1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

ĐÁP án TỔNG hợp lực điện cân BẰNG điện TÍCH

7 770 9

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 7
Dung lượng 122,58 KB

Nội dung

ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN CHI TIẾT CHỦ ĐỀ: TỔNG HỢP LỰC ĐIỆN, HỆ ĐIỆN TÍCH CÂN BẰNG HAY VÀ KHÓ.FILE TÀI LIỆU CUNG CẤP ĐẦY ĐỦ: LÝ THUYẾT, CÔNG THỨC LIÊN QUAN, PHƯƠNG PHÁP LÀM BÀI, HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT. DÀNH CHO HỌC SINH LUYỆN THI THPT QUỐC GIA.

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG DẠNG 2,3: TỔNG HỢP LỰC ĐIỆN ĐIỆN TÍCH ĐỨNG CÂN BẰNG

A LÝ THUYẾT

B CÔNG THỨC

1 Dạng 2: Tìm lực tổng hợp nhiều điện tích

Vận dụng công thức định luật hàm cosin: cosα Với α là góc hợp bởi 2 lực F1 và F2

Khi 2 lực song song cùng chiều: F = F1 + F2 (góc α = 00)

Khi 2 lực song song ngược chiều: (góc α = 1800)

Khi 2 lực vuông góc: (góc α = 900)

Phương pháp:

- Tính độ lớn các lực thành phần F1, F2

- Xác định góc hợp bởi 2 lực F1 và F2

- Áp dụng công thức định luật hàm COSIN để tính F

2 Dạng 3: Bài toán cân bằng điện tích

* Khi điện tích chịu tác dụng của 2 lực cân bằng, thì 2 lực đó phải song song, ngược chiều nhau Từ đó ta suy

ra 2 phương trình:

+ Phương trình 1: Độ lớn 2 lực bằng nhau

+ Phương trình 2: Điện tích thứ 3 phải nằm trên đường thẳng nối 2 điện tích còn lại

* Khi điện tích chịu tác dụng của hệ 3 lực cân bằng, thì lực này phải cân bằng với hợp 2 lực còn lại Để giải

bài toán này ta áp dụng quy tắc TAM GIÁC LỰC, hoặc ĐỊNH LUẬT HÀM COSIN.

C BÀI TẬP

Dạng 2: Tìm lực tổng hợp nhiều điện tích

Bài 1: Cho hai điện tích điểm q1=16µ C và q2 = -64µ C lần lượt đặt tại hai điểm A và B trong chân không

cách nhau AB = 100cm Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm q0=4µ C đặt tại:

a Điểm M: AM = 60cm, BM = 40cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 00

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 = 16N

b Điểm N: AN = 60cm, BN = 80cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

Trang 2

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 900.

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = = 3,94N

Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = 2.10-2 (µC) và q2 = - 2.10-2 (µC) đặt tại hai điểm A và B cách nhau một đoạn

a = 30 (cm) trong không khí Lực điện tác dụng lên điện tích q0 = 2.10-9 (C) đặt tại điểm M cách đều A và B một khoảng bằng a có độ lớn là:

A 4.10-6N B 5.10-6N C 7.10-6N D 2.10-6N

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1200 (Vì tam giác ABM đều)

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = = 4.10-6N

Bài 3: Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = -8.10-8 C đặt tại A và B trong không khí AB = 6 cm Xác định lực tác dụng lên q3 = 8.10-8 C , nếu:

a CA = 4 cm, CB = 2 cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 00

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = F1 + F2 = 0,072N

b CA = 4 cm, CB = 10 cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1800

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,03024N

c CA = CB = 5 cm

A 4.10-6N B 5.10-6N C 7.10-6N D 2.10-6N

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Ta có: sinα = Suy ra: α = 36,870

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: β =1800 - 2.36,870 = 106,260

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0138N

Trang 3

Bài 4: Người ta đặt 3 điện tích q1 = 8.10-9 C, q2 = q3 = -8.10-9 C tại ba đỉnh của một tam

giác đều cạnh 6 cm trong không khí Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích q0=

6.10-9 C đặt ở tâm O của tam giác

A 2,4.10-4N B 2,5.10-6N C 2,7.10-6N D 2,8.10-6N

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Lực do q3 tác dụng lên q0:

- Do tính đối xứng, dễ dàng suy ra góc hợp bởi F2 và F3là 1200, F1 là góc phân giác giữa F2 và F3.

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos600 + F1 =

Bài 5: Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8C, q2 = 64.10-8C, q3 = -10-7C đặt trong không khí lần lượt tại ba đỉnh của một tam giác vuông ABC góc tại C Cho AC = 30cm, BC=40cm Xác định vectơ lựcđiện tổng hợp tác dụng lên q3

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 900

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0045N

Bài 6: Cho 3 điện tích điểm q1 = 4.10-8C ; q2 = - 4.10-8C ; q0 = 5.10-8C đặt tại ba đỉnh của một tam giác ABC đều cạnh a = 2cm trong không khí Xác định vectơ lực tác dụng lên q3.

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1200

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F1.cos600 = 0,0045N

Bài 7: Cho 3 điện tích điểm q1 = 6.10-9C ; q2 = -8.10-9C ; q3 = -8.10-9C đặt tại ba đỉnh của một tam giác ABC đều cạnh a = 6cm trong không khí Xác định vectơ lực tác dụng lên q0= 8.10-9C đặt tại tâm tam giác

A 2,4.10-4N B 2,5.10-6N C 2,7.10-6N D 2,8.10-6N

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Lực do q3 tác dụng lên q0:

là góc phân giác giữa F2 và F3.

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos600 + F1 =

Trang 4

Bài 8: Ba điện tích điểm q1 = 27.10-8 C; q2 = 64.10-8 C, q3 = -10-7 C đặt tại ba đỉnh của tam giác ABC vuông tại C Cho AC = 30 cm; BC = 40 cm Xác định lực tác dụng lên q3? Hệ thống đặt trong không khí

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 900

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,0045N

Bài 9: Hai điện tích q1 = 4.10-8 C, q2 = -4.10-8 C đặt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng a = 4 cm trong không khí Xác định lực tác dụng lên điện tích điểm q0 = 2.10-9 C khi:

a q đặt tại trung điểm O của AB

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 00

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 = 0,0036N

b q0 đặt tại M sao cho AM = 4 cm, BM = 8 cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1800

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = N

Bài 10: Tại 2 điểm A, B cách nhau 10 cm trong không khí, đặt 2 điện tích q1 = q2 = - 6.10-6 C Xác định lực điện trường do hai điện tích này tác dụng lên điện tích q3 = -3.10-8 C đặt tại C? Biết AC = BC = 15 cm

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Ta có: sinα = Suy ra: α = 19,470

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: β =1800 - 2.19,470 = 141,060

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 0,048N

Bài 11: Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong không khí, đặt hai điện tích q1 = -3.10-6C, q2 = 8.10-6C Xác định lực điện trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt tại C Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm

Trang 5

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Tam giác ABC vuông tại C (theo Pitago)

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 900

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = 6,76N

Bài 12: Cho hai điện tích điểm q1 = 9.10-8C, q2 = -12.10-8C đặt tại A và B cách nhau 12 cm trong môi trường chân không Xác định lực tương tác của hai điện tích lên điện tích q0 = 3.10-8C đặt tại M biết:

a M là trung điểm của AB?

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0: - Góc hợp giữa F1 và F2 là: 00

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = F1 + F2 =

b MA = 3cm, MB = 15cm?

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q3:

- Lực do q2 tác dụng lên q3:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1800

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q3 là: F = = N

c Tam giác MAB là tam giác đều?

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q0:

- Lực do q2 tác dụng lên q0:

- Góc hợp giữa F1 và F2 là: 1200

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F1.cos600 = N

Bài 13: Bốn điện tích cùng loại có độ lớn q 10 C= −5 đặt tại 4 đỉnh của một hình vuông cạnh a 5cm= trong

không khí Xác định lực tác dụng của ba điện tích lên điện tích thứ tư?

Hướng dẫn:

- Lực do q1 tác dụng lên q4:

- Lực do q2 tác dụng lên q4: (r' = r vì là đường chéo hình vuông)

- Lực do q3 tác dụng lên q4:

Trang 6

- Do tính đối xứng, dễ dàng suy ra góc hợp bởi F2 và F3là 1200, F1 là góc phân giác giữa F2 và F3.

- Lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 là: F = 2F2 cos450 + F1 = 34,45

Dạng 3: Bài toán cân bằng điện tích

Bài 1: Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4 10-8 C đặttại A và B cách nhau 9 cm trong chân không Phải đặt điện tích q3 = 2.10-6 C tại đâu để điện tích q3 nằm cân bằng?

A Cách q1 3cm, cách q2 6cm B Cách q1 6cm, cách q2 3cm

C Cách q1 4,5cm, cách q2 4,5cm D Cách q1 4cm, cách q2 5cm

Hướng dẫn:

- Để q3 nằm cân bằng thì 2 lực do q1 và q2 tác dụng lên q3 phải ngược

chiều nhau và độ lớn bằng nhau Do đó q3 phải nằm trên đường thẳng AB

và ở trong AB

- Suy ra: r1 + r2 = 9cm (ptr1)

- Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 2r1 (ptr2)

- Giải (ptr1) và (ptr2), ta có: r1 = 3cm, r2 = 6cm

Bài 2: Hai điện tích điểm q1 = q2 = -4 10-6C, đặt tại Avà B cách nhau 10 cm trong không khí Phải đặt điện tích q3 = 4 10-8C tại đâu để q3 nằm cân bằng?

A Cách q1 3cm, cách q2 7cm B Cách q1 6cm, cách q2 4cm

C Cách q1 4cm, cách q2 6cm D Cách q1 5cm, cách q2 5cm

Hướng dẫn:

- Để q3 nằm cân bằng thì 2 lực do q1 và q2 tác dụng lên q3 phải ngược

chiều nhau và độ lớn bằng nhau Do đó q3 phải nằm trên đường thẳng AB

và ở trong AB

- Suy ra: r1 + r2 = 10cm (ptr1)

- Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = r1 (ptr2)

- Giải (ptr1) và (ptr2), ta có: r1 = 5cm, r2 = 5cm

Bài 3: Hai điện tích q1 = 2 10-8 C đặt tại A và q2 = -8.10-8 C đặt tại B, chúng cách nhau một đoạn AB = 15cm trong không khí Phải đặt một điện tích q3 tại M cách A bao nhiêu để nó cân bằng?

A Cách q1 5cm, cách q2 10cm B Cách q1 30cm, cách q2 15cm

C Cách q1 15cm, cách q2 30cm D Cách q1 5cm, cách q2 20cm

Hướng dẫn:

- Để q3 nằm cân bằng thì 2 lực do q1 và q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều nhau và độ lớn bằng nhau Do đó

q3 phải nằm trên đường thẳng AB và ở ngoài AB

- Suy ra: r2 - r1 = 15cm (ptr1)

- Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 2r1 (ptr2)

- Giải (ptr1) và (ptr2), ta có: r1 = 15cm, r2 = 30cm

Bài 4: Cho hai điện tích q1= -2.10-8 C và q2=1,8.10-7 C đặt tại hai điểm A, B cách nhau 8cm trong không khí Phải đặt một điện tích q3 tại M cách A bao nhiêu để nó cân bằng?

Trang 7

A Cách q1 2cm, cách q2 6cm B Cách q1 6cm, cách q2 2cm

C Cách q1 4cm, cách q2 4cm D Cách q1 3cm, cách q2 5cm

Hướng dẫn:

- Để q3 nằm cân bằng thì 2 lực do q1 và q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều nhau và độ lớn bằng nhau Do đó

q3 phải nằm trên đường thẳng AB và ở trong AB

- Suy ra: r1 + r2 = 8cm (ptr1)

- Độ lớn F1 = F2 Suy ra: = Vậy: = Hay r2 = 3r1 (ptr2)

- Giải (ptr1) và (ptr2), ta có: r1 = 2cm, r2 = 6cm

Bài 5: Tại ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a người ta đặt ba điện tích giống nhau q1 = q2 =q3 = 6.10

-7C,Phải đặt điện tích q0 tại đâu và có điện tích bằng bao nhiêu để hệ cân bằng?

C Chân 1 đường phân giác D Chân 1 đường trung tuyến

Hướng dẫn: Do tính đối xứng, q0 phải đặt tại trọng tâm tam giác

Ngày đăng: 08/07/2017, 13:08

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w