Cho 2 điện tích q1=q2, q2=4q đặt trong không khí tại hai điểm AB cách 2m. Hỏi phải đặt q3 ở vị trí nào để điện tích q3 nằm cân bằng?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án: A
Để q3 nằm cân bằng (lực điện tác dụng lên q3 bằng 0) thì hai vecto lực F 1 do q1 tác dụng lên q3 và F 2 do q2 tác dụng lên q3 phải ngược chiều và cùng độ lớn nên C nằm trên đường thẳng AB
Vì q1, q2 cùng dấu nên C nằm trong đoạn AB => r1 + r2 = AB
|q1| = |q2| để F1 = F2 thì r1 = r2 = AB/2 = 5 cm
a) Các điện tích q 1 v à q 2 tác dụng lên điện tích q 3 các lực điện F 13 → và F 23 → .
Để q 3 nằm cân bằng thì F 13 → + F 23 → = 0 → ð F 13 → = - F 23 → ð F 13 → và F 23 → phải cùng phương, ngược điều và bằng nhau về độ lớn. Để thoả mãn điều kiện đó thì C phải nằm trên đường thẳng nối A, B (để F 13 → và F 23 → cùng phương), nằm ngoài đoạn thẳng AB (vì q 1 v à q 2 trái dấu, q 3 có thể là điện tích dương hay âm đều được, trong hình q 3 là điện tích dương) và gần A hơn (vì q 1 < q 2 ).
Khi đó: k | q 1 q 3 | A C 2 = k | q 2 q 3 | ( A B + A C ) 2 ð A B + A C A C = | q 2 | | q 1 | = 3
⇒ AC = 4 cm; BC = 12 cm.
b) Để q 1 v à q 2 cũng cân bằng thì:
F 21 → + F 31 → = 0 → và F 12 → + F 32 → = 0 → ð F 21 → = - F 31 → và F 12 → = - F 32 → .
Để F 21 → và F 31 → ngược chiều thì q 3 > 0 và k | q 3 q 1 | A C 2 = k | q 2 q 1 | A B 2
⇒ q 3 = q 2 A C A B 2 = 0 , 45 . 10 - 6 C .
Vậy q 3 = 0 , 45 . 10 - 6 C.
Để hệ 3 điện tích cân bằng thì lực điện tác dụng lên 2 điện tích bắt kì tác dụng lên điện tích còn lại phải bằng 0.
Để q3 cân bằng thì F23=F13 = \(\dfrac{k\left|q_1q_3\right|}{r^2_{1^{ }}}=\dfrac{k\left|q_2q_3\right|}{r^2_2}\left(1\right)\)
=> Điện tích q3 mang dấu âm, nằm ngoài khoảng q1,q2 và gần q1 hơn (Vì nằm gần vị trí điện tích có độ lớn lớn hơn)
Từ (1) => \(\dfrac{r1}{r2}=\sqrt{\dfrac{q1}{q2}}=\dfrac{1}{3}\)
Có: r2 - r1 =12 => r1=6 cm, r2=18 cm.
Để q1 cân bằng thì F31 = F21 khai triển và thay số ta được : q3 = -4,5.10-8 C.
Chọn đáp án A
Để hệ 3 điện tích cân bằng thì lực điện do 2 điện tích bất kì tác dụng lên điện tích còn lại phải bằng 0
Gọi F1, F2 lần lượt là lực do điện tích q1, q2 tác dụng lên q3; F3 là lực tổng hợp các lực điện tác dụng lên q3.
Gọi A, B, C lần lượt là vị trí đặt q1, q2, q3.
Điều kiện lực điện tác dụng lên điện tích q3 băng 0 là lực tổng hợp phải cân bằng.
\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = \overrightarrow {{F_3}} = \overrightarrow 0 \Rightarrow \overrightarrow {{F_1}} = - \overrightarrow {{F_2}} \)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{F_1} \uparrow \downarrow {F_2}\\{F_1} = {F_2}\end{array} \right.\)
Vì \({F_1} \uparrow \downarrow {F_2}\)nên điểm C nằm trên đường thẳng AB
Vì q1, q2 trái dấu nên điểm C nằm ngoài khoảng AB ⇒ |AC−BC| = AB (1)
Lực điện do q1 tác dụng lên q3 là: \({F_1} = k\frac{{\left| {{q_1}.{q_3}} \right|}}{{A{C^2}}}\)
Lực điện do q2 tác dụng lên q3 là: \({F_2} = k\frac{{\left| {{q_2}.{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}}\)
Vì F1 = F2 ⇒ \(k\frac{{\left| {{q_1}.{q_3}} \right|}}{{A{C^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}.{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}} \Rightarrow \frac{{15}}{{A{C^2}}} = \frac{6}{{B{C^2}}} \Rightarrow \frac{{BC}}{{AC}} = \frac{{\sqrt {10} }}{5}\)(2)
Từ (1),(2) ⇒ AC = 0,544 (m), BC = 0,344 (m)
Vậy q3 đặt cách q1 0,544 m và cách q2 0,344 m.
Điều kiện cân bằng của q 3 là: F → 3 = F → 13 + F → 23 = 0 → → F → 13 ↑ ↓ F → 23
Vậy C phải nằm trên đường thẳng AB, ngoài khoảng AB.
(Cái hình này toi lấy trên gg, thay \(q_0\) là \(q_3\) nha)
\(q_1=q_2=4q\)
\(\Rightarrow q_1;q_2\) cùng dấu
Để \(q_3\) nằm cân bằng thì \(\overrightarrow{F_{13}}+\overrightarrow{F_{23}}=0\) (với \(F_{13};F_{23}\) là lực do \(q_1;q_2\) tác dụng lên \(q_3\))
\(\Rightarrow\)\(q_3\) nằm trên đường thẳng nối \(q_1;q_2\)
Có: \(\left\{{}\begin{matrix}F_{13}=F_{23}\\r_1+r_2=AB\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}k.\dfrac{\left|q_1.q_3\right|}{r_1^2}=k.\dfrac{\left|q_2.q_3\right|}{r_2^2}\\r_1+r_2=2\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{r_1}{r_2}=\sqrt{\dfrac{\left|q_1\right|}{\left|q_2\right|}}=1\\r_1+r_2=2\end{matrix}\right.\)\(\Rightarrow r_1=r_2=1\)
Vậy \(q_3\) nằm ở vị trí trung điểm của AB
vì sao F13=F23 ạ