 . 10^{- 31} k g$ .

Lời giải

a) Do nguyên tử helium có 2 electron nên $F = 9 . 10^{9} \frac{2 . {(- 1, 6 . 10^{- 19})}^{2}}{{(2, 94 . 10^{- 11})}^{2}} = 5, 33 . 10^{- 7} N$ .