Cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu

Cập nhật lúc: 10:20 18-08-2015 Mục tin: Vật lý lớp 11


Bài viết trình bày lý thuyết, phương pháp giải và các bài tập có lời giải chi tiết giúp bạn đọc biết cách làm bài tập một cách hiệu quả hơn.

CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG  TỔNG HỢP TRIỆT TIÊU

Tổng quát: E=E1+E2+...+E= \(\overrightarrow{0}\)

Trường hợp chỉ có hai điện tích gây điện trường:

1/ Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:

a/ Trường hợp 2 điện tích cùng dấu:( \(q_{1},q_{2}\) > 0 ) :  qđặt tại A, q đặt tại B

Gọi M là điểm có cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu

\(\overrightarrow{E_{M}}=\overrightarrow{E_{1}}+\overrightarrow{E_{2}}\) \(\rightarrow\) M \(\in\) đoạn AB (\(r_{1}=r_{2}\))

\(r_{1}=r_{2}\) = AB (1) và E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\) (2)  Từ (1) và (2)  \(\rightarrow\) vị trí M.

b/ Trường hợp 2 điện tích trái dấu:( \(q_{1},q_{2}\) < 0 )

 * \(\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}> \begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}\Rightarrow\) M đặt ngoài đoạn AB và gần B(\(r_{1}> r_{2}\))

\(r_{1}-r_{2}\) = AB (1) và  E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\)  (2)  Từ (1) và (2)  \(\rightarrow\) vị trí M.

* \(\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}< \begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}\Rightarrow\) M đặt ngoài đoạn AB và gần A(\(r_{1}< r_{2}\))

\(r_{2}-r_{1}\)= AB (1) và  E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\)  (2)  Từ (1) và (2)  \(\rightarrow\) vị trí M.

2/ Tìm vị trí để 2 vectơ  cường độ điện trường do \(q_{1},q_{2}\) gây ra tại đó bằng nhau, vuông góc nhau:

a/ Bằng nhau: 

\(q_{1},q_{2}\) > 0:

* Nếu \(\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}> \begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}\Rightarrow\) M đặt ngoài đoạn AB và gần B

                               \(\Rightarrow\) \(r_{1}-r_{2}\) = AB (1) và  E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\) (2)  

*  Nếu \(\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}< \begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}\Rightarrow\) M đặt ngoài đoạn AB và gần A(r< r)

                                \(\Rightarrow\) \(r_{2}-r_{1}\)= AB (1) và  E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\) (2)  

 + \(q_{1},q_{2}\) < 0  ( \(q_{1}\) (-); \(q_{2}\) (+) M \(\in\)  đoạn AB (nằm trong AB)

  \(r_{1}+r_{2}\) = AB (1) và E= E2  \(\Rightarrow \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}=\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}\)  (2)  Từ (1) và (2)  \(\rightarrow\) vị trí M.

b/ Vuông góc nhau:        

\(r_{1}^{2}+r_{2}^{2}=AB^{2}, tan\beta =\frac{E_{1}}{E_{2}}\)

BÀI TẬP VẬN DỤNG:

Bài  1: Cho hai điện tích điểm cùng dấu có độ lớn \(q_{1}\) = 4\(q_{2}\) đặt tại a,b cách nhau 12cm. Điểm có vectơ cường độ điện trường do \(q_{1}\) và \(q_{2}\) gây ra bằng nhau ở vị trí ( Đs: \(r_{1}\) = 24cm, \(r_{2}\) = 12cm)

Bài 2: Cho hai điện tích trái dấu ,có độ lớn điện tích bằng nhau, đặt tại A,B cách nhau 12cm .Điểm có  vectơ cường  độ điện trường do \(q_{1}\) và \(q_{2}\) gây ra bằng nhau ở vị trí ( Đs: \(r_{1}\) = \(r_{2}\) = 6cm)

Bài 3: Cho hai điện tích \(q_{1}\) = \(9.10^{-8}\)C, \(q_{2}=16.10^{-8}\) C đặt tại A, B cách nhau 5cm . Điểm  có  vec tơ cương độ điện trường  vuông góc với nhau và E= E( Đs: \(r_{1}\) = 3cm, \(r_{2}\) = 4cm)

Bài 4: Tại ba đỉnh A,B,C  của hình vuông ABCD  cạnh a = 6cm trong chân không, đặt ba điện tích điểm \(q_{1}\) = \(q_{3}\)= 2.10-7C và \(q_{2}\) = - 4.10-7C. Xác định điện tích q4 đặt tại D để cường độ điện trường tổng hợp gây bởi hệ điện tích tại tâm O của hìnhvuông bằng 0. (\(q_{4}=4.10^{-7}\) C)

Bài 5: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích \(q_{1}\) \(q_{3}\) = q. Hỏi phải đặt ở B điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường ở D bằng không. (ĐS: \(q_{2}=-2\sqrt{2}q\))

Bài 6:  Tại hai đỉnh A,B của tam giác đều ABC cạnh a đặt hai điện tích điểm \(q_{1}=q_{2}=4.10^{-9}C\) trong không khí. Hỏi phải đặt điện tích \(q_{3}\) có giá trị bao nhiêu tại C để cường độ điện trường gây bởi  hệ 3 điện tích tại trọng tâm G của tam giác bằng0. ( \(q_{3}=4.10^{-9}C\))

Bài 7: Bốn điểm A, B, C, D trong không khí tạo thành hình chữ nhật ABCD cạnh  AD = a = 3cm, AB = b = 4cm. Các điện tích q1, q2, q3 được đặt lần lượt tại A, B, C. Biết q­= -12,5.10-8C và cường độ điện trường tổng hợp tại D bằng 0. Tính q1, q2.

 

Hướng dẫn giải:

 \(\overrightarrow{E_{D}}=\overrightarrow{E_{1}}+\overrightarrow{E_{2}}+\overrightarrow{E_{3}}=\overrightarrow{E_{13}}+\overrightarrow{E_{2}}\)

Vì q2 < 0 nên q1, q3 phải là điện tích dương. Ta có:

\(E_{1}=E_{13}cos\alpha =E_{2}cos\alpha \Leftrightarrow k\frac{\begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}}{AD^{2}}=k\frac{\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}}{BD^{2}}.\frac{AD}{BD}\)

\(\Rightarrow \begin{vmatrix} q_{1} \end{vmatrix}=\frac{AD^{2}}{BD^{2}} \begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}=\frac{AD^{3}}{\left ( \sqrt{AD^{2}+AB^{2}} \right )}\begin{vmatrix} q_{2} \end{vmatrix}\Rightarrow q_{1}=\) \(-\frac{a^{3}}{\sqrt{a^{2}+h^{2}}}.q_{2}=2,7.10^{-8}C\)

Tương tự: \(E_{3}=E_{13}sin\alpha =E_{2}sin\alpha \Rightarrow q_{3}=-\frac{a^{3}}{\left ( \sqrt{a^{2}+b^{2}} \right )^{3}}q_{2}=6,4.10^{-8}C ; E_{1}\perp E_{2}\)  

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

2k7 Tham gia ngay group chia sẻ, trao đổi tài liệu học tập mễn phí

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 11 - Xem ngay

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Cập nhật thông tin mới nhất của kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia 2021