Công phá Vật lý - Đề 23

Cho 2 quả cầu kim loại nhỏ giống hệt nhau, chứa các điện tích

34/40

Cho 2 quả cầu kim loại nhỏ giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1>q2 được treo vào chung một điểm O bằng 2 sợi dây chỉ mảnh không dãn bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa 2 dây treo là 600. Cho 2 quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi thả ra thì đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa dây treo bây giờ là 900. Tính tỷ số q1q2

0,085

5,45

11,77

13,32

Giải thích

Đáp án C

Ban đầu góc giữa 2 quả cầu là 600→ Khoảng cách giữa 2 quả cầu là l (với l là chiều dài sợi dây)

Lực đẩy giữa 2 quả cầu là  F=kq1q2l2

Xét trạng thái cân bằng lực của 1 quả cầu ta có

 

Khi 2 quả cầu tiếp xúc nhau thì điện tích của 2 quả cầu sẽ được chia đều

Khi đó mỗi quả cầu sẽ tích điện là  q1+q22

 

Lúc này góc giữa 2 quả cầu là 90° nên khoảng cách giữa 2 quả cầu là  l'=l2

Lực đẩy tĩnh điện giữa 2 quả cầu là  

Xét trạng thái cân bằng lực ta có

Chia (1) cho (2) ta có

. Đặt tỉ số 

Giải phương trình bậc 2 này là tìm ra 2 giá trị

x = 11,77 hoặc x = 0,085