|
|
giải đáp
|
dòng điện xoay chiều
|
|
|
|
Đèn sẽ tắt khi $u=220\sqrt{2}\sin 100\pi t\leq 110\sqrt{2} (V)\Leftrightarrow \sin 100\pi t\leq 0,5 $
$\left[ \begin{array}{l}0\leq 100t\\100t\leq (chỉ xét 0\leq t\leq
0,5T)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}0\leq
t\leq (s)\\(s)\leq t\leq (s)\end{array} \right. $ $\Rightarrow $ thời gian đèn tắt trong $0,5T$ là : $\Delta t=\frac{1}{600}+(\frac{1}{100}-\frac{5}{600} )=\frac{1}{300}(s) $
|
|
|
|
giải đáp
|
cảm ứng từ
|
|
|
|
 Xét một đoạn nhỏ $AA'$ chiều dài $\Delta l$ trên vành, khối lượng đoạn đó là $\Delta m=\frac{m.\Delta l}{2\pi R} $ điện tích $\Delta Q=\frac{Q.\Delta l}{2\pi R} $ Mỗi
đoạn $\Delta l$ như vậy sẽ chịu tác dụng của ba lực : sức căng tại hai
đầu ($A$ và $A'$) và lực từ $\overrightarrow {F} $ hướng ra phía ngoài.
Hợp lực của các lực nói trên là lực hướng tâm đặt trên $\Delta l$ Ta có $2Tsin\alpha -F=\Delta m.\omega^2.R^2$ Với $F=BI\Delta l=\frac{B.\Delta Q}{t}.\Delta l $ Lưu ý rằng $\frac{\Delta l}{t}=v=r\omega $ và $sin\alpha =\frac{\Delta l}{2R} $ Ta tìm ra được kết quả : $T=\frac{\omega R}{2\pi} (QB+m\omega)$
|
|
|
|
giải đáp
|
lực từ -cảm ứng từ
|
|
|
|
 Từ trường do dòng $I_1$ gây nên tại các vị trí nằm trên cạnh khung dây có chiều hướng vào mặt phẳng hình vẽ Lực từ tác dụng lên mỗi cạnh khung dây có chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái Các
lực từ nói trên nằm trong mặt phẳng khung dây nên không gây nên mômen
làm quay khung [ góc tạo bởi $\overrightarrow {B} $ và pháp tuyến khung
dây $\alpha =(\overrightarrow {B},\overrightarrow {n} )=0$] Do tính
đối xứng nên cảm ứng từ do $I_1$ gây nên tại $M,P$ bằng nhau, các lực
từ $\overrightarrow {F_1} ,\overrightarrow {F_3} $ tác dụng lên các
cạnh $AB,CD$ trực đối Các lực từ $\overrightarrow {F_2},\overrightarrow {F_4} $ tác dụng lên các cạnh $BC,DA$ ngược chiều nhưng khác độ lớn
$\begin{cases} F_2=I_2.B_N.BC=I_2.2.10^{-7}
.\frac{I_1}{ON}.BC=2.10^{-7} .\frac{I_1+I_2}{a+l}.l \\
F_4=I_2.B_Q.AD=I_2.2.10^{-7} .\frac{I_1}{OQ}.AD=2.10^{-7}
.\frac{I_1.I_2}{a}.l \end{cases} $ Lực từ tổng hợp tác dụng lên khung dây
$\overrightarrow {F} =\overrightarrow {F_1}+\overrightarrow
{F_2}+\overrightarrow {F_3}+\overrightarrow {F_4} $ $\overrightarrow {F} $ cùng chiều với $\overrightarrow {F_4} $ có độ lớn : $F=F_4-F_2$ $F=2.10^{-7} .I_1.I_2.l(\frac{1}{a}-\frac{1}{a+l} )$ $F=8.10^{-5} N$ Nếu không tác dụng lực ngoài để giữ khung dây, khung dây sẽ bị hụt về phía dòng $I_1$
|
|
|
|
giải đáp
|
mặt trời- mặt đất
|
|
|
|
Gọi $M_1,M_2$ và m lần lượt là khối lượng Mặt Trời, Trái Đất và Mặt
Trăng. $R_1,R_2$ là khoảng cách từ Mặt Trời và Trái Đất đến Mặt Trăng. Ta có $M_1=300000M_2;R_1=300R_2$. Lực hút do Mặt Trời: $F_1=G\frac{M_1m}{R^2_1} $ Lực hút do Trái Đất: $F_2=G\frac{M_2m}{R^2_2} $ Lập tỉ số $\Rightarrow \frac{F_1}{F_2}=\frac{M_1}{M_2}\frac{R^2_2}{R^2_1}=\frac{3.10^5}{9.10^4} =\frac{10}{3} $. Vậy, lực hút do Mặt Trời bằng $\frac{10}{3} $ lực hút do Trái Đất.
|
|
|
|
giải đáp
|
mặt trời
|
|
|
|
Khái quát quá trình hình thành và tiến hóa: -Dưới tác dụng của lực
vạn vật hấp dẫn, các nguyên tử hiđrô bị hút lại gần nhau và tụ lại thành
một đám to dần. Thế năng hấp dẫn biến đổi thành động năng rồi thành
nhiệt năng làm cho nhiệt độ của đám tăng dần lên. Khi nhiệt độ đạt đến
vài chục triệu độ thì xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. Trong quá trình
phản ứng, hiđrô bị biến thành heli, rồi thành cacbon, thành nitơ,
ôxi...sao lúc này như một quả cầu khí có mật độ vật chất ở tâm đậm đặc
hơn và tại đó xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. Khí ở lớp vỏ chịu tác
dụng của hai lực: Lực vạn vật hấp dẫn hướng vào tâm ngôi sao và lực đẩy
ra do áp suất tạo ra trong chuyển động nhiệt cũng như áp suất tạo ra do
các bức xạ (ma ta gọi chung là áp suất ánh sáng.) Ở những lớp khí
ngoài cùng thì lực đẩy lớn hơn lực hút ; ở những lớp khí bên trong thì
lực hút lớn hơn lực đẩy. Như vậy, vỏ ngoài của sao thì nở ra còn lõi thì
co lại. Kết quả là những ngôi sao có khối lượng nhỏ cỡ 0,1 khối lượng
Mặt Trời có lớp vỏ ngoài rất mỏng; sau một thời gian, chỉ có phần lõi có
kích thước nhỏ và có nhiệt độ bên ngoài rất cao. Đó là một sao chắt
trắng.
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
Điện tích $q_3$ sẽ chịu hai lực tác dụng của $q_1,q_2$ là
$\overrightarrow {F_1},\overrightarrow {F_2} $.Lực tổng hợp tác dụng
lên $q_3$ là $\overrightarrow {F}=\overrightarrow {F_1}+\overrightarrow {F_2} $  $a)$ Trường hợp $1$ : Vì $AC+CB=AB$ nên $C$ nằm trong đoạn $AB$ Vì
$q_1,q_3$ cùng dấu nên $\overrightarrow {F_1} $ là lực đẩy $q_2q_3$
trái dấu nên $\overrightarrow {F_2} $ là lực hút. Trên hình vẽ ta thấy
$\overrightarrow {F_1},\overrightarrow {F_2} $ cùng chiều Vậy : + $\overrightarrow {F} $ cùng chiều $\overrightarrow {F_1},\overrightarrow {F_2} $ (hướng từ $C$ đến $B$) + độ lớn : $F=F_1+F_2=k\frac{|q_1q_3|}{AC^2} +k\frac{|q_2q_3|}{BC^2} $ $F=9.10^9.\frac{8.10^{-8}.8.10^{-8} }{(4.10^{-2})^2} +9.10^9.\frac{8.10^{-8}.8.10^{-8} }{(2.10^{-2} )^2} =0,18N$ $b)$ Trường hợp $2$ :  Vì $CB-CA=AB$ nên $C$ nằm trên đường $AB$ ngoài khoảng $AB$ về phía $A$ $F_1=k\frac{|q_1q_3|}{AC^2}=\frac{9.10^9.8.10^{-8}.8.10^{-8}}{(4.10^{-2} )^2} =36.10^{-3} N $ $F_2=k\frac{|q_2q_3|}{AC^2}=\frac{9.10^9.8.10^{-8}.8.10^{-8}}{(10.10^{-2} )^2} =5,76.10^{-3} N $ Theo hình vẽ ta thấy $\overrightarrow {F_1},\overrightarrow {F_2} $ ngược chiều $F_1>F_2$ Vậy : + $\overrightarrow {F} $ cùng chiều $\overrightarrow {F_1} $ (hướng ra xa $A.B$) + độ lớn $F=F_1-F_2=30,24.10^{-3} N$  $c)$ Trường hợp $3 :$ Vì $C$ cách đều $A,B$ nên $C$ nằm trên trung trực của đoạn $AB$ $F_1=k\frac{|q_1q_3|}{AC^2}=23,04.10^{-3} N $ $F_2=k\frac{|q_2q_3|}{CB^2}=23,04.10^{-3} N $ Vì
$F_2=F_2$ nên $\overrightarrow {F} $ nằm trên phân giác góc
$(\overrightarrow {F_1},\overrightarrow
{F_2} )$ $\Rightarrow \overrightarrow {F}\bot CH $ (phân giác của hai góc kể bù) $\Rightarrow \overrightarrow {F}//AB $ $\Rightarrow \alpha =(\overrightarrow {F_1},\overrightarrow {F} )=\widehat{CAB} $ Độ lớn $F=2F_1\cos \alpha =2F_1\cos \widehat{CAB}=2F_1.\frac{AH}{AC} $ $F=2.23.04.10^{-3} .\frac{3}{5} =27,65.10^{-3} N $ Vậy $\overrightarrow {F} $ có phương song song với $AB$ có chiều hướng từ $A$ đến $B$ độ lớn $F=27,65.10^{-3} N $
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
Đặt $F,F'$ lần lượt là độ lớn của lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện
tích $q_1,q_2$ khi chúng được đặt cách nhau khoảng $R$ trong không khí
và trong dầu Ta có : $F=k.\frac{|q_1q_2|}{r} ; F'=\frac{k}{\epsilon } \frac{|q_1q_2|}{r^2} $ Theo đề $\frac{F'}{F}=\frac{1}{4} \Rightarrow \epsilon =4$ Đặt
$r'$ là khoảng cách trong dầu của hai điện tích để lực tương tác tĩnh
điện vẫn như trong không khí lúc chúng cách nhau khoảng r, ta có : $F=k\frac{|q_1q_2|}{r^2} =\frac{k}{\epsilon } .\frac{|q_1q_2|}{r'^2} $ $\Rightarrow r'=\frac{r}{\sqrt{\epsilon } } =\frac{20}{\sqrt{4} } =10cm$
|
|
|
|
giải đáp
|
lăng kính
|
|
|
|
 $1)$
Gọi $S_1,S_2$ là hai ảnh ảo của $S$ tạo bởi hai lăng kính.Chùm tia xuất
phát từ khe $S$ sau khi khúc xạ qua lưỡng lăng kính bị tách thành
hai.Các chùm tia này giống như xuất phát từ $S_1,S_2$.Các nguồn ảo
$S_1,S_2$ là hai nguồn kết hợp.$S_1,S_2$ và các chùm tia sáng do chúng
phát ra đối xứng với nhau qua mặt phẳng chứa đáy của lăng kính. Vì
từ cùng một nguồn $S$ tách thanh hai nên các chùm tia sáng xuất phát từ
$S_1,S_2$ kết hợp với nhau gây ra hiện tượng giao thoa.Miền chung
$O_1MN$ của hai chùm tia chính là miền giao thoa Qua hình vẽ ta
thấy lưỡng lăng kính cũng là một dụng cụ tạo ra các nguồn kết hợp và
tương đường với khe Iâng.do đó ta có thể áp dụng các kết quả về hiện
tượng giao thoa qua khe Iâng đối với lưỡng lăng kính Frexnen với khoảng
cách giữa hai nguồn sáng ( khe sáng ) $a=S_1S_2$ và khoảng cách từ mặt
phẳng chứa hai khe tới màn $D=d_1+d_2$ Từ hình ta thấy bề rộng của miền giao thoa : $MN=2d_2\tan\alpha
\approx 2d_2\alpha $ với $\alpha $ là góc lệch của tia sáng do lăng
kính gây ra.Vì góc chiết quang $A$ nhỏ nên $\alpha =(n-1)A$.Do đó : $MN=2d_2(n-1)A=0,105m=10,5cm$ $2)$ Khoảng vân được tính theo công thức : $i=\frac{\lambda D}{a} $ với $\lambda =0,56\mu m$ $D=d_1+d_2=0,2+6=6,2; a=2d_1\alpha =0,35.10^{-2}m$ Suy ra $i\approx 1mm$ $3)$
Ta có thể rút ra kết luận : Khi phủ lên một trong hai lăng kính một lớp
nhựa thì hệ thống vân giao thoa trên màn $E$ không có gì thay đổi nhưng
toàn bộ hệ thống vân giao thoa dịch chuyển một đoạn về phía lăng kính
có phủ lớp nhựa là : $x_0=\frac{(n'-1)eD}{a} $ Suy ra bề dày lớp nhựa $e=\frac{ex_0}{(n'-1)D} =6,4.10^{-6}m=6,4\mu m$
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
$a)$ Điện thế tại một điểm ($O$ hoặc $O'$) là tổng hợp của hai điện thế do hai điện tích $q_1,q_2$ gây ra. Điện thế tại $C$ là : $V_C=V_{1C}+V_{2C}=k\frac{q_1}{AC}+k\frac{q_2}{BC} $ Ta có $BC=\sqrt{AB^2+AC^2}=5cm $ Thay số : $k=9.10^9 C $ đv $SI;q_1=5.10^{-9} C ;q_2=-5.10^{-9} C ;AC=3cm=3.10^{-2} m;BC=5cm=5.10^{-2} C $ ta được $V_C=600V$ Điện thế tại $O$ là $V_O+V_{1O}+V_{2O}=k\frac{q_1}{AO}+k\frac{q_2}{BO} $ Vì $AO=BO$ và $q_1=-q_2$ nên $V_O=0$ $b)$ Công của lực điện trường khi điện tích $q_3$ dịch chuyển từ $O$ đến $C$ không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của $q_3 :$ $A_{OC}=q_3(V_O-V_C)=-10^{-9} (0-600)=6.10^{-7} J $
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
Ban đầu $F$ là lực hút $q_1 q_2$ trái dấu $q_1q_2<0$ Ta có $F=k\frac{|q_1q_2|}{R^2}=-k\frac{q_1q_2}{R^2} $ Suy ra $q_1q_2=-\frac{F.R^2}{k}=\frac{3,6.10^{-4}.4.10^{-2}}{9.10^{9}} =16.10^{-16}C^2$ Cho
hai quả cầu tiếp xúc điện tích trên các quả cầu được phân lại.Vì các
quả cầu giống nhau nên các điện tích của chúng bằng nhau
$q'_1=q'_2$.theo định luật bảo toàn điện tích ta có : $q'_1=q'_2=\frac{q_1+q_2}{2} $ Vậy $F'=k\frac{|q'_1.q'_2|}{R^2}=k\frac{(q_1+q_2)^2}{4R^2} $ Suy ra : $(q_1+q_2)^2=\frac{4F'R^2}{k} $ $=\frac{4.2,025.10^{-4}.4.10^{-2}}{9.10^9}=36.10^{-16}C^2 $ Vì $q_1,q_2$ trái dấu nên ta chưa biết được dấu của tổng $(q_1+q_2)$ Ta có hệ phương trình : $\begin{cases} |q_1+q_2|=6.10^{-7} (C)\\q_1q_2=16.10^{-16} (C^2) \end{cases} $ - Trường hợp $1: q_1+q_2=+6.10^{-8} C $ $q_1,q_2$ là nghiệm của phương trình : $x^2-6.10^{-8} x+16.10^{-16} =0 $ Giải phương trình ta được $x_1=+8.10^{-8} ; x_2=-2.10^{-8} $ - Trường hợp $2 : q_1+q_2=-6.10^{-8} (C) $ $q_1,q_2$ là nghiệm của phương trình : $x^2+6.10^{-8}x+16.10^{-16} =0$ Giải phương trình ta được : $x_3=-8.10^{-8} x_4=2.10^{-8} $ Vậy $q_1,q_2$ có thể có một trong bốn cặp giá trị sau
$\begin{cases}q_1=8.10^{-8} C\\q_2=-2.10^{-8} C \end{cases} ;
\begin{cases}q_1=-2.10^{-8} C \\q_2=8.10^{-8} C \end{cases} $
$\begin{cases}q_1=-8.10^{-8} C \\q_2=2.10^{-8} C \end{cases} ;
\begin{cases}q_2=2.10^{-8} C\\q_2=-8.10^{-8} C \end{cases} $
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
 Gọi
$\overrightarrow {E_1},\overrightarrow {E_2} $ là các véctơ cường độ
điện trường do các điện tích $q_1,q_2$ gây ra tại điểm $M$ cường độ điện
trường tổng hợp tại $M$ bằng $\overrightarrow {E_M}=\overrightarrow
{E_1}+\overrightarrow {E_2} $ Muốn cho cường độ điện trường tại $M$
bằng không $(\overrightarrow {E_M}=0 )$ thì hai véctơ $\overrightarrow
{E_1},\overrightarrow {E_2} $ phải là hai véctơ trực đối, nghĩa là
chúng phải có tính chất : - Cùng phương $\rightarrow $ điểm $M$ phải nằm trên đường thẳng $AB$ - Ngược hướng $\rightarrow $ điểm $M$ phải nằm ngoài đoạn $AB$ (vì $q_1,q_2$ ngược dấu) -
Có độ lớn bằng nhau : $E_1=E_2\rightarrow $ điểm $M$ phải nằm ở phía
bên phải điểm $B$ vì $|q_1|>|q_2|$ và ta có hình vẽ trên $k\frac{|q_2|}{x^2} =k\frac{q_1}{(l+x)^2} $ (đặt $MB=x$) Từ đó $(l+x)^2=4x^2\rightarrow x=l=5cm$ Vậy điểm $M$ mà tại đó cường độ điện trường bằng không, nằm trên đường thẳng $AB$ ở bên phải điểm $B$ và cách $B$ một đoạn $5cm$
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
 $a)$
vì ba điện tích đặt tại $A,B,C$ bằng nhau và cách đều nhau, nên chỉ cần
xét cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích $q_1,q_2$ chẳng hạn,
gây ra tại $C$ và sau đó suy ra kết quả tương tự cho cường độ điện
trường tổng hợp tại $A,B$.Các cường độ điện trường do $q_1,q_2$ đặt tại
$A,B$ gây ra tại $C$ và cường độ điện trường tổng hợp tại $C$ là : $\overrightarrow {E_C}=\overrightarrow {E_1}+\overrightarrow {E_2} $ Áp dụng công thức tính cường độ điện trường ta được : $E_1=E_2=k\frac{q}{a^2} $ Do
đó véctơ $\overrightarrow {E_C} $ tại $C$ có phương vuông góc với $AB$
(trùng với phương của đường phân giác của góc hợp bởi $\overrightarrow
{E_1},\overrightarrow {E_2} $) có chiều hướng ra xa $AB$ và theo hình
vẽ trên có độ lớn : $E_C=2E_1 \cos 30^0=E_1\sqrt{3} $ $E_C=k\frac{q}{a^2} \sqrt{3} $ Thay số ta được $E_C=3,46.10^{-6} V/m$ Tương
tự véctơ cường độ điện trường tổng hợp $\overrightarrow {E_A} $ tại $A$
có phương vuông góc với $BC$ có chiều hướng ra xa $BC$ và có độ lớn :
$E_A=3,46.10^6 V/m$, véctơ cường độ dòng điện trường tổng hợp
$\overrightarrow {E_B} $ tại $B$ có phương vuông góc với $AC$ có chiều
hướng ra xa $AC$ và cũng có độ lớn $E_B=3,46.10^6 V/m$ $b)$ Vì các
điện tích $q_1,q_2$ đặt tại $A,B$ vẫn giữ nguyên như câu $a)$ cho nên
véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow {E_C} $ có điểm đặt tại $C$
có phương vuông góc với $AB$ có chiều hướng ra xa $AB$ và có độ lớn
$E_C=3,46.10^6 V/m$  Ta
tính $\overrightarrow {E_B} :$ gọi $\overrightarrow
{E_1},\overrightarrow {E_3} $ là các véctơ cường độ dòng điện trường
do các điện tích $q_1,q_3$ gây ra tại $B$, ta có $\overrightarrow
{E_B}=\overrightarrow {E_1}+\overrightarrow {E_3} $.Mặt khác
$E_1=E_3=k\frac{q}{a^2} $.từ hình vẽ ta thấy véctơ $\overrightarrow
{E_B} $ có điểm đặt tại $B$ có phương làm với $BC$ một góc $60^0$ (nghĩa
là song song với $AC$) có chiều như hình vẽ và có độ lớn : $E_B=2E_1\cos 60^0=k\frac{q}{a^2} =2.10^6 V/m$ Tương
tự véctơ cường độ điện trường $\overrightarrow {E_A} $ tại $A$ do
$q_2,q_3$ gây ra có điểm đặt tại $A$, có phương song song với $BC$ có
chiều như hình vẽ và có độ lớn : $E_A=2.10^6 V/m$
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
$a)$ Ở đây điện tích của mỗi quả cầu $\frac{q}{2} $ (vì hai quả cầu giống nhau) Ta có công thức tính góc lệch $\alpha $: $\tan \alpha =\frac{F_đ}{P} =\frac{k(\frac{q}{2} )^2}{mga^2} (1)$ vì góc lệch $\alpha $ rất nhỏ nên $\tan \alpha \approx \sin \alpha \approx \frac{\frac{a}{2} }{l} =\frac{a}{2l} (2)$ từ $(1),(2) $ ta có : $\frac{a}{2l}=\frac{kp^2}{4mga^2} $ suy ra $a^3=\frac{kq^2l}{2mg} $ Thay số vào ta được : $a=6.10^{-2}m=6cm$ $b)$
Khi có một trong hai quả cầu bị mất hết điện tích, không có lực điện
tương tác giữa hai quả cầu, do đó chúng trở về vị trí cân bằng theo
phương thẳng đứng (dây treo không bị lệch) và tại đó chúng chạm vào
nhau.Khi đó điện tích của quả cầu kia (bằng $\frac{q}{2} $) lại được
phân bố lại cho cả hai quả cầu, và do đó mỗi quả cầu sẽ có điện tích
$\frac{q}{4} $ : hai quả cầu lại đẩy nhau ra xa và khoảng cách giữa
chúng bây giờ là $b$.Lập luận hoàn toàn tương tự như trên, với chú ý
rằng điện tích của mỗi quả cầu bây giờ là $\frac{q}{4} $ ta sẽ được : $b^3=\frac{kq^2l}{8mg} =\frac{a^3}{4} \Rightarrow b=(54)^{\frac{1}{3} }\approx 3,78 cm$
|
|
|
|
giải đáp
|
lực điện
|
|
|
|
Góc lệch $\alpha $ của dây treo được xác định bằng hệ thức (suy từ điều
kiện cân bằng của hai quả cầu :) $\tan \alpha =\frac{F_đ}{P} $ Với $F_đ=k\frac{q^2}{a^2} $ Như vậy $\tan \alpha =\frac{kq^2}{mga^2} $ Thay số ta được : $\tan \alpha =1$ suy ra $\alpha =45^0$
|
|
|
|
giải đáp
|
điện tích
|
|
|
|
$a)$ Vì ba điện tích $q_1,q_2,q_3$ có độ lớn bằng nhau và cách đều nhau,
cho nên chỉ cần xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích $q_3$
đặt tại $C$ và từ đó suy ra hai điện tích kia. Áp dụng định luật Culông
và qui tắc hợp lực (hình bình hành) ta thấy lực $F$ tác dụng nên điện
tích $q_3$ đặt tại $C$ có phương vuông góc với $AB$ có chiều hướng ra xa
và có độ lớn như hình $F=2F_1\cos 30^0$ trong đó $F_1=k\frac{q^2}{a^2} $ hay $F_1=k\frac{q^2}{a^2} \sqrt{3} $ Thay số ta được : $F=0,0879 N$  Đối
với các điện tích $q_1,q_2$ ta cũng có kết luận tương tự : lực điện
tổng hợp tac dụng lên $q_1$ có phương vuông góc với $BC$, có chiều hướng
ra xa $BC$ và có độ lớn $F=0,0879N$ lực điện tổng hợp tác dụng lên
$q_2$ có phương vuông góc với $AC$ có chiều hướng ra xa $AC$ và có độ
lớn $F=0,0879N$ $b)$ Trước tiên ta giả sử ba điện tích đó nằm tại
ba đỉnh $A,B,C$.Muốn cho điện tích thứ tư $q_4$ nằm cân bằng thì tổng
hợp ba lực do ba điện tích đó tác dụng lên $q_4$ phải bằng không.Bởi vì
ba điện tích đó bằng nhau nên muốn cho hợp lực bằng không, điện tích
$q_4$ phải đặt tại điểm $O$ cách đều ba đỉnh $A,B,C$ của tam giác nghĩa
là nằm tại trọng tâm của tam giác.khi đó ba lực do ba điện tích
$q_1,q_2,q_3$ đặt tại ba đỉnh $A,B,C$ sẽ có hướng làm với nhau một góc
$120^0$ và có độ lớn bằng nhau, do đó hợp lực của chúng luôn bằng không
với mọi độ lớn và dấu của điện tích $q_4$.Nhưng muốn cho các điện tích
$q_1,q_2,q_3$ đặt tại $A,B,C$ cũng lại nằm cân bằng ( hệ $4$ điện tích
nằm cân bằng ) thì điện tích $q_4$ phải có độ lớn và dấu sao cho hợp lực
của các lực điện do $q_4$ và do hai điện tích đặt tại hai đỉnh bất kì
$A$ và $B$ chẳng hạn, tác dụng lên điện tích đặt tại đỉnh thứ ba $C$
cũng bằng không.Muốn vậy điện tích $q_4$ phải thỏa mãn điều kiện sau đây
: $q_4$ phải là điện tích âm và có độ lớn của lực điện do $q_4$ tác
dụng nên một trong số các điện tích $q_1,q_2,q_3$ phải cân bằng với độ
lớn của lực $F$ đã xét ở câu $a) : F_{43}=F$ (như vậy sẽ đảm bảo được là
: $ \overrightarrow {F}+\overrightarrow {F_{43}}=0$ ) chẳng hạn.Như
vậy ta phải có : $k\frac{|q_4|q}{OC^2} =k\frac{q^2}{a^2} \sqrt{3} $
với $OC=CH.\frac{2}{3} =\frac{a\sqrt{2} }{2} .\frac{2}{3}
=\frac{a\sqrt{3} }{3} $ Từ đó suy ra : $\frac{|q_4|}{(\frac{a\sqrt{3} }{2} )^2} =\frac{q}{a^2} \sqrt{3} , |q_4|=q\frac{\sqrt{3} }{3} =1,15.10^{-7} C$ Vậy
muốn cho hệ bốn điện tích nằm cân bằng thì điện tích $q_4$ phải đặt tại
trọng tâm $O$ của tam giác $ABC$ và có độ lớn bằng $q_4=-1,15.10^{-7}
C$
|
|