I. Dạng 1: Tương tác hai điện tích
Phương pháp: Vận dụng công thức: \({F_{12}} = {F_{21}} = F = k\dfrac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)
Trong đó:
+ k: hằng số cu-lông: k = 9.109 (N.m2/c2)
+ q1, q2: điện tích điểm (C)
+ r: khoảng cách giữa 2 điện tích điểm
+ ε: hằng số điện môi
Công thức nghiệm: Nếu 2 quả cầu giống nhau mà cho chúng tiếp xúc thì khi đó, điện tích của quả cầu sau tiếp xúc là: \({q_1}' = {q_2}' = q' = \dfrac{{{q_1} + {q_2}}}{2}\)
Trong đó: q1, q2 là điện tích trước khi tiếp xúc.
II. Dạng 2: Tương tác nhiều điện tích
Phương pháp:
- Bước 1: Tìm các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên điện tích cần khảo sát
- Bước 2: Hợp tất cả các lực tác dụng lên điện tích cần khảo sát, ta được:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = \sum\limits_i^n {\overrightarrow {{F_i}} } \)
Trong đó: \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} ,...,\overrightarrow {{F_n}} \)là các lực do điện tích q1, q2, ..., qn tác dụng lên điện tích cần khảo sát
- Bước 3: Hợp lực bằng quy tắc hình bình hành của đẳng thức sau để tìm hướng của hợp lực.
- Bước 4: Tìm độ lớn của lực tác dụng lên điện tích cần khảo sát bằng 2 cách:
+ Cách 1: Sử dụng phương pháp chiếu
+ Cách 2: Nếu quy tắc hình bình hành là các hình thoi, hình chữ nhật, hình vuông thì sử dụng các hệ thức lượng trong tam giác, sử dụng định lí hàm số cos
*Các trường hợp đặc biệt:
III. Dạng 3: Sự cân bằng điện tích có khối lượng điện tích được bỏ qua
Đối với dạng bài toán này sẽ hỏi vị trí q0 nào đó cần đặt ở đâu để các điện tích khác tác dụng lên q0 là cân bằng
1. Trường hợp 1: Tương tác 2 điện tích
Dựa vào điều kiện cân bằng của 2 lực F1 và F2 tác dụng lên q0
\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} = \overrightarrow 0 \to \overrightarrow {{F_1}} = - \overrightarrow {{F_2}} \)
Ta có:
+ F1, F2 cùng giá nên điện tích q0 nằm trên đường thẳng nối giữa q1 với q2
+ Dự đoán điện tích cần khảo sát nằm ở vị trí nào, phụ thuộc vào dấu của 2 điện tích đã cho q1, q2
2. Trường hợp 2: Điện tích cần khảo sát q0 cân bằng với n điện tích đã cho đặt tại n đỉnh của 1 đa giác đều
- Bước 1:
+ Dùng quy tắc tổng hợp của n -1 điện tích của đa giác tác dụng lên đỉnh còn lại:\(\sum\limits_{i = 1}^{n - 1} {\overrightarrow {{F_i}} } = \overrightarrow F \)
+ Xác định phương, chiều của hợp lực F của n -1 lực
- Bước 2: Dùng điều kiện cân bằng tập hợp của n - 1 lực đặt tại đỉnh còn lại với lực cần khảo sát là \(\overrightarrow {{F_0}} \) (F0 là lực tác dụng lên điện tích còn lại)
\(\overrightarrow F + \overrightarrow {{F_0}} = \overrightarrow 0 \to \overrightarrow F = - \overrightarrow {{F_0}} \)
+ F, F0 cùng giá → Xác định được vị trí q0 nằm trên đường nối giá của 2 lực F và F0
+ Dự đoán dấu của điện tích q0 dựa vào dấu của điện tích còn lại.
