Tuyển tập 30 đề thi THPT quốc gia môn Vật lý năm 2022 (Đề 14)

Một con lắc đơn có khối lượng quả cầu 200 g, dao động điều hòa

35/40

Một con lắc đơn có khối lượng quả cầu 200 g, dao động điều hòa với biên độ nhỏ có chu kì T0 tại một nơi có gia tốc g = 10 m/s2, tích điện cho quả cầu q=−4.10−4C rồi cho nó dao dộng điều hòa trong một điện trường đều theo phương thẳng đứng thì thấy chu kì của con lắc tăng lên gấp 2 lần. Vectơ cường độ điện trường có

chiều hướng xuống và E=7,5.103V/m.

chiều hướng lên và E=7,5.103V/m.

chiều hướng xuống và E=3,75.103V/m.

chiều hướng lên và E=3,75.103V/m.

Giải thích

Đáp án C

Điều kiện cân bằng của con lắc T→+P→+F→d=0 hay T→+P→bk=0 với P→bk=P→+F→d

Chu kì của con lắc khi đó: T=2πlgbk với g→bk=g→+qE→m

Áp dụng cho bài toán chu kì con lắc tăng gấp đôi nghĩa là lực điện phải ngược chiều với P→⇒E→ hướng xuống

Lập tỉ số TT0=gg−qEm=2⇒E=3,75.103V/m.

Một con lắc đơn có khối lượng quả cầu 200 g, dao động điều hòa (ảnh 1)

Cách tính gia tốc biểu kiến khi con lắc đơn chịu tác dụng của lực điện a→=qE→m

+ Nếu lực điện F→d cùng phương cùng chiều với g→:gbk=g+qEm

+ Nếu lực điện F→d cùng phương ngược chiều với g→:gbk=g−qEm

+ Nếu lực điện F→d vuông góc với g→:gbk=g2+qEm2.