Một quả cầu kim loại có khối lượng riêng ρ = 9 , 8 . 10 3 k g / m 3 , bán kính r = 1cm, mang điện tích q = 10 - 6 C được treo ở đầu một sợi dây mảnh không dãn. Chiều dài sợi dây là l = 10cm. Tại điểm treo của sợi day đặt một điện tích q 0 = - 2 . 10 - 6 C .Toàn bộ hệ thống trên được đặt trong dầu cách điện có khối lượng riêng ρ 0 = 800 k g / m 3 , hằng số điện môi ε = 3 . Lấy g = 10 m / s 2 . Lực căng của dây treo là:
A. 0,68N
B. 0,98N
C. 1,12N
D. 0,84N
Đáp án: B
Quả cầu mang điện tích q cân bằng do tác dụng của trọng lực P → , lực căng T → của dây treo, lực điện F → và lực đẩy Ác-si-mét F A → nên:
Vì q và q 0 cùng dấu nên chúng đẩy nhau. Lực điện có phương thẳng đúng, chiều đi xuống; lực đẩy Ác-si-mét có phương thẳng đứng, chiều đi lên. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương đi xuống.
Ta có: P - T + F - F A = 0
Thay số:
= 0,98N