(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 45

Hai thanh ray dẫn điện trơn đủ dài cách nhau một khoảng d và được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Điện trở R được kết nối hai đầu bên trái của hai thanh ray.

21/28

Hai thanh ray dẫn điện trơn đủ dài cách nhau một khoảng d và được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Điện trở R được kết nối hai đầu bên trái của hai thanh ray. Toàn bộ thiết bị được đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B và hướng thẳng đứng xuống dưới (như hình vẽ bên). Một đoạn dây dẫn AB có khối lượng m được đặt vuông góc với hai thanh ray và luôn tiếp xúc tốt. Điện trở của hai thanh ray và đoạn dây dẫn AB không đáng kể. Dưới tác dụng của một lực F không đổi, hướng sang phải, đoạn dây bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ và luôn vuông góc với hai thanh ray. Xét trong khoảng thời gian đoạn dây dẫn AB chuyển động:

Hai thanh ray dẫn điện trơn đủ dài cách nhau một khoảng d và được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Điện trở R được kết nối hai đầu bên trái của hai thanh ray. (ảnh 1)

a) Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có chiều từ A đến B.
b) Tốc độ cực đại mà đoạn dây dẫn có thể đạt được là \(v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).
c) Tốc độ của đoạn dây dẫn theo thời gian là \(v(t)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}\,t}\right)\).
d) Công mà hợp lực đã thực hiện được khi đoạn dây dẫn AB bắt đầu chuyển động đến khi đạt tốc độ cực đại là \(A=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}\).

0/3000 ký tự
Giải thích

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có chiều từ A đến B.

 

S

b

Biểu thức xác định tốc độ cực đại mà đoạn dây dẫn có thể đạt được là \(v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).

Đ

 

c

Biểu thức xác định tốc độ của đoạn dây dẫn theo thời gian là \(v(t)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}\!}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}t}\right)\).

Đ

 

d

Công mà hợp lực đã thực hiện được khi đoạn dây dẫn AB bắt đầu chuyển động đến khi đạt tốc độ cực đại là \(A=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}\).

Đ

 

a) SAI
Khi đoạn dây dẫn AB chuyển động sang phải, từ thông xuyên qua diện tích mạch phẳng giới hạn bởi mạch điện kín tăng và sinh ra dòng điện cảm ứng. Theo định luật Lenz, vectơ cảm ứng từ của từ trường do dòng điện cảm ứng sinh ra ngược chiều với vectơ cảm ứng từ của từ trường ban đầu.
Dùng quy tắc nắm tay phải, ta xác định được dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn AB có chiều từ B đến A.

b) ĐÚNG
Dùng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ \(F_t\) tác dụng lên đoạn dây dẫn ngược hướng với lực \(F\) và có độ lớn:
\(E = B d v \Rightarrow I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{B d v}{R}\)
\(F_t = B I d = B \cdot \dfrac{B d v}{R}\cdot d = \dfrac{B^{2} d^{2} v}{R}\).
Khi \(v=v_{\max}\) thì \(F_t=F\Rightarrow v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).

c) ĐÚNG
Áp dụng định luật II Newton:
\(F - F_t = m\,\dfrac{dv}{dt}\Rightarrow F-\dfrac{B^{2} d^{2}}{R}\,v = m\,\dfrac{dv}{dt}\).
Đặt \(a=\dfrac{B^{2} d^{2}}{m R}\) và \(b=\dfrac{F}{m}\), ta có
\(\dfrac{dv}{dt}+a\,v=b\).
Giải với điều kiện đầu \(v(0)=0\):
\(v(t)=\dfrac{b}{a}\left(1-e^{-a t}\right)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}\,t}\right).\)

d) ĐÚNG
Công của hợp lực bằng độ biến thiên động năng:
\(A=\Delta W=\dfrac{1}{2}m v_{\max}^{2}
=\dfrac{1}{2} m\left(\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\right)^{2}
=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}.\)