by Một quả cầu kim loại nhỏ khối lượng \(m = 1\,\,g\), mang điện tích \(q = {5.10^{ – 6}}\,\,C\), được treo vào sợi dây dài mảnh, khối lượng không đáng kể. Giữa hai bản kim loại song song tích điện trái dấu đặt thẳng đứng tại nơi có gia tốc \(g = 10\,\,m/{s^2}\). Lúc vật cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng góc \({45^0}\). Biết khoảng cách giữa hai tấm kim loại là \(d = 10\,\,cm\). Hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại?
A \(100\,\,V\)
B \(200\,\,V\)
C \(300\,\,V\)
D \(400\,\,V\)
Hướng dẫn
Chọn đáp án: B
Phương pháp giải:
Xác định các lực tác dụng lên quả cầu
Áp dụng điều kiện cân bằng của vật
Lực điện: \(F = qE = q\frac{U}{d}\)
Hướng dẫn
Các lực tác dụng lên quả cầu gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \) , lực điện \(\overrightarrow F \), lực căng dây \(\overrightarrow T \)
Điều kiện cân bằng của quả cầu: \(\overrightarrow T + \overrightarrow F + \overrightarrow P = 0 \to \overrightarrow T + \overrightarrow R = 0\)
\( \to \) \(\overrightarrow R \) có phương sợi dây
Ta có:
\(\begin{array}{l}\tan {45^0} = \frac{F}{P} \to F = P \leftrightarrow qE = mg \leftrightarrow q\frac{U}{d} = mg\\ \to U = \frac{{mg{\rm{d}}}}{q} = 200V\end{array}\)
Chọn B.
