Một vật nhỏ khối lượng m = 400 g, tích điện q = 1 micro C, được gắn với một lò xo nhẹ

41/44

Một vật nhỏ khối lượng m = 400 g, tích điện q = 1 μC, được gắn với một lò xo nhẹ độ cứng k = 16 N/m, tạo thành một con lắc lò xo nằm ngang. Kích thích để con lắc dao động điều hòa với biên độ 9 cm. Điện tích trên vật không thay đổi khi con lắc dao động. Tại thời điểm vật nhỏ đi qua vị trí cân bằng theo hướng làm lò xo dãn ra, người ta bật một điện trường đều có cường độ E, cùng hướng chuyển động của vật lúc đó. Lấy gần đúng π2=10. Thời gian từ lúc bật điện trường đến thời điểm vật nhỏ dừng lại lần đầu tiên là 13s. Điện trường E có giá trị là

483.104V/m

12.104V/m

123.104V/m

243.104V/m

Giải thích

Đáp án A

Tần số góc của dao động ω=km=160,4=2π→ T = 1 s

+ Tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng v0=vmax=ωA=18π cm/s

+ Khi đi qua vị trí cân bằng thì điện trường xuất hiện. Dưới tác tác dụng của điện trường con lắc dao động quanh vị trí cân bằng mới O', cách vị trí cân bằng cũ O một đoạn OO'=Δl0=qEk=6,25.10−8E

Ta để ý rằng thời gian kể từ lúc bật điện trường đến khi vật nhỏ dừng lại lần đầu tiên (đến biên) là Δt=T3=13→Δl0 = 0,5A'.

+ Với A' là biên độ dao động mới A'2=v02ω2+Δl02↔4Δl02=v02ω2+Δl02

→Δl0=v03ω↔6,25.10−8E=18π.10−23.2π→E=483.104V/m