Hai điện tích điểm q1 = 15 µC q2 = -6 µC đặt cách nhau 0,2 m trong không khí

❮ Bài trước Bài sau ❯

Hai điện tích điểm q = 15 µC; q = -6 µC đặt cách nhau 0,2 m trong không khí. Phải đặt một điện tích q ở vị trí nào để lực điện tác dụng lên điện tích này bằng 0?

Giải Vật Lí 11 Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích - Kết nối tri thức

Bài 4 trang 64 Vật Lí 11: Hai điện tích điểm q₁ = 15 µC; q₂ = -6 µC đặt cách nhau 0,2 m trong không khí. Phải đặt một điện tích q₃ ở vị trí nào để lực điện tác dụng lên điện tích này bằng 0?

Lời giải:

Điện tích q₁ tác dụng lên điện tích q₃ là: $\vec{F_{13}}$

Điện tích q₂ tác dụng lên điện tích q₃ là: $\vec{F_{23}}$

Tổng hợp lực điện tác dụng lên điện tích q₃ là: $\vec{F} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}}$

Để lực điện tác dụng lên điện tích q₃ bằng 0 thì $\vec{0} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}} \Rightarrow \vec{F_{13}} = - \vec{F_{23}}$

Do đó hai lực $\vec{F_{13}}; \vec{F_{23}}$ cùng phương, ngược chiều. Suy ra điện tích q₃ nằm trên đường nối của hai điện tích q₁ và q₂ và nằm ngoài khoảng nối q₁ và q₂ (do hai điện tích q₁, q₂ trái dấu nhau).

Trường hợp 1: Điện tích q₃ nằm gần q₂, cách q₂ đoạn a

$F_{13} = k \frac{|q_{1} q_{3}|}{r_{13}^{2}} = k \frac{|15. q_{3}|}{{(0,2 + a)}^{2}}$

$F_{23} = k \frac{|q_{2} q_{3}|}{r_{23}^{2}} = k \frac{|- 6. q_{3}|}{a^{2}}$

$F_{13} = F_{23} \Leftrightarrow k \frac{|15. q_{3}|}{{(0,2 + a)}^{2}} = k \frac{|- 6. q_{3}|}{a^{2}} \Leftrightarrow \frac{15}{{(0,2 + a)}^{2}} = \frac{6}{a^{2}} \Leftrightarrow [\begin{array}{l} a \approx 0,34 m \\ a \approx - 0,07 m (l o a i) \end{array}$

Trường hợp 2: Điện tích q₃ nằm gần q₁, cách q₁ đoạn a

$F_{13} = k \frac{|q_{1} q_{3}|}{r_{13}^{2}} = k \frac{|15. q_{3}|}{a^{2}}$

$F_{23} = k \frac{|q_{2} q_{3}|}{r_{23}^{2}} = k \frac{|- 6. q_{3}|}{{(a + 0,2)}^{2}}$

$F_{13} = F_{23} \Leftrightarrow k \frac{|15. q_{3}|}{a^{2}} = k \frac{|- 6. q_{3}|}{{(a + 0,2)}^{2}} \Leftrightarrow \frac{15}{a^{2}} = \frac{6}{{(a + 0,2)}^{2}} \Leftrightarrow [\begin{array}{l} a \approx - 0,12 m \\ a \approx - 0,54 m \end{array}$

Trường hợp này vô nghiệm

Kết luận: Để lực điện tác dụng lên điện tích q₃ bằng 0 thì điện tích q₃ phải đặt ở ngoài khoảng nối điện tích q₁ và q₂ và nằm gần q₂.

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích hay khác:

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯

Vật Lí 11 Kết nối tri thức

Hai điện tích điểm q1 = 15 µC q2 = -6 µC đặt cách nhau 0,2 m trong không khí

Giải Vật Lí 11 Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích - Kết nối tri thức

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác: