Phần phía trên của mạch điện trong hình vẽ được giữ cố định, nguồn điện có suất
Phần phía trên của mạch điện trong hình vẽ được giữ cố định, nguồn điện có suất điện động 24,0 V. Đoạn dây dẫn MN treo trong trọng trường của Trái Đất bằng hai lò xo nhẹ giống hệt nhau nối với phần trên của mạch điện. Đoạn dây MN đồng chất, tiết diện đều, có khối lượng m = 10 g, chiều dài L = 5 cm. Khi chưa có dòng điện và từ trường, mỗi lò xo giãn $\Delta l_{0} = 0,25cm$. Lấy $g = 10m/s^{2}$. Từ trường đều $\overset{\rightarrow}{B}$ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng ra ngoài.
| Đúng | Sai | |
|---|---|---|
| a) Khi bỏ qua trọng lượng của dây treo thì độ cứng của mỗi lò xo là k = 20 N/m. | ||
| b) Từ trường đều là từ trường có vector cảm ứng từ tại mọi điểm như nhau. | ||
| c) Khi đóng khóa K, lực từ tác dụng lên đoạn dây MN hướng thẳng đứng lên trên. | ||
| d) Giả sử tổng điện trở của mạch là R = 12 $\Omega$, để mỗi lò xo bị nén thêm một đoạn 0,05 cm so với trạng thái cân bằng ban đầu (khi chưa có dòng điện và từ trường), ta cần một từ trường $\overset{\rightarrow}{B}$ hướng vào trong mặt phẳng hình vẽ với độ lớn bằng 0,4 T. |
Đáp án đúng là: Đ; Đ; S; S
Quảng cáo
Điều kiện cân bằng của thanh: Tổng các lực hướng lên bằng tổng các lực hướng xuống.
Lực đàn hồi của lò xo: $\left. F_{dh} = k \middle| \Delta l \right|$.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: $F_{t} = BIl\sin\alpha$, áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều.
Định luật Ohm cho toàn mạch: $I = \dfrac{E}{R}$.
Ý b: (Lý thuyết) Từ trường đều là từ trường có các đường sức từ song song, cùng chiều và cách đều nhau, nghĩa là vectơ cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$ tại mọi điểm là như nhau.
$\Rightarrow$ Phát biểu (b) Đúng.
Ý a: Khi chưa đóng khóa K (chưa có dòng điện), thanh MN nằm cân bằng dưới tác dụng của trọng lực $\overset{\rightarrow}{P}$ và lực đàn hồi của hai lò xo $2\overset{\rightarrow}{F_{dh}}$.
Ta có phương trình cân bằng: $\left. P = 2F_{dh}\Leftrightarrow mg = 2k\Delta l_{0} \right.$
Suy ra độ cứng của lò xo: $k = \dfrac{mg}{2\Delta l_{0}} = \dfrac{10 \cdot 10^{- 3} \cdot 10}{2 \cdot 0,25 \cdot 10^{- 2}} = \dfrac{0,1}{0,005} = 20\text{N/m}$.
$\Rightarrow$ Phát biểu (a) Đúng.
Ý c: Cực dương của nguồn điện ở bên trái, cực âm ở bên phải nên dòng điện chạy qua đoạn MN có chiều từ M đến N.
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay (từ trường hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ $\rightarrow$ úp lòng bàn tay xuống mặt giấy), chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện (từ M đến N), ngón cái choãi ra $90^{0}$ chỉ chiều lực từ. Lúc này ngón cái hướng thẳng đứng xuống dưới. Vậy lực từ tác dụng lên đoạn dây MN có hướng thẳng đứng xuống dưới.
$\Rightarrow$ Phát biểu (c) Sai.
Ý d: Ban đầu mỗi lò xo giãn $\Delta l_{0} = 0,25\text{cm}$. Theo yêu cầu bài toán, mỗi lò xo bị nén thêm (nghĩa là bớt giãn đi) một đoạn 0,05 cm so với trạng thái cân bằng ban đầu. Độ giãn lúc sau của mỗi lò xo là:
$\Delta l = \Delta l_{0} - 0,05 = 0,25 - 0,05 = 0,2\text{cm} = 0,002\text{m}$.
Vì độ giãn giảm đi, lực đàn hồi hướng lên không đủ để cân bằng với trọng lượng, do đó lực từ $\overset{\rightarrow}{F_{t}}$ sinh ra phải có hướng thẳng đứng lên trên để hỗ trợ nâng thanh MN.
Áp dụng quy tắc bàn tay trái với chiều dòng điện từ M đến N, lực từ $\overset{\rightarrow}{F_{t}}$ hướng lên trên $\Rightarrow$ từ trường $\overset{\rightarrow}{B}$ phải hướng vào trong mặt phẳng hình vẽ (chính xác về mặt chiều).
Cường độ dòng điện chạy trong mạch là: $I = \dfrac{E}{R} = \dfrac{24}{12} = 2\text{A}$.
Thanh MN cân bằng ở trạng thái mới: $\left. P = 2{F'}_{dh} + F_{t}\Leftrightarrow mg = 2k\Delta l + BIl \right.$
Thay số: $10 \cdot 10^{- 3} \cdot 10 = 2 \cdot 20 \cdot 0,002 + B \cdot 2 \cdot 0,05$
$\left. \Leftrightarrow 0,1 = 0,08 + 0,1B\Rightarrow 0,1B = 0,02\Rightarrow B = 0,2T \right.$.
$\Rightarrow$ Phát biểu (d) Sai.
Đáp án cần chọn là: Đ; Đ; S; S
Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
