Cường độ điện trường triệt tiêu

Cách xác định vị trí cường độ điện trường bằng 0 hay, chi tiết

Trang trước Trang sau

- Nếu EM = E1 + E2 = 0 thì

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Trường hợp hai điện tích cùng dấu, q1 > 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B.

Gọi M là điểm có cường độ điện trường bị triệt tiêu:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Quảng cáo

Trường hợp hai điện tích trái dấu, q1 < 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B.

Với |q1| > |q2|    M thuộc đường thẳng AB và ngoài đoạn AB, gần B hơn (r1 > r2)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Với |q1| < |q2|    M thuộc đường thẳng AB và ngoài đoạn AB, gần A hơn (r2 > r1)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

- Nếu EM = E1 + E2 + E3 = 0    E3 = -(E1 + E2)....

Ví dụ 1: Cho hai điện tích điểm có cùng dấu và độ lớn q1 = 4q2 đặt tại A, B cách nhau 12 cm. Tìm điểm tại đó cường độ điện trường tổng hợp bằng không.

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Gọi M là điểm để cường độ điện trường triệt tiêu, khi đó

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Quảng cáo

Ví dụ 2: Cho hai điện tích q1 = 9.10-8C, q2 = -16.10-8C đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 12cm. Tìm điểm tại đó có vectơ cường độ điện trường bằng không.

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Gọi M là điểm để cường độ điện trường triệt tiêu, khi đó

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 3: Tại ba đỉnh A, B và C của một hình vuông ABCD cạnh 6 cm trong chân không, đặt ba điện tích điểm q1 = q3 = 2.10-7C và q2 = -4.10-7 . Xác định điện tích q4 đặt tại D để cường độ điện trường tổng hợp gây bởi hệ điện tích tại tâm O bằng 0.

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Cường độ điện trường tổng hợp tại tâm O của hình vuông:

EO = E1 + E2 + E3 + E4

Trong đó E1, E2, E3, E4 lần lượt là vecto cường độ điện trường do các điện tích q1, q2, q3, q4 gây ra tại O.

+ Để cường độ điện trường tại O triệt tiêu thì EO = 0

+ Vì q1 = q3 và AO = CO nên:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Quảng cáo

Ví dụ 4: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1 = q3 = q. Hỏi phải đặt tại B một điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường tại D bằng 0.

Hướng dẫn:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Cường độ điện trường tổng hợp tại đỉnh D của hình vuông:

ED = E1 + E2 + E3, trong đó E1, E2, E3 lần lượt là cường độ điện trường do q1, q2, q3 gây ra tại D.

+ Để cường độ điện trường tại D bị triệt tiêu thì ED = 0

Vì q1 = q3 và AD = CD nên E1 = E3 và cường độ điện trường tổng hợp

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Vì E1  E13    q2 = -22.q

Bài 1: Tại hai điểm A, B cách nhau 15 cm trong không khí đặt q1 =  -12.10-6 C, q2 = 2,5.10-6 C.

a) Tính độ lớn điện trường tổng hợp E tại C. Biết AC = 20 cm, BC = 5 cm.

b) Tìm điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0.

Hiển thị lời giải

a)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Gọi E'1E'2 là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M là: E' = E'1 + E'2 = 0

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Suy ra E'1E'2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB và gần q2 hơn.

Với E1 = E2 thì:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

AB = 15 cm  AM  27,6 cm.

Vậy M nằm cách A 27,6 cm và cách B 12,6 cm; ngoài ra còn có các điểm ở cách rất xa điểm đặt các điện tích q1 và q2 cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đó cường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xỉ bằng 0.

Bài 2: Tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm trong không khí đặt q1 = - 9.10-6C, q2 = - 4.10-6C.

a) Tính E tại C. Biết AC = 30 cm, BC = 10 cm.

b) Tìm điểm M mà tại đó cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích này gây ra bằng 0.

Hiển thị lời giải

a)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Gọi E1E2 là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra tại M thì cường độ điện trường tổng hợp do q1 và q2 gây ra tại M là:

E' = E'1 + E'2 = 0

Suy ra E'1E'2 phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB.

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Với E1 = E2 thì

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

AM = 3AB/5 = 12 cm, BM = 8 cm.

Vậy M nằm cách A 12 cm và cách B 8 cm; ngoài ra còn có các điểm ở cách rất xa điểm đặt các điện tích q1 và q2 cũng có cường độ điện trường bằng 0 vì ở đó cường độ điện trường do các điện tích q1 và q2 gây ra đều xấp xỉ bằng 0.

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

Hiển thị lời giải

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vectơ cường độ điện trường tại D:

ED = E1 + E3 + E2 = E13 + E2

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

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 4: Tại hai đỉnh A, B của một tam giác đều ABC cạnh a đặt hai điện tích điểm q1 = q2 = 4.10-9C trong không khí. Hỏi phải đặt điện tích q3 có giá trị bao nhiêu tại C để cường độ điện trường gây ra bởi hệ ba điện tích tại trọng tâm G của tam giác bằng 0.

Hiển thị lời giải

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

+ Các điện tích tại các đỉnh A, B, C của tam giác ABC gây ra tại trọng tâm G của tam giác các vecto cường độ điện trường EA, EBEC có phương chiều như hình vẽ và độ lớn

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Điện trường - Cường độ điện trường đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Cường độ điện trường tổng hợp tại G: E = EA + EB + EC

+ Vì các vecto cường độ điện trường lần lượt hợp nhau một góc 120° và EA = EB nên để E = 0 thì q1 = q2 = q3

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube Tôi

Trang trước Trang sau