Phương pháp giải các bài tập về Điều kiện cân bằng của vật mang điện đặt trong điện trường đều

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Phương pháp giải: </b>

+) Xác định các lực tác dụng lên vật.
+) Biểu diễn các lực tác dụng lên vật.

+) Sử dụng điều kiện cân bằng Fhl 0 , tìm các đại lượng cần tìm.

Các lực thường gặp là: lực điện FqE , trọng lực Pmg và lực đẩy Acsimet F_A  Vg
<b>Ví dụ 1: Hai quả cầu nhỏ A và B mang những điện tích lần lượt </b> 9

2.10 C

 và 9

2.10 C được treo ở đầu hai
sợi dây tơ cách điện dài bằng nhau. Hai điểm treo dây M và N cách nhau 2 cm. Khi cân

bằng, vị trí các dây treo có dạng như hình vẽ. Hỏi để đưa các dây treo trở về vị trí thẳng
đứng người ta phải dùng một điện trường đều có hướng nào và độ lớn bao nhiêu?

<i><b>Lời giải </b></i>

Để đưa các dây treo trở về vị trí thẳng đứng cần phải tác dụng lực điện trường ngược chiều với lực tĩnh điện
và cùng độ lớn với lực tĩnh điện: F’ = F

+) Với quả cầu A:

2
2
q
q E k

AB






9

9 4

2

2 2 ₂

q q 2.10

E k k 9.10 . 4,5.10 V / m

AB MN _2.10




    

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>Ví dụ 2: Một hịn bi nhỏ bằng kim loại được đặt trong dầu. Bi có thể tích V = 10 mm</b>3, khối lượng
5

m9.10 kg . Dầu có khối lượng riêng D = 800 kg/m3. Tất cả được đặt trong một điện trường đều, E
hướng thẳng đứng từ trên xuống, 5

E4,1.10 V / m . Tìm điện tích của bi để nó cân bằng lơ lủng trong dầu.
Cho g = 10 m/s2.

<i><b>Lời giải </b></i>
Các lực tác dụng lên hòn bi:

Trọng lực Pmg lực đẩy Acsimet F_A  Vg

Lực điện trường: FqE (hướng xuống nếu q > 0; hướng lên nếu q < 0)

Hòn bi nằm cân bằng (lơ lửng) khi: P F _A    F 0 P ' F 0

Vì PF_A nên P ' P F_AF phải hướng lên  q 0 và F P F_A

5 8

9
5

mg DVg 9.10 800.10 .10

q E mg DVg q 2.10 C

E 4,1.10

 



 

      

Vì q0 nên 9
q 2.10 C

<b>Ví dụ 3: Một quả cầu kim loại bán kính r = 3mm được tích điện </b>q10 C6 treo vào một đầu dây mảnh
trong dầu. Điện trường đều trong dầu có E hướng thẳng đứng từ trên xuống. Khối lượng riêng của kim loại

3
1 8720kg / m

  , của dầu 3

2 800kg / m

  . Biết rằng lực căng dây cực đại bằng 1,4N. Tính E để dây
không đứt. Lấy 2

g10m / s

<i><b>Lời giải </b></i>
Quả cầu có cân bằng: P F F  _A T 0





2

A 1 2 max

3

T P F F r g qE T

4

         





3 6

max 1 2

1 4

E T r g 1,391.10 V / m

q 3

 

  _      _

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>Ví dụ 4: Cho hai kim loại song song, nằm ngang, nhiễm điện trái dấu. Khoảng khơng gian giữa 2 tấm kim </b>
loại đó chứa đầy dầu. Một quả cầu bằng sắt bán kính R = 1cm mang điện tích q nằm lơ lửng trong lớp dầu.
Điện trường giữa 2 tấm kim loại là điện trường đều hướng từ trên xuống và có độ lớn 20000V/m. Hỏi độ
lớn và dấu của điện tích q. Cho biết khối lượng riêng của sắt là 7800kg/m3, của dầu là 800kg/m3. Lấy

2
g10m / s

<i><b>Lời giải </b></i>

Các lực tác dụng lên quả cầu: lực điện F , trong lực P hướng xuống và lực đẩy Acsimet F hướng lên. Điều _A

kiện cân bằng của quả cầu: P F _d F_A 0

Lại có:

3
vat vat

3

A mt mt

4

P mg Vg R g

3
4

F Vg R g

3

      




 _{ } _{ } _



Vì khối lượng riêng của vật lớn hơn  P FAFA    F P F P FA





3

vat mt

6
A

A

4
R g

P F ₃

q E P F q 14, 7.10 C

E E



   


      

Vậy để vật cân bằng thì lực điện phải hướng lên, ngược hướng 6
E    q 0 q 14, 7.10 C
<b>Ví dụ 5: Một quả cầu khối lượng </b> 3

m4,5.10 kg treo vào một sợi dây dài 2m. Quả
cầu nằm trong điện trường có vecto E nằm ngang, hướng sang trái như hình vẽ.
Biết d = 1m, E = 2000V/m. Lấy g10m / s2

a) Biểu diễn các lực tác dụng lên quả cầu
b) Tính điện tích của quả cầu

c) tính độ lớn của lực căng dây

<i><b>Lời giải </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

R

 có phương sợi dây

2 2

d F

tan

P
d

   


5

2 2

q E
1

q 1,3.10 C
mg

2 1



   



Do F, E ngược chiều nên q < 0   q 1,3.10 C5
Độ lớn lực căng dây: T R P 0, 052N

cos 30

  

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b> sinh động, nhiều <b>tiện ích thơng minh</b>, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, </b>

<b>giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b> đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng.

<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b> Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng

các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các trường

<i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường Chuyên khác cùng

<i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.</i>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Toán Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS lớp 6,

7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Toán:</b> Bồi dưỡng 5 phân môn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b> dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam </i>
<i>Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn</i> cùng đơi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b> Kênh <b>Youtube</b> cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí

từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

<i><b> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </b></i>

<i><b>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </b></i>

</div>

<!--links-->