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

Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m = 0,01 g bằng những sợi dây có độ dài l = 50 cm (có khối lượng không đáng kể). Khi hai quả cầu nhiễm điện bằng nhau về độ lớn và cùng d

Giải thích

Gọi điện tích mỗi quả cầu là q.

Người ta treo hai quả cầu nhỏ có khối lượng bằng nhau m = 0,01 g bằng những sợi dây có độ dài l = 50 cm (có khối lượng không đáng kể). Khi hai quả cầu nhiễm điện bằng nhau về độ lớn và cùng dấu, (ảnh 1)

Lực điện tác dụng lên mỗi quả cầu là: \({F_d} = k\frac{{{q^2}}}{{{r^2}}}\)

Từ hình vẽ, ta thấy: \[\frac{{{F_d}}}{P} = \frac{{\frac{r}{2}}}{{\sqrt {{\ell ^2} - {{\left( {\frac{r}{2}} \right)}^2}} }} \Rightarrow \frac{{k\frac{{{q^2}}}{{{r^2}}}}}{{mg}} = \frac{{\frac{r}{2}}}{{\sqrt {{\ell ^2} - {{\left( {\frac{r}{2}} \right)}^2}} }}\]

\[ \Rightarrow q = \sqrt {\frac{{mg{r^3}}}{{2k\sqrt {{\ell ^2} - {{\left( {\frac{r}{2}} \right)}^2}} }}} = \sqrt {\frac{{0,{{01.10}^{ - 3}}.10.0,{{06}^3}}}{{{{2.9.10}^9}.\sqrt {0,{5^2} - 0,{{03}^2}} }}} = 1,{55.10^{ - 9}}(C)\]