Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau

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

Câu 16.10 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau và một điện tích điểm Q nằm cân bằng. Biết ba điện tích q nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn của điện tích (theo q) và vị trí của điện tích điểm Q.

Lời giải:

Thử xét trạng thái cân bằng của điện tích dương q đặt tại một trong ba đỉnh của tam giác đều ABC (cạnh a, đỉnh C chẳng hạn). Lực đẩy của các điện tích q đặt tại hai đỉnh còn lại của tam giác lên điện tích đặt tại C có độ lớn là: $F=\frac{q^2}{4\pi {\epsilon }_0{a}^2}$

Hợp lực $\overrightarrow{F_{đ}}$ của hai lực này có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra ngoài tam giác (xem Hình 16.2G), độ lớn: $F_d=F\sqrt{3}=\frac{q^2}{4\pi {\epsilon }_0{a}^2}\sqrt{3}$(1)

Muốn điện tích đặt tại C nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy $\overrightarrow{F_{đ}}$. Điện tích Q do đó phải trái dấu với các điện tích q (Q phải mang điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, muốn cho các điện tích q đặt tại các đỉnh A và B nằm cân bằng thì điện tích Q phải nằm trên các đường phân giác của góc A và B. Nghĩa là Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác đều ABC và khoảng cách r từ Q đến C sẽ là: $r=\frac{2}{3}a\cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$

Độ lớn của lực $\overrightarrow{F_h}$ do Q tác dụng lên các điện tích q là: (2)

Vì F_h = $F_{đ}$ nên từ (1) và (2), dễ dàng tính được độ lớn của Q theo q: Q = -$\frac{q}{\sqrt{3}}$.

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích hay khác:

• Câu 16.1 trang 30 Sách bài tập Vật Lí 11: Dùng vải cọ xát một đầu thanh nhựa rồi đưa lại gần hai vật nhẹ thì thấy thanh nhựa hút cả hai vật này ....

• Câu 16.2 trang 30 Sách bài tập Vật Lí 11: Ba điện tích điểm chỉ có thể nằm cân bằng dưới tác dụng của các lực điện khi ....

• Câu 16.3 trang 30 Sách bài tập Vật Lí 11: Tăng khoảng cách giữa hai điện tích lên 2 lần thì lực tương tác giữa chúng ....

• Câu 16.4 trang 30 Sách bài tập Vật Lí 11: Tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi ....

• Câu 16.5 trang 30 Sách bài tập Vật Lí 11: Hai quả cầu A và B có khối lượng $m_1$ và m₂ được treo vào điểm O bằng hai đoạn dây cách điện OA và AB (Hình 16.1) ....

• Câu 16.6 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: Giải thích tại sao bụi bám chặt vào các cánh quạt máy bằng nhựa mặc dù các cánh quạt này thường xuyên quay rất nhanh ....

• Câu 16.7 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: a) Hãy giải thích tại sao đưa một quả cầu Q tích điện dương lại gần đầu A ....

• Câu 16.8 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: a) Tính lực tĩnh điện tương tác giữa hạt nhân nguyên tử helium với electron nằm trong lớp vỏ của nguyên tử này ....

• Câu 16.9 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: Hai quả cầu kim loại nhỏ có cùng kích thước, cùng khối lượng 90 g ....

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

• SBT Vật Lí 11 Bài 17: Khái niệm điện trường

• SBT Vật Lí 11 Bài 18: Điện trường đều

• SBT Vật Lí 11 Bài 19: Thế năng điện

• SBT Vật Lí 11 Bài 20: Điện thế

• SBT Vật Lí 11 Bài 21: Tụ điện

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---