Một quả cầu nhỏ bằng kim loại có khối lượng m = 1 g mang điện tích q dương, được treo vào sợi dây mảnh cách điện. Quả cầu nằm cân bằng trong một điện trường đều có phương nằm ngang, có cường độ điện trường E = 2000 V/m. Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 600. Hỏi lực căng sợi dây và điện tích quả cầu bằng bao nhiêu ? Lấy g = 10 m / s 2
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Quả cầu cân bằng khi: P → + T → + F → = 0 →
Vì q > 0 → F → ↑ ↑ E →
Ta có: P = m g = 10 - 3 . 10 = 0 , 01 N
Lực căng dây: cos α = P T → T = P cos α = 0 , 01 c o s 60 0 = 0 , 02 N
Lực điện: tan α = F P → F = P tan α → q E = P tan α → q = P tan α F = 0 , 867.10 − 5 C
Chọn A
tan α = F P = q E m g ⇒ E = m g tan α q ≈ 2 , 9.10 6 V / m
Đáp án D
Khi con lắc cân bằng trong điện trường đều có phương nằm ngang, vị trí A của con lắc có dây treo hợp với phương thẳng đứng góc với: tan α = F p = q E m g = 0 , 08 ⇒ α = 0 , 08 ( r a d )
Khi đột ngột đổi chiểu điện trường nhưng giữ nguyên cường độ thì con lắc dao động quanh VTCB mới là điểm C, giữa A và B với biên độ góc:
α 0 = 2 α = 0 , 16 ( r a d ) ( H i n h v ẽ )
Con lắc dao động trong trọng trường hiệu dụng
g ' = g 2 + q E m 2 = 10 , 032 ( m / s 2 )
Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường:
v 0 = 2 g ' l ( 1 - cos α 0 ) = 2 . 10 , 032 . 0 , 9 . ( 1 - cos 0 , 16 ) = 0 , 48 ( m / s ) = 48 ( c m / s )
Quả cầu cân bằng khi: P → + T → + F → = 0 → Vì q > 0 → F → ↑ ↑ E →
Ta có: P = m g = 10 - 3 . 10 = 0 , 01 N
Lực căng dây: cos α = P T → T = P cos α = 0 , 01 c o s 60 0 = 0 , 02 N
Lực điện:
tan α = F P → F = P tan α → q E = P tan α → q = P tan α F = 0 , 867.10 − 5 C