Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích

Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích
Chuyên đề môn Vật lý lớp 11
Chuyên đề Vật lý lớp 11: Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học
sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 11 hiệu quả hơn. Mời các bạn
tham khảo.

Chuyên đề:Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích
A. Phương pháp & Ví dụ bài lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích
B. Bài tập lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích

A. Phương pháp & Ví dụ bài lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích
- Khi một điện tích điểm q chịu tác dụng của nhiều lực tác dụng F→1, F→2, ... do các điện tích điểm q1, q2, ... gây ra thì hợp lực
tác dụng lên q là: F→ = F→1 + F→2 + F→3 + ... + F→n
- Các bước tìm hợp lực F→ do các điện tích q1; q2; ... tác dụng lên điện tích qo:
Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình).
Bước 2: Tính độ lớn các lực F1, F2 lần lượt do q1 và q2 tác dụng lên qo.
Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực F→1, F→2
Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn của hợp lực F→.
- Các trường hợ p đặc biệt:

F→1 và F→2 cùng chiều thì: F = F1 + F2 (α = 0, cosα = 1).
F→1 và F→2 ngược chiều thì: F = |F1 – F2| (α = π, cosα = –1).
F→1 và F→2 vng góc thì:

(α = 90°, cosα = 0).

F→1 và F→2 cùng độ lớn (F1 = F2) thì:
Tở ng quát: F2 = F12 + F22 + 2F1F2cosα(α là góc hợp bởi F→1 và F→2 ).

Ví dụ 1: Hai điện tích q1 = 8.10-8 C, q2 = - 8.10-8 C đặt tại A, B trong khơng khí (AB = 6 cm). Xác định lực tác dụng lên q3 =
8.10-8 C, nếu:

a) CA = 4cm, CB = 2cm
b) CA = 4cm, CB = 10cm
c) CA = CB = 5cm

Hướng dẫn:
Điện tích q3 sẽ chịu hai lực tác dụng của q1 và q2 là F→1 và F→2.

→

→

→


Lực tổng hợp tác dụng lên q3 là: F→ = F→1 + F→2
a) Trường hợp 1: CA = 4cm, CB = 2cm
Vì AC + CB = AB nên C nằm trong đoạn AB.
q1, q3 cùng dấu nên F→1 là lực đẩy
q2, q3 trái dấu nên F→2 là lực hút.

Trên hình vẽ, ta thấy F→1 và F→2 cùng chiều.
Vậy: F→ cùng chiều F→1, F→2 (hướng từ C đến B).
Độ lớn:

b) Trường hợp 2: CA = 4cm, CB = 10cm
Vì CB – CA = AB nên C nằm trên đường AB, ngoài khoảng AB, về phía A.

Ta có:

Theo hình vẽ, ta thấy F→1 và F→2 ngược chiều, F→1 > F→2.

Vậy:
+ F→ cùng chiều F→1 (hướng xảy ra A, B)
+ Độ lớn F = F1 – F2 = 30,24.10-3N
c) Trường hợp 3: Vì C cách đều A, B nên C nằm trên đường trung trực của đoạn AB.


Ta có:

Vì F1 = F2 nên F→ nằm trên phân giác góc (F→1; F→2).
⇒ F→ ⊥ CH(phân giác của hai góc kề bù) ⇒ F→ // AB

Nên:

Vậy: F→ có phương song song với AB, chiều hướng từ A đến B, độ lớn F = 27,65.10-3N.

Ví dụ 2: Ba điện tích điểm q1 = -10-7 C, q2 = 5.10-8 C, q3 = 4.10-8 C lần lượt tại A, B, C trong khơng khí. Biết AB = 5 cm, BC =
1 cm, AC = 4 cm. Tính lực tác dụng lên mỗi điện tích.

Hướng dẫn:
Trong một tam giác tổng hai cạnh bất kì ln lớn hơn cạnh cịn lại nên dễ thấy A, B, C phải thẳng hàng.
Lực tác dụng lên điện tích q1
+ Gọi lần lượt là lực do điện tích q2 và q3 tác dụng lên q1
+ Ta có:

+ Lực F→2, F→3 được biểu diễn như hình


+ Gọi F→ là lực tổng hợp do q2 và q3 tác dụng lên q1. Ta có: F→ = F→2 + F→3
+ Vì F→2, F→3 cùng phương cùng chiều nên ta có: F = F2 + F3 = 0,0405 N
Lực tác dụng lên điện tích q2

+ Gọi F→1, F→3 lần lượt là lực do điện tích q1 và q3 tác dụng lên q2

+ Ta có:
+ Lực F→1, F→3 được biểu diễn như hình

+ Gọi F→ là lực tổng hợp do q2 và q3 tác dụng lên q1. Ta có: F→ = F→1 + F→3
+ Vì F→1, F→3 cùng phương, ngược chiều nên ta có: F = F3 – F1 = 0,162 N
Lực tác dụng lên điện tích q3
+ Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3

+ Ta có:
+ Lực F→1, F→2 được biểu diễn như hình

+ Gọi F→ là lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên q3. Ta có: F→ = F→1 + F→2
+ Vì F→1, F→2 cùng phương cùng chiều nên ta có: F = F1 + F2 = 0,2025 N

Ví dụ 3: Ba điện tích điểm q1 = 4.10-8C, q2 = –4.10-8C, q3 = 5.10-8C đặt trong khơng khí tại ba đỉnh ABC của một tam giác
đều, cạnh a = 2cm. Xác định vectơ lực tác dụng lên q3.

Hướng dẫn:


Vậy: Vectơ lực tác dụng lên q3 có:
+ điểm đặt: tại C.
+ phương: song song với AB.
+ chiều: từ A đến B.
+ độ lớn: F3 = 45.10-3N.

B. Bài tập lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích
Bài 1: Đặt hai điện tích điểm q1 = -q2 = 8.10-8 C tại A,B trong khơng khí cách nhau 6 cm. Xác định lực điện tác dụng lên q3 =

8.10-8 C đặt tại C trong hai trường hợp:
a) CA = 4 cm, CB = 2 cm
b) CA = 4 cm, CB = 10 cm.

Đáp án
a. Trường hợp C trong AB.
Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3
+ Ta có:

+ Gọi F→ là lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q3, ta có: F→ = F→1 + F→2
+ Vì F→1 ↑↑ F→2 nên: F = F1 + F2 = 0,18 N.
b. Trường hợp C ngồi AB về phía A
Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3


+ Ta có:

+ Gọi F→ là lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q3, ta có: F→ = F→1 + F→2
+ Vì F→1 ↓↑ F→2 và F1 > F2 nên: F = F1 – F2 = 0,03 N.

Bài 2: Trong chân khơng, cho hai điện tích q1 = -q2 = 10-7 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 8 cm. Xác định lực tổng hợp tác
dụng lên điện tích q0 = 10-7 C trong các trường hợp sau:
a) Điện tích q0 đặt tại H là trung điểm của AB.
b) Điện tích q0 đặt tại M cách A đoạn 4 cm, cách B đoạn 12 cm.

Đáp án
a) Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q0
+ Ta có:

+ Gọi F→ là lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0, ta có: F→ = F→1 + F→2

+ Vì F→1 ↑↑ F→2 nên: F = F1 + F2 = 0,1125 N
b) Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q0
+ Ta có:

+ Gọi F→ là lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0, ta có: F→ = F→1 + F→2
+ Vì F→1 ↓↑ F→2 nên: F = F1 - F2 = 0,05 N

Bài 3: Cho năm điện tích Q được đặt trên cùng một đường thẳng sao cho hai điện tích liền nhau cách nhau một đoạn a. Xác


định lực tác dụng vào mỗi điện tích. Vẽ hình ký hiệu các điện tích bằng các chỉ số 1,2,3,4,5.

Đáp án

Bài 4: Đặt hai điện tích điểm q1 = -q2 = 2.10-8 C tại A, B trong khơng khí cách nhau 12 cm. Xác định lực điện tác dụng lên q3 =
4.10-8 C tại C mà CA = CB = 10 cm.

Đáp án

F→ = F→1 + F→2
F1 = F2 ⇒ F→ // AB→
Hay F2 = 2F1.cosα = 2F1cosA = 0,432.10-3 N.

Bài 5: Tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm trong khơng khí, đặt hai điện tích q1 = -3.10-6C, q2 = 8.10-6C. Xác định lực điện
trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt tại C. Biết AC = 12 cm, BC = 16 cm.

Đáp án


Bài 6: Ba điện tích q1 = q2 = q3 = 1,6.10-19 C đặt trong khơng khí, tại 3 đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 16 cm. Xác định

véctơ lực tác dụng lên q3.

Đáp án

Gọi F→1, F→2 lần lượt là lực do điện tích q1 và q2 tác dụng lên q3
+ Ta có:

+ Lực tác dụng F→1, F→2 được biểu diễn như hình
+ Vì tam giác ANB đều nên α = 60°
+ Gọi F→ là lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0
+ Ta có: F→ = F→1 + F→2


+ Thay số được F = 9√3.10-27
+ Vậy lực tổng hợp F→ tác dụng lên q3 có điểm đặt tại C, phương vng góc với AB, chiều như hình và độ lớn F = 9√3.10-27.

Bài 7: Tại ba đỉnh tam giác đều cạnh a = 6cm trong khơng khí có đặt ba điện tích q1 = 6.10-9C, q2 = q3 = – 8.10-9C. Xác định
lực tác dụng lên q0 = 8.10-9C tại tâm tam giác.

Đáp án

⇒ F0 = 3,6.10-4 + 4,8.10-4 = 8,4.10-4N

Vậy: Vectơ lực tác dụng lên q0 có:
+ điểm đặt: tại O.
+ phương: vng góc với BC.


+ chiều: từ A đến BC.
+ độ lớn: F0 = 8,4.10-4N.

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Vật lý 11: Lực điện tổng hợp tác dụng lên một điện tích. Để có kết quả cao
hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Vật lý 11, Giải Vở BT Vật Lý 11, Giải bài tập Vật
Lí 11, Tài liệu học tập lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc