Hai qủa cầu kim loại nhỏ giống hệt nhau, tích điện Q1 và Q2 đặt tại A và B, lần lượt gây ra tại trung điểm M của AB các điện thế V1 = 100V; V2 = 300V (gốc điện thế ở vô cùng). Nếu cho 2 quả cầu tiếp xúc nhau, rồi đưa về vị trí cũ thì điện thế tổng hợp tại M bây giờ là:
Đáp án đúng: C
Gọi r là khoảng cách từ mỗi quả cầu đến điểm M (vì M là trung điểm AB). Điện thế tại M do quả cầu 1 và 2 gây ra lần lượt là:
\(V_1 = k\frac{Q_1}{r} = 100V\) (1)
\(V_2 = k\frac{Q_2}{r} = 300V\) (2)
Điện thế tổng hợp tại M là: \(V = V_1 + V_2 = 100 + 300 = 400V\)
Khi cho hai quả cầu tiếp xúc nhau, điện tích của mỗi quả cầu sau khi tiếp xúc là: \(Q = \frac{Q_1 + Q_2}{2}\)
Điện thế tại M do mỗi quả cầu gây ra lúc này là: \(V' = k\frac{Q}{r} = k\frac{Q_1 + Q_2}{2r} = \frac{V_1 + V_2}{2} = \frac{100 + 300}{2} = 200V\)
Điện thế tổng hợp tại M sau khi hai quả cầu tiếp xúc là: \(V_M = 2V' = 2 \cdot 200 = 400V\)
Vậy đáp án đúng là C. 400 V
Câu hỏi liên quan
A = q2.E.d = q2.k.q1.(1/r1 - 1/r2) = -10^-6 * 9*10^9 * 2*10^-6 * (1/0.1 - 1/1) = -0.162 J
* Tính gia tốc:
* Lực điện tác dụng lên electron: F = qE = eE (với e là độ lớn điện tích electron, e = 1,6.10^-19 C)
* Gia tốc của electron: a = F/m = eE/m (với m là khối lượng electron, m = 9,1.10^-31 kg)
* a = (1,6.10^-19 * 20) / (9,1.10^-31) ≈ 3,52.10^12 m/s²
* Tính quãng đường:
* Sử dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường trong chuyển động chậm dần đều: v² - v₀² = 2as
* Khi electron dừng lại, v = 0.
* => s = -v₀² / (2a) = -(6.10^4)² / (2 * 3,52.10^12) ≈ -0,51.10^-3 m. Do quãng đường luôn dương nên s = 0,51.10^-3 m = 0,51 mm
* Đổi đơn vị: 0,51 mm = 5,1.10^-4 m
Vậy đáp án đúng là C. 5,1 mm.
* Điện áp: Vì điện áp của tụ thay thế (22V) nhỏ hơn điện áp của tụ gốc (220V), ta cần mắc nối tiếp các tụ để tăng điện áp chịu đựng. Cần mắc nối tiếp 220V / 22V = 10 tụ điện 22V để có thể chịu được điện áp 220V.
* Điện dung: Vì điện dung của tụ thay thế (10μF) lớn hơn điện dung của tụ gốc (5μF), ta cần mắc song song các dãy tụ nối tiếp để giảm điện dung tương đương. Khi mắc nối tiếp 10 tụ 10μF, điện dung tương đương của dãy là 10μF / 10 = 1μF. Để đạt được điện dung 5μF, ta cần 5 dãy mắc song song (5 * 1μF = 5μF).
Vậy, ta cần 5 dãy song song, mỗi dãy có 10 tụ điện mắc nối tiếp.
