Phát biểu nào sau đây là Sai?

Để tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm, ta sử dụng định luật Coulomb:

\(F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\)

Trong đó:

• \(F\) là độ lớn của lực tương tác (N)
• \(k = 9 \times 10^9 Nm^2/C^2\) là hằng số Coulomb
• \(q_1\) và \(q_2\) là độ lớn của hai điện tích (C)
• \(r\) là khoảng cách giữa hai điện tích (m)

Thay số vào công thức:

\(q_1 = 3\mu C = 3 \times 10^{-6} C\)

\(q_2 = 12\mu C = 12 \times 10^{-6} C\)

\(r = 30 cm = 0.3 m\)

\(F = 9 \times 10^9 \frac{|3 \times 10^{-6} \times 12 \times 10^{-6}|}{0.3^2} = 9 \times 10^9 \frac{36 \times 10^{-12}}{0.09} = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-10} = 3.6 N\)

Vậy lực tương tác giữa hai điện tích là 3,6 N.

Phân tích câu hỏi:

• Câu hỏi yêu cầu tìm điểm tương đồng giữa lực tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa hai hạt alpha.

Phân tích các đáp án:

• Đáp án A: Cả hai lực đều tuân theo định luật bình phương nghịch đảo, tức là tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai hạt (F ~ 1/r^2). Đây là một điểm tương đồng quan trọng.
• Đáp án B: Lực hấp dẫn không phụ thuộc vào môi trường ngăn cách giữa hai vật. Lực tĩnh điện có sự phụ thuộc vào hằng số điện môi của môi trường.
• Đáp án C: Lực hấp dẫn luôn là lực hút. Lực tĩnh điện có thể là lực hút hoặc lực đẩy, phụ thuộc vào điện tích của các hạt. Vì hai hạt alpha đều mang điện tích dương, lực tĩnh điện giữa chúng là lực đẩy.
• Đáp án D: Vì đáp án A đúng, nên đáp án này sai.

Kết luận:

• Đáp án A là đáp án đúng nhất vì nó thể hiện một điểm tương đồng cơ bản giữa lực tĩnh điện và lực hấp dẫn: sự phụ thuộc vào khoảng cách theo định luật bình phương nghịch đảo.

Gọi q là độ lớn của hai điện tích điểm tại A và B, r₁ là khoảng cách từ M đến A, và r₂ là khoảng cách từ M đến B.

Trường hợp 1: Hai điện tích cùng dấu

Cường độ điện trường tại M do điện tích tại A gây ra là E_A = k|q|/r₁², hướng ra xa A nếu q dương, và hướng về A nếu q âm.

Cường độ điện trường tại M do điện tích tại B gây ra là E_B = k|q|/r₂², hướng ra xa B nếu q dương, và hướng về B nếu q âm.

Vì hai điện tích cùng dấu, E_A và E_B ngược hướng nhau. Độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp tại M là E = |E_A - E_B| = k|q| |1/r₁² - 1/r₂²|.

Trường hợp 2: Hai điện tích trái dấu

Cường độ điện trường tại M do điện tích tại A gây ra là E_A = k|q|/r₁².

Cường độ điện trường tại M do điện tích tại B gây ra là E_B = k|q|/r₂².

Vì hai điện tích trái dấu, E_A và E_B cùng hướng. Độ lớn của cường độ điện trường tổng hợp tại M là E’ = E_A + E_B = k|q| (1/r₁² + 1/r₂²).

So sánh E và E’, ta thấy:

E = k|q| |1/r₁² - 1/r₂²|

E’ = k|q| (1/r₁² + 1/r₂²)

Vì |1/r₁² - 1/r₂²| < (1/r₁² + 1/r₂²), nên E < E’