JavaScript is required

Dây mảnh hình vòng cung, bán kính R, góc mở 2α0, tích điện đều, mật độ điện dài λ. Độ lớn cường độ điện trường E tại tâm O là:

A.

E=kλ2Rcosα0E=kλ2Rcos⁡α0

B.

E=kλ2Rsinα0E=kλ2Rsin⁡α0

C.

E=kλRcosα0E=kλRcos⁡α0

D.

E=2kλRsinα0E=2kλRsin⁡α0

Trả lời:

Đáp án đúng: D


Để giải bài toán này, ta cần sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường và tính đối xứng của hình dạng dây cung. 1. **Phân tích bài toán:** - Dây cung có mật độ điện dài λ, bán kính R, góc mở 2α₀. - Ta cần tìm cường độ điện trường tại tâm O. 2. **Phương pháp giải:** - Chia dây cung thành các phần tử nhỏ dl. - Điện tích của phần tử dl là dq = λdl. - Cường độ điện trường do phần tử dl gây ra tại O là dE = k.dq/R² = k.λ.dl/R². - Do tính đối xứng, các thành phần dEx triệt tiêu lẫn nhau, chỉ còn thành phần dEy. - dEy = dE.sin(α), với α là góc tạo bởi phần tử dl và trục đối xứng. - dl = R.dα - dEy = k.λ.R.dα.sin(α)/R² = (k.λ/R).sin(α).dα - Tính tích phân dEy từ -α₀ đến α₀ để tìm Ey. - E = ∫dEy = ∫(k.λ/R).sin(α).dα từ -α₀ đến α₀ = (k.λ/R).[-cos(α)] từ -α₀ đến α₀ = (k.λ/R).[-cos(α₀) + cos(-α₀)] = (k.λ/R).[-cos(α₀) + cos(α₀)] = 2kλsin(α₀)/R. Vậy, độ lớn cường độ điện trường E tại tâm O là E = 2kλsin(α₀)/R. **Đối chiếu với các đáp án:** Đáp án đúng là: D. E=2kλRsinα0

Câu hỏi liên quan