Chuyên đề giải dạng bài tập Cân bằng của điện tích trong điện trường môn Vật Lý 11 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP CÂN BẰNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Để điện tích nằm cân bằng trong điện trường thì hợp lực của các lực tác dụng lên điện tích phải bằng 0:

\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = 0\)

Ví dụ 1: Một quả cầu có khối lượng m = 0,1 g mang điện tích q = 10^-8 được treo bằng một sợi dây không giãn và đặt vào điện trường đều có đường sức nằm ngang. Khi quả cầu cân bằng, dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 45°, lấy g = 10 m/s². Tính:

a. Độ lớn của cường độ điện trường.

b. Tính lực căng dây.

Giải

Tại vị trí cân bằng, vật chịu tác dụng của ba lực như hình vẽ.

a. E = mgtanα/q = 10⁵ V/m

b. T = P/cosα = 1,41.10^-4 N

Ví dụ 2: Điện trường giữa hai bản kim loại thẳng đứng, tích điện trái dấu có độ lớn bằng nhau và có cường độ 4900 V/m. Xác định khối lượng của hạt bụi đặt trong điện trường này nếu nó mang điện tích q = 4.10^-10C và ở trạng thái cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 30°.

Giải

Tương tự, ta cũng có:

m = qE/gtanα = 3,4.10^-7kg

Ví dụ 3: Một hòn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích V = 10 mm³, khối lượng m = 9.10^-5 kg. Dầu có khối lượng riêng D = 800 kg/m³. Tất cả được đặt trong điện trường đều, điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới. Tính điện tích mà hòn bi tích được để nó có thể lơ lửng trong dầu. Cho g = 10 m/s².

Giải

- Hòn bi chịu tác dụng của ba lực: Trọng lực , Lực đẩy Acsimet, Lực điện 

- Để hòn bi nằm cân bằng thì hợp lực giữa lực điện và lực đẩy Acsimet phải đúng bằng trọng lực của hòn bi, ta có:

P = F+F_A => |q| = (P-F_A)/E= 2.10^-9C

Bài 1: Một quả cầu khối lượng m = 4,5.10^-3 kg treo vào một sợi dây dài 2 m. Quả cầu nằm trong điện trường có vec-tơ E nằm ngang, hướng sang trái như hình vẽ. Biết d = 1 m, E = 2000V/m. Lấy g = 10 m/s².

a) Biểu diễn các lực tác dụng lên quả cầu.

b) Tính điện tích của quả cầu.

c) Tính độ lớn của lực căng dây.

Đ/S:

a.  Biểu diễn các lực:

b. q = - 1,3.10^-5(C)

c. Độ lớn lực căng dây: 0,052N

Bài 2: Một quả cầu nhỏ khối lượng 0,1g và có điện tích q = - 10^-6C được treo bằng một sợi dây mảnh ở trong điện trường E = 1000 V/m có phương ngang cho g = 10 m/s². Khi quả cầu cân bằng, tính góc lệch của dây treo quả cầu so với phương thẳng đứng.

Đ/S: 45^o

...

---Để xem đầy đủ nội dung phần Bài tập vận dụng, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Tài liệu Chuyên đề Giải bài tập Cân bằng của điện tích trong điện trường môn Lý 11 năm học 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi 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 !