Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 36

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang, đoạn BA và CD song song với nhau và được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3

21/28

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang, đoạn BA và CD song song với nhau và được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3 T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình vẽ. Một thanh dẫn MN có khối lượng m = 4,5 g, điện trở R = 0,2 Ω được kéo với tốc độ không đổi v = 2 m/s không ma sát dọc theo hai cạnh BA và CD. Giả sử thanh MN luôn song song với cạnh BC và điện trở của khung ABCD không đáng kể.

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang, đoạn BA và CD song song với nhau và được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3  (ảnh 1)

a

Khi thanh MN trượt ra xa, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều NCBMN.

ĐúngSai
b

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong thanh MN trong quá trình trượt có độ lớn 1,2 A.

ĐúngSai
c

Để duy trì cho thanh MN chuyển động thẳng đều, lực kéo tác dụng lên thanh phải có độ lớn là 0,225 N.

ĐúngSai
d

Giả sử thanh đang trượt đều thì đột ngột ngừng tác dụng lực kéo. Thanh MN sẽ tiếp tục trượt thêm một đoạn là 15 cm trước khi dừng lại hẳn.

ĐúngSai
Giải thích

a) ĐÚNG

Khi thanh MN trượt ra xa, tiết diện của vòng dây dẫn kín MBCN tăng dẫn đến từ thông xuyên qua vòng dây đó tăng. Trong mạch xuất hiện tượng cảm ứng điện từ, áp dụng định luật Lenz ta xác định được chiều dòng điện trong mạch có chiều từ NCBMN.

b) SAI

Độ lớn suất điện động cảm ứng trong mạch:

\({e}_{c}=B.l.v.sinθ=0,3∙0,5∙2∙sin90°=0,3 V\)

Dòng điện cảm ứng trong thanh MN:

\(I=\frac{{e}_{c}}{R}=\frac{0,3}{0,2}=1,5 A.\)

c) ĐÚNG

Áp dụng định luật II Newton, ta xác định được để thanh chuyển động thẳng đều thì lực kéo phải bằng lực từ tác dụng thanh MN. Độ lớn của lực kéo trong trường hợp này:

\({F}_{k}={F}_{t}\)

\(⟹{F}_{k}=B.I.l.sinα=0,3∙1,5∙0,5∙sin90°=0,225 N.\)

d) SAI

Xét tại một thời điểm t, ta xác định được vận tốc tức thời tại thời điểm đó là v’. Khi này, lực từ tác dụng lên thanh có độ lớn:

\({F}_{t}=B.{I}^{'}.l=B.\left. \frac{B.l.{v}^{'}}{R} \right..l=\frac{{B}^{2}.{l}^{2}.{v}^{'}}{R}\)

Chọn chiều dương theo chiều chuyển động của thanh. Áp dụng định luật II Newton, ta thu được:

\(-{F}_{t}=m.a\)

\(⟺-\frac{{B}^{2}.{l}^{2}.{v}^{'}}{R}=m.\frac{∆v}{∆t}\)

\(⟺-\frac{{B}^{2}.{l}^{2}.∆s}{R}=m.∆v\)

Ta có kể từ lúc ngưng tác dụng lực kéo đến lúc thanh dừng hẳn thì \(∆v=0-2=-2 m/s\)

\(⟹∆s=-\frac{m.∆v.R}{{B}^{2}.{l}^{2}}=-\frac{{4,5.10}^{-3}∙\left. -2 \right.∙0,2}{{0,3}^{2}∙{0,5}^{2}}=0,08 m=8 cm.\)