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: A
Gọi q1, q2 là điện tích của hai quả cầu sau khi tiếp xúc.
Ta có: q1 = q2 = (Q1 + Q2)/2.
Điện thế tại M trước khi tiếp xúc là:
V1 = k.Q1/r = 100V
V2 = k.Q2/r = -300V
Suy ra Q2 = -3Q1
Điện tích sau khi tiếp xúc: q1 = q2 = (Q1 + Q2)/2 = (Q1 - 3Q1)/2 = -Q1
Điện thế tại M sau khi tiếp xúc:
Vm = k.q1/r + k.q2/r = 2.k.q1/r = 2.k.(-Q1)/r = -2.k.Q1/r = -2*100 = -200V.
Vậy đáp án đúng là A.
Câu hỏi liên quan
Trong một điện trường, điện thế giảm dần theo chiều đường sức. Do điện thế ở A thấp hơn ở B nên A phải nằm trên đường sức có điện thế thấp hơn B.
Hình (1) và (2) đều có chiều đường sức đi từ B sang A nên điện thế ở A thấp hơn ở B.
Hình (3) có chiều đường sức đi từ A sang B nên điện thế ở A cao hơn ở B.
Độ lớn của điện trường được biểu diễn bằng mật độ đường sức điện. Ở nơi nào đường sức điện càng dày (mật độ lớn) thì điện trường càng mạnh. Dựa vào hình vẽ ta thấy mật độ đường sức ở điểm A lớn hơn điểm B ở cả hình (1) và (3). Do đó, ở hình (1) và (3) thì EA > EB.
Các đáp án còn lại:
* A và B: Tại điểm điện thế cực đại hoặc cực tiểu, điện trường bằng không vì đây là điểm dừng của hàm điện thế.
* C: Vectơ cường độ điện trường luôn hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.
Phân tích lực tác dụng lên viên bi:
* Trọng lực P = mg, hướng xuống.
* Lực điện F = qE, nằm ngang (vì q < 0 và σ < 0, nên E hướng sang trái và F hướng sang phải).
* Lực căng dây T.
Vì vật cân bằng nên tổng các lực bằng 0. Ta có thể biểu diễn các lực này trên hình vẽ và thấy rằng:
tgα = F/P = (qE)/mg
Điện trường do mặt phẳng tích điện đều gây ra là: E = |σ|/(2ε₀)
Do đó:
tgα = (q|σ|)/(2ε₀mg)
Suy ra:
q = (2ε₀mg tgα)/|σ|
Vì |σ| = -σ (do σ < 0), ta có q = (2ε₀mg tgα)/(-σ). Tuy nhiên, vì cả q và σ đều âm, ta có thể viết lại biểu thức trên dưới dạng:
q = 2ε₀mg/|σ| * tgα = 2ε₀mg/(-σ) * tgα. Vì q < 0 và σ < 0, biểu thức này có thể được viết lại là q = 2ε₀mg tgα / |σ|
Do đó, đáp án đúng là C. q=2ε₀mg/σ * tgα
Trong trường hợp này, p = 6,24.10⁻³⁰ Cm, E = 3.10⁴ V/m, và θ = 30°. Do đó, M = (6,24.10⁻³⁰ Cm)(3.10⁴ V/m)sin(30°) = (6,24.10⁻³⁰)(3.10⁴)(0,5) Nm = 9,36.10⁻²⁶ Nm.
