Hai điện tích q1 = 2.10-8 C và q2 = - 8.10-8 C được đặt tại hai điểm A và B cách nhau 10cm trong chân không. Tìm vị trí điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng 0.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án: A
Để cường độ điện trường tại M bằng 0 thì hai vecto E 1 do q1 gây ra và E 2 do q2 gây ra phải ngược chiều và cùng độ lớn nên M nằm trên đường thẳng AB và ngoài đoạn AB
Do |q2| > |q1| nên r1 < r2 => r1 = r2 - AB,
=> và r1 = 10 cm
Điểm có cường độ điện trường bằng không, tức là:
Suy ra:
Do đó điểm này nằm trên đường thẳng nối hai điện tích .
Vì q1 và q2 trái dấu nên điểm này nằm ngoài đoạn thẳng nối hai điện tích và ở về phía gần q1 (vì q1 < | q2 |)
Ta có:
Và r2 – r1 = 10cm (2)
Từ (1) và (2) ta tìm được r1 ≈ 64,6 cm và r2 = 74,6 cm.
Tại điểm đó không có điện trường vì EM = 0.
Đáp số: r1 ≈ 64,64 cm ; r2 ≈ 74,64 cm.
a) Véc tơ lực tác dụng của điện tích q 1 l ê n q 2 có phương chiều như hình vẽ:
Có độ lớn: F 12 = k . | q 1 . q 2 | A B 2 = 9.10 9 .16.10 − 6 .4.10 − 6 0 , 3 2 = 6 , 4 ( N ) .
b) Các điện tích q 1 v à q 2 gây ra tại C các véc tơ cường độ điện trường E 1 → và E 2 → có phương chiều như hình vẽ:
Có độ lớn: E 1 = k | q 1 | A C 2 = 9.10 9 .16.10 − 6 0 , 4 2 = 9 . 10 5 ( V / m ) ;
E 2 = k | q 2 | B C 2 = 9.10 9 .4.10 − 6 0 , 1 2 = 36 . 10 5 ( V / m ) ;
Cường độ điện trường tổng hợp tại C là:
E → = E 1 → + E 2 → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
E = E 1 + E 2 = 9 . 10 5 + 36 . 10 5 - 45 . 10 5 ( V / m ) .
c) Gọi E 1 → và E 2 → là cường độ điện trường do q 1 v à q 2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q 1 v à q 2 gây ra tại M là: E → = E 1 → + E 2 → = 0 → ð E 1 → = - E 2 → ð E 1 → và E 2 → phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB (như hình vẽ).
Với E 1 ' = E 2 ' ⇒ 9 . 10 9 . | q 1 | A M 2 = 9 . 10 9 . | q 2 | ( A B − A M ) 2
⇒ A M A B − A M = | q 1 | | q 2 | = 2 ⇒ A M = 2. A B 3 = 2.30 3 = 20 ( c m ) .
Vậy M nằm cách A 20 cm và cách B 10 cm.
Các điện tích q 1 v à q 2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường là: E 1 → và E 2 → .
Cường độ điện trường tổng hợp tại M là:
E M → = E 1 → + E 2 → = 0 → ð E 1 → = - E 2 → .
Để thoả mãn điều đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A và B, nằm trong đoạn thẳng AB và gần B hơn vì q 1 < q 2 (như hình vẽ).
Khi đó ta có: k | q 1 | A M 2 = k | q 2 | ( A B − A M ) 2
ð A M A B − A M = | q 1 | | q 2 | ð A M 15 − A M = 24.10 − 6 6.10 − 6 = 2
ð AM = 10 (cm); BM = 5 (cm).
Các điện tích q 1 v à q 2 gây ra tại M các véc tơ cường độ điện trường E 1 → và E 2 → . Cường độ điện trường tổng hợp tại M là:
E M → = E 1 → + E 2 → = 0 → ð E 1 → = - E 2 → .
Để thoả mãn điều đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A và B, nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần B hơn vì q 2 < q 1 (như hình vẽ).
Khi đó ta có: k | q 1 | ( A B + B M ) 2 = k | q 2 | B M 2
ð B M A B + B M = | q 2 | | q 1 | ð B M 10 + B M = 6.10 − 6 24.10 − 6 = 1 2
ð BM = 10 (cm); AM = 20 (cm).
Để lực tổng hợp tác dụng lên điện tích bằng q0=0 thì \(\overrightarrow{F_{10}}+\overrightarrow{F_{20}}=\overrightarrow{0}\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\overrightarrow{F_{10}}\uparrow\downarrow\overrightarrow{F_{20}}\\F_{10}=F_{20}\end{matrix}\right.\)
Ta có \(MB-MA=r_1-r_2=10\) (1)
Mà \(F_{10}=F_{20}\Rightarrow k\cdot\dfrac{\left|q_1q_0\right|}{r^2_1}=k\cdot\dfrac{\left|q_2q_0\right|}{r^2_2}\)\(\Rightarrow\dfrac{r_1}{r_2}=2\) (2)
Từ 1 và 2 \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}r_1=20cm\\r_2=10cm\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\) M cách A 10cm và cách B 20cm