Bài 1.38 trang 13 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 Nâng cao

Bài 1.38 trang 13 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 nâng cao

Cho hai tấm kim loại song song, nằm ngang, nhiễm điện trái dấu. Khoảng không gian giữa hai tấm kim loại đó chứa đầy dầu. Một quả cầu bằng sắt bắn kính R = 1 cm mang điện tích q nằm lơ lửng trong lớp dầu. Điện trường giữa hai tấm kim loại là điện trường đều hướng từ trên xuống dưới và có cường độ 20000 V/m. Hỏi độ lớn và dấu của điện tích q ? Cho biết khối lượng riêng của sắt là \(7800kg/{m^3}\), của dầu là \(800kg/{m^3}\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\).

Giải :

Để quả cầu nằm cân bằng thì lực điện tác dụng lên quả cầu hướng thẳng đứng từ dưới lên trên, do đó \(q < 0\). Khi quả cầu nằm cân bằng thì :

Trọng lượng của quả cầu = lực đẩy Ác-si-mét + lực điện tác dụng lên quả cầu.

Trọng lượng của quả cầu bằng : \({\rho _s}gV = {\rho _s}g{4 \over 3}\pi {R^3}.\)

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu bằng : \(\rho_d g{4 \over 3}\pi {R^3}.\)

Lực điện tác dụng lên quả cầu bằng: \(\left| q \right|E.\)

Suy ra: \(\left| q \right| = {4 \over 3}\pi {R^3}\left( {{\rho _s} - {\rho _d}} \right)g{1 \over E} \) \(= 14,{7.10^{ - 6}} = 14,7\mu C.\)

Sachbaitap.com