Con lắc đơn gồm vật nhỏ có khối lượng 1g treo vào sợi dây nhẹ, không dãn, tại nơi có g=10m/s2, trong điện trường đều có vecto cường độ điện trường E nằm ngang, độ lớn E=1000V/m. Khi vật chưa tích điện, chu kì dao động điều hòa của con lắc là T. Khi con lắc tích điện q, chu kì dao động điều hòa của con lắc là 0,841T. Độ lớn điện tích q là

A.  
2.102C \sqrt 2 {.10^{ - 2}}C
B.  
2.105C \sqrt 2 {.10^{ - 5}}C
C.  
102C 10^{ - 2}C
D.  
105C 10^{ - 5}C

Đáp án đúng là: D

Giải thích đáp án:

+ Khi con lắc chưa tích điện, chu kì dao động của con lắc:

T=2πlg T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}}

+ Khi con lắc tích điện, đặt trong điện trường nằm ngang thì nó chịu thêm tác dụng của lực điện theo phương ngang

Chu kì dao động của con lắc tích điện q đặt trong điện trường đều là: T=2πlgT' = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g'}}

+ Gia tốc trọng trường hiệu dụng của con lắc là: g=g2+(qEm)2 g' = \sqrt {{g^2} + {{(\frac{{\left| q \right|E}}{m})}^2}}

Chu kì của con lắc trong điện trường là:

T=2πlg=2π1g2+(qEm)2=0,841T2π1g2+(qEm)2=0,841.2πlgg2+(qEm)2=g0,8412g2+(qEm)2=g20,8414102+(q.10001.103)2=1020,8414q1.105C\begin{array}{l} T' = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{g'}}} = 2\pi \sqrt {\frac{1}{{\sqrt {{g^2} + {{(\frac{{\left| q \right|E}}{m})}^2}} }}} = 0,841T\\ \Rightarrow 2\pi \sqrt {\frac{1}{{\sqrt {{g^2} + {{(\frac{{\left| q \right|E}}{m})}^2}} }}} = 0,841.2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \Leftrightarrow \sqrt {{g^2} + {{(\frac{{\left| q \right|E}}{m})}^2}} = \frac{g}{{{{0,841}^2}}}\\ \Leftrightarrow {g^2} + {(\frac{{\left| q \right|E}}{m})^2} = \frac{{{g^2}}}{{{{0,841}^4}}} \to {10^2} + {(\frac{{\left| q \right|.1000}}{{{{1.10}^{ - 3}}}})^2} = \frac{{{{10}^2}}}{{{{0,841}^4}}} \to \left| q \right| \approx {1.10^{ - 5}}C \end{array}

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia Môn Vật Lý Năm 2020 - Trường THPT Chu Văn An Lần 3 (Có Đáp Án)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

118,710 lượt xem 63,875 lượt làm bài