Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 12: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng nhôm không nhiễm điện, mỗi quả cầu có khối lượng 0,1 kg và được treo vào hai đầu một sợi chỉ tơ dài 1m rồi móc vào cùng một điểm cố định sao cho[r]
(1)Trường THPT Lam Kinh Thầy: Lê văn Hùng ĐT: 0979.350.838 Dạng 3: Khảo sát cân điện tích.
I.PHƯƠNG PHÁP. Bước 1:
Biểu diễn tất ngững lực tác dụng lên điện tích cân bằng: + Trọng lực: P mg
+ Lực điện trường:
2
.r q q k F
Bước 2:
Áp dụng định luật niutơn viết biểu thức cho điều kiện cân điện tích
2
0
n i
F
Bước 3:
+ Chọn hệ trục tọa độ để khảo sát cân điện tích (có thể bỏ qua cần thiết) + Chiếu biểu thức hợp lực lê hệ trục chọn từ tìm kết tốn u cầu
II BÀI TẬP Ở LỚP.
Bài 1: Hai cầu kim loại nhỏ giống có điện tích q khối lượng m = 10g treo hai dây chiều dài 30 cm vào điểm Giữ cho cầu I cố định theo phương thẳng đứng, dây treo cầu II lệch góc = 600 so với phương thẳng đứng Cho g = 10m/s2 Tìm q ?
Đs: q = C
k g m
l 106
T P
Bài 2: Một cầu nhỏ có khối lượng m = 1,6g, tích điện q = 2.10-7C treo bằng
một sợi dây tơ mảnh Ở phía cần phải đặt điện tích q2 để lực
căng dây giảm nửa
Đs: Vậy q2 > có độ lớn q2 = 4.10-7C
Bài 3: Ba cầu nhỏ khối lượng m, treo vào sợi dây chiều dài l buộc vào điểm Khi tích điện tích q nhau, chúng đẩy xếp thành tam giác cạnh Tính điện tích q cầu
Đs:
3
2
3(3 )
ma g q
k l a
Bài 4: Hai điện tích điểm q1 = 10-8 C, q2 = 4.10-8 C đặt A B cách cm chân không Phải đặt
điện tích q3 = 10-6 C đâu để điện tích q3 nằm cân (khơng di chuyển) ?
Đs: Tại C cách A cm cách B cm.
Bài 15: Hai điện tích điểm q1 = q2 = - 4.10-6 C, đặt A B cách 10 cm khơng khí Phải đặt điện
tích q3 = 10-8 C đâu để q3 nằm cân bằng?
Đs: CA = CB = cm.
Bài 6: Hai điện tích q1 = 2.10-8 C, q2= -8.10-8 C đặt A B khơng khí, AB = cm.Một điện tích q3 đặt
tại C Hỏi:
a C đâu để q3 cân bằng?
b Dấu độ lớn q3 để q1 q2 cân ?
Đs: a CA= cm,CB= 16 cm b.q3 = -8.10-8 C
(2)Trường THPT Lam Kinh Thầy: Lê văn Hùng ĐT: 0979.350.838 Bài 7: Tại ba đỉnh tam giác đều, người ta đặt ba điện tích giống q1 = q2 = q3 = 6.10-7C Hỏi phải
đặt điện tích thứ tư q0 đâu, có giá trị để hệ thống đứng yên cân
Đs: Đặt trọng tâm tam giác điện tích q0 3,46.10 C7
III BÀI TẬP Ở NHÀ.
Bài 1: Hai cầu nhỏ giống nhau, khối lượng m = 0,2kg, treo điểm hai sợi tơ mảnh dài l = 0,5m Khi cầu tích điện q nhau, chúng tách khoảng a = 5cm Xác đinh q
ĐS:
2
amg
q a. 5,3.10 C k 4l a
Bài 2 : Ở đỉnh hình vng cạnh a có đặt điện tích Q = 10-8C Xác định dấu độ lớn điện tích q đặt
tâm hình vng để hệ điện tích cân ? Đs : (2 1)
4
Q
q
Bài 3: Cho hai điện tích q1=4 C , q2=9C đặt hai điểm A B chân không AB = 1m Xác định vị
trí điểm M để đặt M điện tích q0, lực điện tổng hợp tác dụng lên q0 0, chứng tỏ vị trí
M không phụ thuộc giá trị q0 Đs: AM 0,4m
Bài 4: Người ta treo hai cầu nhỏ có khối lượng m = 0,01g sợi dây có chiều dài (khối lượng không đáng kể) Khi hai cầu nhiễm điện độ lớn dấu chúng
đẩy cách khoảng R = 6cm Lấy g = 9,8m/s2 Tính điện tích cầu
ĐS:
3
9 R mg
q 1,533.10 C
2kl
Bài 5: Cho hai điện tích dương q1 = (nC) q2 = 0,018 (C) đặt cố định cách 10 (cm) Đặt thêm
điện tích thứ ba q0 điểm đường nối hai điện tích q1, q2 cho q0 nằm cân Xác định vị trí
q0
ĐS: cách q1 2,5 (cm) cách q2 7,5 (cm)
Bài 6: Một cầu khối lượng 10 g,được treo vào sợi cách điện Quả cầu mang điện tích q1= 0,1 C
Đưa cầu thứ mang điện tích q2 lại gần cầu thứ lệch khỏi vị trí lúc đầu,dây treo hợp với
đường thẳng đứng góc =300 Khi cầu nằm mặt phẳng nằm ngang cách 3
cm Tìm độ lớn q2 lực căng dây treo? g =10m/s2
ĐS: q2 = 0,058 C; T = 0,115 N
Bài 7: Hai điện tích q1 = - 2.10-8 C, q2= 1,8.10-8 C đặt A B không khí, AB = cm Một điện tích q3
đặt C Hỏi:
a C đâu để q3 cân bằng?
b Dấu độ lớn q3 để q1 q2 cân ?
Đs: a CA= cm,CB= 12 cm b q3 = 4,5 10-8 C Bài 8: Tại ba đỉnh tam giác cạnh a người ta đặt ba điện tích giống q1 = q2 = q3 = 10-7 C
Hỏi phải đặt đặt điện tích thứ tư q0 đâu, có giá trị để hệ thống đứng yên cân bằng?
Đs: q0 = 1 3, 46.10
3 q C
Bài 9: Hai điện tích q1 = 2.10-8 C đặt A q2 = -8.10-8 C đặt B, chúng cách đoạn AB = 15 cm
trong không khí Phải đặt điện tích q3 M cách A để cân bằng?
Đs: AM = 10 cm
Bài 10: Ở trọng tâm tam giác người ta đặt điện tích q1 = 3.106C Xác định điện tích q
(3)Trường THPT Lam Kinh Thầy: Lê văn Hùng ĐT: 0979.350.838 Đs: q = -3.10-6 C
Bài 11: Hai cầu nhỏ khối lượng m = 0,6 kg treo khơng khí hai sợi dây nhẹ chiều dài l= 50 cm vào điểm Khi hai cầu nhiễm điện giống nhau, chúng đẩy cách khoảng R = cm
a Tính điện tích cầu, lấy g = 10m/s2
b Nhúng hệ thống vào rượu êtylic (= 27), tính khoảng cách R, hai cầu, bỏ qua lực đẩy
Acsimet
Cho biết góc nhỏ sin ≈ tg
Đs: a.q = 12.10-9 C b R, =2 cm. Bài 12: Hai cầu nhỏ giống nhơm khơng nhiễm điện, cầu có khối lượng 0,1 kg treo vào hai đầu sợi tơ dài 1m móc vào điểm cố định cho hai cầu vừa chạm vào Sau chạm vật nhiễm điện vào hai cầu thấy chúng đẩy tách xa khoảng r = cm Xác định điện tích cầu?
Đs: q = 0,035 10-9 C. Bài 13: Hai qủa cầu nhỏ giống treo vào sợi dây có chiều dài l = 20cm Đầu sợi
dây treo vào điểm Truyền cho cầu điện tích tổng cộng Q = 8.10-7 C ta thấy chúng đẩy nhau
và dây treo hợp với góc 900 Lấy g = 10 m/s2 Hãy XĐ khối lượng m cầu ?
Bài 14: Hai qủa cầu nhỏ có khối lượng m= 1g treo vào sợi dây có chiều dài l Đầu sợi dây treo vào điểm Truyền cho cầu điện tích q = 10-8C ta thấy chúng tách xa nhau
đoạn a= 3cm Lấy g = 10 m/s2 Hãy XĐ chiều dài l dây treo ?
Bài 15: Treo cầu nhỏ có m= 1,6g, mang điện tích q1= 2.10-7C sợi dây mảnh Ở theo
phương thẳng đứng, cách 30cm cần đặt điện tích q2 để :
a Sức căng sợi dây giảm nửa
b Sức căng sợi dây tăng lên gấp đôi Lấy g = 10 m/s2.
Bài 16: Hai qủa cầu giống nhau, khối lượng m, mang điện tích q treo vào hai sợi dây co chiều dài l Đầu hai sợi dây treo vào điểm Do lực tương tác tĩnh điện hai cầu đẩy
và cách đoạn a Lấy g = 10 m/s2
a Xác định góc lệch sợi dây so với phương thẳng đứng ? b Xác định lực căng dây treo ?
Áp dụng với m= 2,5g; q = 5.10-7C; a= 60cm