Math Problem Statement

Một thanh kim loại mang điện tích q=2×10^−7C. Tính cường độ điện trường tại một điểm nằm cách 2 đầu thanh R=300 cm, cách trung điểm của thanh R_0=10 cm

Solution

Để tính cường độ điện trường tại một điểm cách trung điểm của thanh kim loại mang điện tích, chúng ta sẽ áp dụng các khái niệm trong lý thuyết điện trường và định lý Coulomb. Tuy nhiên, vì bài toán này liên quan đến thanh mang điện tích, chúng ta sẽ sử dụng công thức cho điện trường do một thanh có điện tích phân bố đều phát sinh.

Dữ liệu:

  • Điện tích của thanh kim loại: q=2×107Cq = 2 \times 10^{-7} \, C
  • Khoảng cách từ trung điểm của thanh đến điểm cần tính điện trường: R0=10cm=0.1mR_0 = 10 \, cm = 0.1 \, m
  • Khoảng cách từ hai đầu thanh đến điểm: R=300cm=3mR = 300 \, cm = 3 \, m

Bước 1: Định lý điện trường do một thanh có điện tích phân bố đều

Cường độ điện trường tại một điểm cách trung điểm của thanh có điện tích phân bố đều (với chiều dài thanh là LL) được tính bằng công thức:

E=14πε0×qLr×(11rL)E = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \times \frac{q}{L \cdot r} \times \left( \frac{1}{1 - \frac{r}{L}} \right)

Trong đó:

  • ε0=8.85×1012F/m\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, F/m là hằng số điện môi trong chân không.
  • qq là điện tích của thanh.
  • LL là chiều dài của thanh.
  • rr là khoảng cách từ điểm cần tính điện trường đến thanh.

Bước 2: Tính chiều dài thanh

Chúng ta chưa có thông tin về chiều dài của thanh. Tuy nhiên, vì bài toán chỉ yêu cầu cường độ điện trường tại một điểm cố định, chúng ta có thể giả sử rằng khoảng cách RRR0R_0 đủ lớn để có thể áp dụng ước lượng theo cách đơn giản (dùng công thức chung cho điện trường từ một điểm đến một thanh dài).

Tuy nhiên, vì bài toán không đưa ra chiều dài thanh LL, bạn có thể cần cung cấp thêm thông tin này để tính toán chính xác hơn.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Electrostatics
Electric Field
Coulomb's Law

Formulas

E = (1 / 4πϵ₀) × (q / L × r) × (1 / (1 - r / L))

Theorems

Coulomb's Law
Electric Field due to a uniformly charged rod

Suitable Grade Level

Grades 10-12