Trang chủ Vật Lý Lớp 12 Một thanh dài 14,0 cm tích điện đều với tổng...

Một thanh dài 14,0 cm tích điện đều với tổng điện tích 22,0 uC. Hãy xác định (a) độ lớn và (b) hướng của điện trường tại một điểm trên trục của thanh và điểm

Câu hỏi :

Một thanh dài 14,0 cm tích điện đều với tổng điện tích 22,0 uC. Hãy xác định (a) độ lớn và (b) hướng của điện trường tại một điểm trên trục của thanh và điểm giữa của thanh.

Lời giải 1 :

Đáp án:

\(\frac{{kQ\sqrt 2 }}{{r\sqrt {{L^2} + 2{r^2}} }}\)

Giải thích các bước giải:

Gọi M là một điểm nằm trên trục của thanh cách thanh một đoạn r. 

Lấy vi phân một đoạn như trên hình vẽ, ta có:

\[dE = \frac{{kdq}}{{{x^2} + {r^2}}} = \frac{{kQ}}{L}\frac{{dx}}{{{x^2} + {r^2}}}\]

Vì thành phần dE trên phương ngang đã triệt tiêu lẫn nhau do tính đối xứng nên tổng điện trường bằng tổng điện trường trên phương thẳng đứng nên ta có:

\[\begin{array}{l}
E = \int {dE\cos \alpha  = } \frac{{kQr}}{L}\int\limits_{ - \frac{L}{2}}^{\frac{L}{2}} {\frac{{dx}}{{{{\left( {{x^2} + {r^2}} \right)}^{\frac{3}{2}}}}}} \\
 = \frac{{kQ}}{{Lr}}\int\limits_{ - \frac{L}{2}}^{\frac{L}{2}} {\frac{{\frac{{dx}}{r}}}{{{{\left( {{{\frac{x}{r}}^2} + 1} \right)}^{\frac{3}{2}}}}}} \\
 = \frac{{kQ}}{{Lr}}\left( {\frac{{\frac{L}{2}}}{{\sqrt {{{\frac{L}{2}}^2} + {r^2}} }} - \left( { - \frac{{\frac{L}{2}}}{{\sqrt {{{\frac{L}{2}}^2} + {r^2}} }}} \right)} \right)\\
 = \frac{{kQ\sqrt 2 }}{{r\sqrt {{L^2} + 2{r^2}} }}
\end{array}\]

Riêng tại điểm chính giữa thanh do đối xứng nên ta có thể dễ dàng nhận thấy E=0.

image

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 12

Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!

Nguồn : ADMIN :))

Copyright © 2021 HOCTAP247