Một quả cầu kim loại nhỏ khối lượng m = 1g, mang điện tích q = 5.10-6C, được treo vào sợi dây dài mảnh, khối lượng không đáng kể. Giữa hai bản kim loại song song tích điện trái dấu đặt thẳng đứng tại nơi có gia tốc g = 10m/s2. Lúc vật cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 450. Biết khoảng cách giữa hai tấm kim loại là d = 10cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có, các lực tác dụng lên quả cầu gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \) , lực điện \(\overrightarrow F \), lực căng dây \(\overrightarrow T \)
+ Điều kiện cân bằng của quả cầu: \(\overrightarrow T + \overrightarrow F + \overrightarrow P = 0 \to \overrightarrow T + \overrightarrow R = 0\)
=> \(\overrightarrow R \)có phương sợi dây
Ta có:
\(\begin{array}{l}\tan {45^0} = \frac{F}{P} \to F = P \leftrightarrow qE = mg \leftrightarrow q\frac{U}{d} = mg\\ \to U = \frac{{mg{\rm{d}}}}{q} = 200V\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Xác định các lực tác dụng lên quả cầu
+ Áp dụng điều kiện cân bằng của vật
+ Sử dụng công thức tính lực điện: \(F = qE = q\frac{U}{d}\)