Treo hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng trên hai dây nhẹ, không dãn, cách điện, dài như nhau, sao cho chúng không tiếp xúc nhau, cùng độ cao. Sau khi tích điện dương q₁ > q₂ cho chúng thì chúng đẩy nhau khiến hai dây lệch góc α₁, α₂ so với phương thẳng đứng. Vậy:

Công thức tính cường độ điện trường do một điện tích điểm Q gây ra tại một điểm cách nó một khoảng r là: E = k|Q|/r^2, trong đó k = 9.10^9 Nm^2/C^2. Trong trường hợp này, Q = -5μC = -5.10^-6 C và r = 30cm = 0.3m. Vậy, E = (9.10^9 * |-5.10^-6|) / (0.3)^2 = (9.10^9 * 5.10^-6) / 0.09 = 45.10^3 / 0.09 = 500.10^3 V/m = 500 kV/m

Điện trường do một mặt phẳng tích điện đều rộng vô hạn gây ra có các đặc điểm sau:

• Tính đều: Điện trường có độ lớn và hướng như nhau tại mọi điểm cách đều mặt phẳng. Do đó, nó là một điện trường đều.
• Hướng: Vectơ cường độ điện trường (\overrightarrow E) luôn vuông góc với mặt phẳng tích điện.
• Độ lớn: Độ lớn của điện trường được tính bằng công thức (E = \frac{\sigma }{{2{\varepsilon _0}}}), trong đó σ là mật độ điện mặt và ({\varepsilon _0}) là hằng số điện môi của chân không.

Vì cả ba đặc điểm trên đều đúng, nên đáp án chính xác là "A, B, C đều đúng".

Thông lượng điện trường qua một mặt kín chỉ phụ thuộc vào tổng điện tích bên trong mặt kín đó, theo định lý Gauss. Trong trường hợp này, <span class="math-tex">({\Phi _{D1}}) tương ứng với điện tích Q₁ và <span class="math-tex">({\Phi _{D2}}) tương ứng với điện tích Q₂. Vì Q₁ = 2Q₂, nên <span class="math-tex">({\Phi _{D1}}=2{\Phi _{D2}}).

Ta có công thức tính điện trường gây bởi khối cầu tích điện đều:

• Bên ngoài khối cầu (r > R): (\overrightarrow E = kQ\frac{{\overrightarrow r }}{{{r^3}}})
• Bên trong khối cầu (r < R): (\overrightarrow E = \frac{{\rho \overrightarrow r }}{{3{\varepsilon _0}}} = kQ\frac{{\overrightarrow r }}{{R^3}}) với (k = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}) Như vậy, các phương án A và C đúng. Phương án B sai vì thiếu hệ số 1/3. Phương án D sai vì công thức đúng phải là (\overrightarrow E = \frac{{\rho \overrightarrow r }}{{3{\varepsilon _0}}}) nếu r < R. Tại r = R, biểu thức này vẫn đúng (nằm trên mặt cầu). Tuy nhiên do câu hỏi hỏi "không phải", nên phương án D sai hơn. Vậy phương án sai là B.

Đường sức điện càng dày thì cường độ điện trường càng lớn. Do đó, nhìn vào hình vẽ ta thấy đường sức điện tại B dày hơn tại A nên E_A < E_B. Điện thế giảm dần dọc theo chiều đường sức điện. Vì A nằm gần điểm đầu đường sức hơn B nên V_A > V_B. Vậy đáp án đúng là E_A < E_B và V_A > V_B.