Đề thi kiểm tra cuối kỳ môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
THẦY PHẠM NGỌC LAM TRƯỜNG
TOÁN CAO CẤP MAPSTUDY –
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Họ và tên sinh viên:.......................................
ĐỀ ÔN TẬP KIỂM TRA CUỐI KÌ Trường:.............................................................
Học phần: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG II Tổng điểm Thời gian: 90 phút Mã đề: 01 (Đề gồm 19 câu)
Chú ý: Thí sinh không được phép sử dụng tài liệu. A. Trắc nghiệm Câu 1:
Theo đề bài ta có: q = q == q q 1 2 3 Giả sử đặt tại 3 đỉnh q ,q ,q A, B,C 1 2 3 
Lực đẩy do tác dụng lên là
= k q q = kq = ( với là độ ạ q q 2 FF a dài c nh tam giác) 12 aa 1 2 12 22 
Lực đẩy do tác dụng lên là = k q q = kq = q q 2 FF 32 aa 3 2 32 22
Hợp lực do và tác dụng lên là hợp lực của và q q q F F 1 3 2 12 32 Ta th y
ấ lực này có hướng là tia phân giác của góc đối đỉnh với góc =
ABC và độ lớn là F F 3 ( 2
độ lớn tính bằng định lý cos trong tam giác ) Để nằm cân b ng thì l ằ ực do tác dụng lên ph l ải có độ ớn b ng ằ
và có hướng ngược lại q q q 3.F 2 0 2
 q tích điện âm và n m trên tia phân giác góc ằ B 0 Tương tự khi xét điề u kiện cân bằ ủ
ng c a sẽ thấy phåi n m trên tia ằ phân giác góc  Cq nằm q q 3 0 0 tại tâm tam giác ABC    Ta có = k = q q 3k q q Fa  0 2 0 02  a 22  3
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 1 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2 k q  3 3k q q Để q q cân b ng thì ằ 0 =  =  = 2 F F q 02 2 22 0 aa 3 Câu 2: Ta có: Eσ vBεB == 0
Thời gian electron đi được quãng đường l ε Bl l là : 0 tvσ == Câu 3:
Điện trường gây bởi bản phẳng rộng vô hạn tại điểm bất kỳ bên
ngoài bản có độ lớn 1
σ , trong đó σ là mật độ điện tích bề m t ặ của 2 1 0 ε
bản phẳng. Điện trường gây bới hai bản tích điện +σ và σ − có độ
lớn bằng điện trường gây bởi bản tích điện 2 + σ nhưng ngược
chiều. Do đó điện trường tổng cộng bằng 0 . Câu 4:
Hiệu điện thế giữa hai bản: −2
U = E.d = 55  5 10 = 2,75 ( V )
Điện dung của tụ điện được xác định theo công thức: εε S 0 Cd= 1 − 2 − 
Điện tích trên các b n là: ả εε S 1.8,86 10 1 0 10 Q = CU = U=  =  − 2,75 0,487 10 (C ) 2 d5 10  Câu 5:
Lúc đầu, điện tích của quả cầu A và B b ng nhau v ằ à b ng ằ q . Cho qu c
ả ầu C tiếp xúc với qu c ả ầu
A , điện tích của quả cầu A bằng điện tích của qu c ả ầu C và b ng ằ q . 2
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 2 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Cho qu c
ả ầu C tiếp xúc với qu c
ả ầu B , điện tích của quả cầu B và C và b ng ằ 3q . 4
Do đó, lực tác dụng tương hỗ giữa quả cầu 3F
A và B bây giờ là 8 Câu 6:
Dòng điện gồm I ch y trong lõi và ạ I ch y trong v ạ ỏ: 1 2 = 2 21 II  Iρ S ρ R 25 1 2 1 2 1
I = I + I và =  = =   3 12 22 IS ρ3 −= 2 2 1 1 2ρ ( 1 R ) R 2 II  5 ( 22 π r)− R Dòng diện ch y trong ph ạ n dây gi ầ ới h n b ạ ởi bán kính r là 1 I I= I+  0 = ,65I 12 22
π( R− R 2 ) 1 Áp dụng định lý Ampe: 0,65 0 μI B.2πr =μ  I= B 3πR 0 1 Câu 7: Xét m t ặ Gauss là m t
ặ trụ đáy tròn bán kính R có trục trùng với sợi dây, chiều cao h(h  1) ở vùng 0
giữa sợi dây và cách sợi dây một khoả  ng  R1
, ta có thể coi điện trường trên m t tr ặ ụ là đều. 0
Sử dụng định lý OtxtrôgratxkiGaox, ta có: 0 q 11 q h 1 q E.2π  = =   = 0 R h E εε εε l 2πεε R l 0 0 0 0 −1 −6 7 −   
Lực điện tác dụng lên hạt bụi là: 1 q 2 q 1,7 10 2 10 10
F = E q = =  212 3 10 −− ( N ) 2πε       0 ε 0R l 2π 1 8,86 10 4 10 1,5 Câu 8:
Công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển điện tích là: A= q ( V ) − V AB  Vậy QQ qQ Aq4 = πεε  R 4π − εε R 4
= πεε R ( do R = 2 )  0 1 0 2 0 1
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 3 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7 −− 1 7 2    22 10 10 0,01  q4πr = (σ ) σqr = ( ) 33,42 10 J −7 =   −12 ( ) 4πεε r R ++ εε r R
18,86 10 0,11 00 Câu 9:
Trong hình chữ nhật ABCD có AB = 4
= ( m);BC 3 m ( ) nên: 2 2 2 2
AC = BD = AB + BC = 3 + 4= 5 ( m )
Điện thế tại A và B là tổng điện thế do hai điện thế gây ra tại đó: 88 −  qq 3 10  3 10 − 12 V = + = +   −− 36 V A12 12 ( )          4πεε AC 4πεε AD 4π 1 8,86 10 5 4π 1 8,86 10 3 00 −   88 = qq 3 1 + 0 = 3 10 − +  − 12 V 36 V B12 12 −− ( )  4πεε BC 4πεε BD 4π 1 
8,86 10
3  4π 1  8,86  10 5 00
Vậy U= V − V= 72 V AB ( ) Câu 10:
Áp dụng biểu thức tính điện dung: εS C4π = kd
Áp dụng biểu thức tính điện tích trên tụ: εS q C = U=  U 4πkd
Gọi lực tương tác giữa hai b n t
ả ụ điện là F . Công dịch chuyển hai bản tụ điện l i sát nhau v ạ ề trị số
đúng bằng năng lượng của tụ điện: 2  εS U    2 2 2 2 2 2 2 Qσ S d 1 σ S 1 (σS) 1 q4πkd1  1 εS U F.d F = =   = = = =  = 2 2C 2 εε S 2 εε 2 εε S 2 εε S 2 εε S 2 (4πkd) ε 0 0 0 0 0 0 −42 −    Thay số vào ta được: 1 1 100 10 300 4 F =  = 4,43 10 N 2 ( ) 24 (π 9) 9 2 −− 12 1
 0 0,3 10 8  ,86 10 Câu 11:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 4 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Xác định cường độ từ trường tại B : +) Đoạn dây y :
• Phương: vuông góc với mặt phẳng khung dây
• Chiều: hướng vào trong mặt phẳng. • Độ lớn:  1 1 3π H cosθ = cosθ
− = cos0 cos − yB ( ) 12 4πBH 4πBH 4  +) Đoạn dây x :
• Phương: vuông góc với mặt phẳng khung dây
• Chiều: hướng vào trong mặt phẳng.  • Độ lớn: π 11 H cosθ = cosθ − = cos cosπ−  xB ( ) 12 4πBK 4πBK 4  +) Cư t
ờng độ ừ trường tổng hợp tại B :
• Phương: vuông góc với mặt phẳng khung dây
• Chiều: hướng vào trong mặt phẳng.     • Độ lớn: 2I 1 2.13 1 H = H + H = 1 + = + 1=     49,95 A / m B xB yB ( )  ππ  22       4πOBcos 4π 0    ,1 cos  44    Câu 12: Xét điểm M n m
ằ trên AC . Gọi H ,H và H là các cường độ từ trường do I ,I và I gây ra tại 12 3 12 3 M . Dễ dàng nh n
ậ thấy chúng cùng phương cùng chiều trên đoạn BC , nên điểm M có cường độ
từ trường tổng hợp b ng không chi có th ằ ể n m trên ằ
AB (do ta chỉ xét M n m trên ằ AC ). Đặt x= AM .
Phân tích cường độ từ trường gây bở ừng dòng điện lên điể i t m M : +) Dòng I 1
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 5 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
• Phương: vuông góc với AC và n m trong m ằ t ph ặ ng hình v ẳ ẽ
• Chiều: hướng xuống dưới (xác định bằng quy tắc bàn tay phải) • Độ lớn: II1 H2πAM == 2πx 1M +) Dòng I 2
• Phương: vuông góc với AC và n m trong m ằ t ph ặ ng hình v ẳ ẽ
• Chiều: hướng lên trên • Độ lớn: II2 H2πBM == 2π 5 x 2M ( )− +) Dòng I 3
• Phương: vuông góc với AC và n m trong m ằ t ph ặ ng hình v ẳ ẽ
• Chiều: hướng xuống dưới • Độ lớn: I3 2I H == 3M
2πBM 2π 10 (x )− +) Ta có: H c chi ngượ
ều với H và H nên: 2 1 3 1 l 2I H H = + H− H= − + = 0 1 3 2
2πx−−2π (l x 2π l x 12) ( ) 1 1 2  − +
= 0  50− 15x = 0 x 3,3 ( c ) m x 5 x −− 10 x Câu 13: Chia khung thành các d i nh ả
ỏ song song với dòng điện th ng. Xét ẳ dải cách n
dòng điệ một đoạn x
có diện tích dS= l.dx . Từ đó ta tính được từ thông do dòng điện gửi qua khung dây: rl+ rl+    +  μ I μ Il μ Il rl 0 0 0  = B dS = B dS =  ldx = lnx = ln    2πx 2π 2π r  ABCD ABCD r r Sử dụng kết qu c
ả ủa chứng minh trên, ta có từ thông do dây d n th ẫ ng g ẳ ửi qua khung dây là:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 6 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________  a b +  μ I a 2 01  = ln a  0 2πb2   − 
Khi quay khung 180 , độ thay đổ
i từ thông qua khung là: Δ2  = −  − =  0 0 ( )0 Công c n thi ầ ết để th ng công c ắ n c ả ủa lực từ là:
μ I I a +  2b a   +  −− 2 35 10 0 1 2 77 AIΔ =   = ln 4 10
=  12 1 0,02  ln  0,57 = 10     J 2 ( ) π  2b −a  2  35 − 10 Câu 14:
Chia nhỏ vòng dây thành các đoạn dây d n r ẫ t
ấ ngắn dl. Đoạn dây gây ra tại
A cảm ứng từ dB có thể phân tích thành hai thành phần dB và dB . Do 1 2
tính đối xứng nên tổng tất cả các véctơ thành phầ
n dB b ng không. Ta có: ằ 1 2  μ μI dl R μ μIR μ μIR μ μIR 0 0 0 0
B = dB = db c  osα =  =  d = l  2πR =     22 3 3 3 π4rπr4 r4 π R h
4 R (h 2)2 2 2 22 ++ ( ) Cảm ứng từ t m trên tr ại điể
ục của vòng dây cách tâm O một đoạn h = 10 ( c ) m : 272 −−    μ 0 μ IR 4π 10 8 0,1 5 =  =  =  A B 322 N ( 5 8,886 10 T + 2 ) 2 2 2 0 + (,1 ) ( ) 0,1 2 R h Câu 15:
Ta phân tích véc tơ vận tốc v thành hai thành ph n
ầ và chuyển động của êlectron coi như là tổng
hợp của hai chuyển động thảng đều và chuyển động tròn:
+)Véc tơ v hướng dọc theo phương từ trường và êlectron chuyển động thẳng đều theo phương 1 này.
+) Véc tơ v hướng theo phương vuông góc với từ trường và êlectron chuyển động theo quỹ đạo 2 tròn với bán kính mv eBR
R . Bán kính đường đinh ốc chỉ phụ thuộc vào giá trị của 2 v : R =  v= 22 eB m Bước xo n ph ắ
ụ thuộc vào giá trị của 2πmv eBh 1 v : h = v T =  v= 1 1 1 eB 2πm
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 7 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Vận tốc của êlectron trên quỹ đạo xoắn ốc là: 22 1 − 9 − 3        2 2 eB 2 h 1,6 10 2 10 2 0,2 7 v = v + = + = + =  12 31v R   − 0,05   2,08 10 ( m )/s π 2 m π 2   9,1 1  0   B. Tự luận Câu 1:
1) (Lưu ý có vẽ hình minh họa)
• Đường cảm ứng điện là đường cong mà tiếp tuyến t i
ạ mỗi điểm của nó trùng với phương
của vecto điện cảm D , chiều của cảm ứng điện là chiều của D
• Sự khác nhau giữa phổ đường sức điện trường và phổ đường cảm ứng điện: Khi đi qua mặt
phân cách giữa hai môi trường, phổ của các ng đườ
cảm ứng điện là liên tục, còn phổ của
đường sức điện không liên tục
• Thông lượng cảm ứng điện qua diện tích S: d= DdS = D d
 S cosα→ =  D  dS cosα với α= (n, ) D
• Tính thông lượng qua một m t c ặ u bao quanh m ầ ột điện tích điểm:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 8 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 q
Xét dS có chiều hướng vecto pháp tuyến ra ngoài ta có D4π = r =
, suy ra điện thông qua dS 2 qq dS cosα dS cosα q
d= D dS cosα=   d d = Ω vớ dΩr= L y ấ tích phân: Ω == dd  . 00 2 4π 4πr 2 e0 ( 4π S ) S ( )
Trong đó dΩ = 4π  (S )
Vậy điện thông qua mặt kín S chứa điện tích q bên trong gây ra là: e  qq=( )
2) Bài toán: Áp dụng định lý O-G ta có: M  Dd = S = q 
Vì D dây không đổi trên m t tr ặ
ụ nhỏ có chiều dài Δl nên λ Q Q
 D.2πR.Δl = λΔl  D = =  E= 2πR 2πRL 2πεε RL 0 1 − 6 − 7 −   
Lực tác dụng lên hạt bụi: qQ 1,7 10 2 10 9 10 F = qE =
→ F= 2,9 10 = 1,08 10 N − 2 −2 2πεε    0 RL 0,4 10 150 10 Câu 2: 1)
a) Xét đoạn dây dẫy có độ dài dl, tiết diện dS, điện trở R và có V ,V + dV ở hai đầu đoạn dây. V − ( +V )dV dV 1 dV EdS dI E Ta có dI = = − = −  dS  I =  σE = = = ρ RR dl ρ dS ρ dI E  IσE = = = với 1 ρσ= hay J = σE dS ρ b) Nguồn điện: là ngu ng l ồn trườ ực có kh
ả năng đưa các điện tích dương từ nơi có thế thấp đến nơi
có thế cao, ngược chiều điện trường thông thường.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 9 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
• Suất điện động nguồn: Ta có công A=+ q  (E )E dl l (C ) A ξ = = q  (E )
+ E dl = Edl+ E dl.Do Edl = 0  ε = E dl     l l l q (C ) (C )C (C) ( )C ( ) 2) Bài toán:
a) Suất điện động cảm ứng xu t hi ấ ện trong m ch: ạ dD  l dx  m E = − = − B
= l v 0
= ,43 0,15 2 0 = ,129A C dt dt b) Dòng điện cảm ứng: E0,129 C − 3 I = = = 2,9 10 A C R 45
Chiều dòng điện cả ứng: ngượ m c chiều kim đồng hồ Câu 3: 1)
• Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua mạch kín thay đổi thì trong m ch ạ xu t hi ấ ện 1
dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng cả ứng điệ m n từ.
• Sự biến đổi của từ thông qua mạch kín là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó
• Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch thay đổi
• Cường độ dòng điệ
n cảm ứng tỷ lệ thu n v ậ
ới tốc độ biến đổi của từ thông
• Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào từ thông gửi qua mạch tăng hay giảm
• Định lý Lenxo: Dòng cảm ứng phải có chiều sao cho từ thông do nó dinh ra có tác dụng
chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
• Biểu thức suất điện động cảm ứng:
Ta có: Năng lượng của I t o ra t ạ
ừ công dA của biến thiên từ thông c  d = m dA = I − d ξ I dt  ξ  = dt − c m c c c 2) Bài toán
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 10 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
a) Suất điện động cảm ứng xu t hi ấ ện trong khung π  B Scos45 d2m0 ω E B ES= c − os45 =   4,44V = = C Cmax 0 dt T
b) Suất điện động cảm ứng:  d m − 2 ω BEES= 2
−πfBS18,84= 10  V= =  C Cmax dt
(ω )10v =/ s 10.2=π= ( 20π ) rad / s Câu 4: 1)
• Luận điểm 2: Bất kỳ điện trường nào biến đổi theo thời giang cũng sinh ra từ trường
• Khái niệm dòng điện dịch: là dòng điện tương đương với điện trường biến thiên theo thời
gian về phương diện sinh ra từ trường
• Phân biệt dòng điện dẫn và dòng điện dịch: dòng điện dẫn là dòng các hạt mang điện rạo ra
còn dòng điện dịch là sự biến thiên của điện trường Dòng điện dịch Dòng điện dẫn
Tương đương với điện trường biến đổi
Là dòng các hạt điện chuyển động có
theo thời gian về phương diện sinh ra từ hướng
trường. Tồn tại được trong chân không Không gây tỏa nhiệt Gây tỏa nhiệt Junlenxo
Không chịu tác dụng của từ trường ngoài
Chịu tác dụng của từ trường ngoài
Sinh ra từ trường biến đổi theo thời gian Sinh ra từ trường     • Phương trình M-A: D D
I = J dS = J + dS . Mà  H
 dl I=  Hdl = J + dS tp tp t   tp t   SS (C ) S
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 11 Học online t i:
ạ https: //mapstudy.vn
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) Bài toán: JσE σ Ta có: dan 66 max = 45.10 45.1  0 = = J εε E  ε dich max 00 σ6,2 10 rad / 1 s 0 = =   Chu kì 2π −10 T = = 1 10 s 6 ε 45  10  0 __HẾT__
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Thầy Phạm Ngọc Lam Trường 12