2020 câu Trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2023 có đáp án (Phần 20)

Hai hòn bi bằng kim loại giống nhau có điện tích cùng dấu q và 4q ở cách nhau một khoảng r1. Sau khi cho hai hòn bi tiếp xúc nhau, để cho lực tương tác giữa chúng không thay đổi, ta phải đặt

Giải thích

Trước khi tiếp xúc: \[F = k\frac{{|{q_1}{q_2}|}}{{\varepsilon r_1^2}} = k\frac{{|q.4q|}}{{\varepsilon r_1^1}} = k\frac{{4{q^2}}}{{\varepsilon r_1^2}}\]

Sau khi tiếp xúc: \[q_1^' = q_2^' = \frac{{{q_1} + {q_2}}}{2} = \frac{{q + 4q}}{2} = 2,5q\]

\[F\prime = k\frac{{|q_1^'q_2^'|}}{{\varepsilon .r_2^2}} = k\frac{{{{(2,5q)}^2}}}{{\varepsilon .r_2^2}} = k\frac{{6,25{q^2}}}{{\varepsilon .r_2^2}}\]

Vì lực tương tác giữa hai hòn bi không đổi nên

\[F = F\prime \]\[ \to k\frac{{4{q^2}}}{{\varepsilon r_1^2}} = k\frac{{6,25{q^2}}}{{\varepsilon r_2^2}}\]\[ \to \frac{4}{{r_1^2}} = \frac{{6,25}}{{r_2^2}}\]\[ \to \frac{{r_1^2}}{{r_2^2}} = \frac{4}{{6,25}}\]\[ \to \frac{{{r_1}}}{{{r_2}}} = \sqrt {\frac{4}{{6,25}}} = 0,8\]\[ \to \frac{{{r_1}}}{{0,8}} = {r_2}\]

\[ \to {r_2} = 1,25{r_1}\]