Trang chủ Vật Lý Lớp 11 Hai quả cầu nhỏ tích điện có cùng bán kính...

Hai quả cầu nhỏ tích điện có cùng bán kính và khối lượng, được treo vào một điểm bằng hai sợi dây tơ, dài bằng nhau và nhúng vào điện môi lỏng có khối lượng ri

Câu hỏi :

Hai quả cầu nhỏ tích điện có cùng bán kính và khối lượng, được treo vào một điểm bằng hai sợi dây tơ, dài bằng nhau và nhúng vào điện môi lỏng có khối lượng riêng D1 và hằng số điện môi ϵ. Các quả cầu phải có khối lượng riêng bằng bao nhiêu để cho góc lệch giữa hai sợi dây là như nhau khi hai quả cầu được đặt trong không khí cũng như trong điện môi lỏng. Xét trường hợp điện môi là dầu hỏa có ϵ=2 và D1=800kg/m3

Lời giải 1 :

Đáp án:


\(D=1600kg/{{m}^{2}}\)

Giải thích các bước giải:

Khi hai quả cầu được đặt trong không khí, góc lệch αα của dây treo so với phương thẳng đứng được tính theo công thức \(\tan \alpha =\dfrac{F}{P}\)(1)

khối F là lực đẩy tĩnh điện giữa hai quả cầu, P là trọng lực của quả cầu: \(P=DVg\)
 (D là khối lượng riêng, V là thể tích quả cầu ).
Khi hai quả cầu được đặt trong điện môi lỏng, mỗi quả cầu chịu tác dụng của bốn lực: trọng lực P và lực đẩy tĩnh điện \(F'=\dfrac{P}{\varepsilon }\)
ϵϵ là hằng số điện môi), lực căng T của dây treo vào lực đẩy Asimet \({{F}_{A}}\) (có phương thẳng đứng, ngược chiều với trọng lực và có độ lớn \({{F}_{A}}={{D}_{1}}.V.g\)
  Muốn cho quả cầu nằm cân bằng, phải có:
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F'}+\overrightarrow{T'}+\overrightarrow{{{F}_{A}}}=\overrightarrow{0}\)

ta tìm được góc lệch αcủa dây treo:
\(\tan \alpha '=\dfrac{F'}{P-{{F}_{A}}}(2)\)
Theo yêu cầu của đề bài \(\alpha '=\alpha \)
 suy ra :
\(\dfrac{F}{P}=\dfrac{F'}{P-{{F}_{A}}}=\dfrac{\dfrac{P}{\varepsilon }}{P-{{F}_{A}}}\Rightarrow \varepsilon =\dfrac{P}{P-{{F}_{A}}}=\frac{D}{D-{{D}_{1}}}\)
Từ đó:

\(D={{D}_{1}}.\dfrac{\varepsilon }{\varepsilon -1}=800.\dfrac{2}{2-1}=1600kg/{{m}^{2}}\)
Trường hợp điện môi là dầu hỏa thì \(D=1600kg/{{m}^{2}}\)

Thảo luận

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự 11

Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng sau này rồi học đại học. Ôi nhiều lúc thật là sợ, hoang mang nhưng các em hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai nhé!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK