a. Cường độ điện trường trong màng tế bào

Công thức:

E = \frac{U}{d}

Với:

• U = 0,07\,V
• d = 8 \times 10^{-9}\,m

Thay vào:

E = \frac{0,07}{8 \times 10^{-9}} = 8,75 \times 10^{6}\,V/m

👉 Cường độ điện trường:

\mathbf{E = 8,75 \times 10^{6}\ V/m}

b. Lực điện và hướng chuyển động của ion âm

1. Xác định chiều điện trường

• Mặt ngoài: dương
• Mặt trong: âm

→ Điện trường có chiều từ ngoài vào trong tế bào

2. Xét lực tác dụng lên ion âm

• Ion có điện tích: q = -3,2 \times 10^{-19}\,C
• Lực điện:
  F = qE

Độ lớn:

F = |q|E = 3,2 \times 10^{-19} \times 8,75 \times 10^{6}

F = 2,8 \times 10^{-12}\,N

3. Hướng lực

• Ion mang điện âm → lực ngược chiều điện trường
  → Điện trường hướng vào trong → lực hướng ra ngoài

👉 Kết luận:

• Ion bị đẩy ra khỏi tế bào
• Lực điện:
  \mathbf{F = 2,8 \times 10^{-12}\ N}

a. Năng lượng tối đa tụ điện tích trữ

Công thức:

W = \frac{1}{2} C U^2

Đổi đơn vị:

• C = 99000\,\mu F = 99000 \times 10^{-6} = 0,099\,F
• U_{max} = 200\,V

Thay vào:

W = \frac{1}{2} \times 0,099 \times (200)^2

W = 0,0495 \times 40000 = 1980\,J

👉 Năng lượng tối đa: \mathbf{1980\ J}

b. Phần trăm năng lượng được sử dụng khi hàn tối đa

Công suất:

P = 2500\,W

Để công suất tối đa, thời gian phải ngắn nhất:

t = 0,5\,s

Năng lượng giải phóng mỗi lần hàn:

A = P \cdot t = 2500 \times 0,5 = 1250\,J

Tính phần trăm:

\% = \frac{1250}{1980} \times 100 \approx 63\%

✅ 

Kết luận:

• a. Năng lượng tối đa: 1980 J
• b. Năng lượng sử dụng mỗi lần hàn ≈ 63% năng lượng tích trữ

a. Cách tách mép túi nylon và giải thích

Cách làm:

Khi túi nylon bị dính mép, người ta thường xoa nhẹ hai mép túi vào nhau hoặc làm ẩm đầu ngón tay (liếm tay/chấm nước) rồi kéo ra.

Giải thích:

• Túi nylon rất mỏng nên giữa hai lớp có lực hút tĩnh điện và lực dính do áp suất không khí.

• Khi xoa tay hoặc làm ẩm, sẽ:

• Tạo ma sát → sinh điện tích → làm hai mép túi tách nhau dễ hơn

• Hoặc giảm lực dính giữa hai bề mặt nhờ hơi ẩm

→ Vì vậy mép túi dễ tách ra.

⸻

b. Tìm vị trí và giá trị của điện tích q_3

Ta có:

• q_1 = 1,5\,\mu C

• q_2 = 6\,\mu C

• Khoảng cách: 6\,cm

1. Xác định vị trí đặt q_3

Vì q_1, q_2 đều dương, nên điểm đặt q_3 để lực tổng bằng 0 sẽ nằm giữa hai điện tích.

Gọi điểm đặt cách q_1 là x, thì cách q_2 là 6 - x.

Áp dụng điều kiện cân bằng lực:

\frac{kq_1}{x^2} = \frac{kq_2}{(6-x)^2}

Rút gọn:

\frac{1,5}{x^2} = \frac{6}{(6-x)^2}

Giải ra:

\frac{1}{x^2} = \frac{4}{(6-x)^2}

\Rightarrow (6-x)^2 = 4x^2

\Rightarrow 6 - x = 2x

\Rightarrow x = 2\,cm

👉 Vị trí:

Điểm đặt q_3 nằm giữa hai điện tích, cách q_1 2 cm và cách q_2 4 cm.

⸻

2. Giá trị của q_3

• Để lực tổng bằng 0 thì không phụ thuộc vào độ lớn của q_3

→ q_3 có thể là bất kỳ giá trị nào (khác 0).

q1 (+) ----2cm---- q3 ----4cm---- q2

• Lực do q_1 đẩy q_3 sang phải
• Lực do q_2 đẩy q_3 sang trái
  → Hai lực cân bằng