Bài 1.8 trang 5 Sách bài tập Vật Lí 11

Bài 1. Điện tích. Định luật Cu-lông

Bài 1.8 trang 5 Sách bài tập Vật Lí 11: Một hệ điện tích có cấu tạo gồm một ion dương +e và hai ion âm giống nhau nằm cân bằng. Khoảng cách giữa hai ion âm là α. Bỏ qua trọng lượng của các ion.

a) Hãy cho biết cấu trúc của hệ và khoảng cách giữa ion dương và ion âm (theo a).

b) Tính điện tích của một ion âm (theo e)

Lời giải:

Quảng cáo

a) Trong trạng thái cân bằng, những lực điện tác dụng lên mỗi ion cân bằng lẫn nhau. Điều đó có nghĩa là tất cả các lực phải có cùng một giá hay ba ion phải nằm trên cùng một đường thẳng. Mặt khác, hai ion âm phải nằm đối xứng với nhau ở hai bên ion dương (Hình 1.2 G), thì lực điện do chúng tác dụng lên ion dương mới có thể cân bằng nhau.

Giải sách bài tập Vật Lí 11 | Giải sbt Vật Lí 11

b) Đặt q₂ = q₃ = q (q < 0), q₁ = +e

Xét sự cân bằng của một ion âm.

Lực điện tác dụng lên điện tích q₂ do điện tích q₁ và q₃ gây ra:

$\vec{F_{2}} = \vec{F_{12}} + \vec{F_{32}}$

Điện tích q₂ cân bằng thì:

$\vec{F_{2}} = 0 \Leftrightarrow \vec{F_{12}} + \vec{F_{32}} = 0 \Leftrightarrow \vec{F_{12}} = - \vec{F_{32}} \Leftrightarrow \{\begin{cases} \vec{F_{12}} ↑ ↓ \vec{F_{32}} \\ F_{12} = F_{32} \end{cases}$

$F_{12} = F_{23} \Leftrightarrow \frac{k |q_{1} q_{2}|}{ε r_{_{12}}^{2}} = \frac{k |q_{3} q_{2}|}{ε r_{32}^{2}} \Leftrightarrow \frac{k |e q|}{ε {(\frac{a}{2})}^{2}} = \frac{k q^{2}}{ε a^{2}} \Leftrightarrow |q| = |4 e|$