Một viên bi hình cầu bán kính R = 3 cm được đặt cách mặt đất 1,2 m. Tích điện dương cho viên bi tới khi mật độ điện tích ρ =...

Bài tập 20.9. Một viên bi hình cầu bán kính R = 3 cm được đặt cách mặt đất 1,2 m. Tích điện dương cho viên bi tới khi mật độ điện tích ρ = 1,44.10$^{-8}$ (C/m$^{3}$) được phân bố đều trong viên bi. Thực hiện đo theo phương thẳng đứng từ mặt đất lên viên bi cho thấy cường độ điện trường có phương thẳng đứng, hướng đi xuống mặt đất, độ lớn có giá trị được ghi vào bảng sau:

Độ cao (cm)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

117

E (V/m)

230

231

234

236

242

249

260

278

300

332

370

440

a) Tính điện tích mà viên bị đã tích được.

b) Hãy ước tính điện thế của viên bi sau khi tích điện.

c) Xác định năng lượng cần dùng để tích điện cho viên bi như trên khi bỏ qua các hao phí.


a) Thể tích của quả cầu là: $V=\frac{4}{3}\pi r^{3}=\frac{4}{3}\pi 0,03^{3}= 3,6\pi ^{-5} (m^{3})$

Điện thế của viên bi sau khi tích điện là: $q=\rho . V\approx  163.10^{- 14}$ (C)

b) $E_{M}=E_{N}=E=\frac{U_{MN}}{d_{MN}}=\frac{V_{M}-V_{N}}{\overline{MN}}$

Áp dụng công thức trên để tính cho từng đoạn đã đo. Với chú ý mốc tính điện thế tại mặt đất và lấy E là trung bình trong đoạn đó, ta tính được $V \approx 317,55V $

c) Năng lượng cần dùng để tích điện cho viên bi như trên khi bỏ qua các hao phí là:

$W = Vq =317,55.163.10^{- 14}=5,176.10^{-10}$ J


Bình luận

Giải bài tập những môn khác