Câu hỏi:
2 năm trước
Cho 4 điện tích \({q_{1\;}} = {q_{2\;}} = {q_{3\;}} = {q_4} = - {2.10^{ - 8}}C\) lần lượt đặt tại 4 đỉnh của hình vuông ABCD cạnh 4cm theo thứ tự A, B, C, D. Tìm lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại D?
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: d
Biểu diễn các lực tác dụng lên q4 như hình vẽ:
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\left| {{q_{1\;}}} \right| = \left| {{q_{2\;}}} \right| = \left| {{q_{3\;}}} \right| = \left| {{q_4}} \right| = {2.10^{ - 8}}C\\AB = BC = CD = DA = 4cm\\BD = \sqrt {A{B^2} + A{D^2}} = \sqrt {{4^2} + {4^2}} = 4\sqrt 2 cm\end{array} \right. \Rightarrow {F_1} = {F_3}\)
Lực tác dụng lên q4: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} \)
Với: \(\left\{ \begin{array}{l}{F_1} = {F_3} = \dfrac{{k.\left| {{q_1}{q_4}} \right|}}{{A{D^2}}} = \dfrac{{{{9.10}^9}.{{\left( {{{2.10}^{ - 8}}} \right)}^2}}}{{{{\left( {{{4.10}^{ - 2}}} \right)}^2}}} = 2,{25.10^{ - 3}}N\\{F_2} = \dfrac{{k.\left| {{q_2}{q_4}} \right|}}{{B{D^2}}} = \dfrac{{{{9.10}^9}.{{\left( {{{2.10}^{ - 8}}} \right)}^2}}}{{{{\left( {4\sqrt 2 {{.10}^{ - 2}}} \right)}^2}}} = 1,{125.10^{ - 3}}N\end{array} \right.\)
Ta có: \(\overrightarrow {{F_{13}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_3}} \)
Vì \(\overrightarrow {{F_1}} \bot \overrightarrow {{F_3}} \Rightarrow {F_{13}} = \sqrt {F_1^2 + F_3^2} = {F_1}\sqrt 2 = 2,25\sqrt 2 {.10^{ - 3}}N\)
Ta có: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_{13}}} \)
Mà \(\overrightarrow {{F_2}} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{F_{13}}} \Rightarrow F = {F_2} + {F_{23}} = 4,{31.10^{ - 3}}N\)
Hướng dẫn giải:
+ Lực tương tác giữa hai điện tích: \({F_{12}} = \dfrac{{k.\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\)
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, hai điện tích trái dấu thì hút nhau.
+ Lực tổng hợp tác dụng lên điện tích điểm: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} \)
+ Vẽ hình, sử dụng các kiến thức hình học để tính toán.
