10000 câu trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2025 có đáp án - Phần 8

Đáp án đúng là C

F = BILsina, nếu I và L đồng thời tăng 2 lần thì F tăng 4 lần.

Lực từ

a) Khi dây đặt vuông góc với các đường sức từ thì a = 90°.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10^-2.3.1,2.sin90° = 0,18 N.

b) Khi dây đặt song song với các đường sức từ thì a = 0.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10^-2.3.1,2.sin0° = 0.

c) Khi dây đặt tạo với các đường sức từ thì a = 45°.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10^-2.3.1,2.sin45° = 0,13 N.

Ta có: $\alpha ={30}^{°}\Rightarrow \sin \alpha =\frac{1}{2}.$

Cảm ứng từ của từ trường có độ lớn: $\text{B}=\frac{\text{F}}{\text{IL}\sin \alpha }=\frac{4\cdot {10}^{-2}}{2\cdot 0,1.0,5}=0,4 \text{T}.$

Chiều dài đoạn dây dẫn là: $\text{L}=\frac{\text{F}}{\text{BI}\sin \alpha }=\frac{4\cdot {10}^{-2}}{0,5\cdot 0,5\cdot \sin {30}^{°}}=0,32 \text{m}=32 \text{cm}.$

Gọi góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là β.

Lực từ có phương nằm ngang, hợp với trọng lực góc β.

$\tan \beta =\frac{F}{P}=\frac{BIL\sin \alpha }{mg}=\frac{0,5\cdot 2\cdot 0,05.\sin 90°}{0,005\cdot 10}=1\Rightarrow \beta ={45}^{°}.$

Áp dụng công thức $\text{F}=\text{BIL}\sin \alpha$ với $\text{L}=6 \text{cm}=0,06 \text{m},\text{I}=5 \text{A}, \text{F}=7,5\cdot {10}^{-2} \text{N}$ và B = 0,5 T, ta tính được $\alpha ={30}^{°}.$

Ta có: $B_M={2.10}^{-7}\frac{I}{r_M}\Rightarrow {10}^{-5}={2.10}^{-7}\left(\frac{5}{r_M}\right)\Rightarrow r_M=0,1 \text{m}$

Ta có: $\text{B}={2.10}^{-7}\cdot \frac{\text{I}}{\text{r}}\Rightarrow \text{B}~\frac{1}{{\text{r}}^2}\Rightarrow \frac{{\text{B}}_{\text{M}}}{{\text{B}}_{\text{N}}}=\frac{{\text{r}}_{\text{N}}}{{\text{r}}_{\text{M}}}=\frac{1}{2}$

Ta có: $B=4\pi \cdot {10}^{-7}\cdot n\cdot I=4\pi \cdot {10}^{-7}\cdot 800\cdot 25=8\pi \cdot {10}^{-3} \text{T}$

Vì các vòng dây quấn sát nhau nên: $\text{n}=\frac{\text{N}}{\mathcal{l}}=\frac{1}{ {\text{d}}_{\text{dây }}}$

Cảm ứng từ tại một điểm bên trong ống dây:

$\text{B}=4\pi \cdot {10}^{-7}\left(\frac{\text{N}}{\mathcal{l}}\right)\text{I}=4\pi \cdot {10}^{-7}\left(\frac{\text{I}}{{\text{d}}_{\text{dây }}}\right)=4\pi \cdot {10}^{-7}\left(\frac{2}{0,5\cdot {10}^{-3}}\right)=5\cdot {10}^{-3} \text{T}$

Chu vi (chiều dài) của mỗi vòng dây là pd

→ Số vòng dây: $\text{N}=\frac{{\mathcal{l}}_{\text{dây }}}{\pi \text{d}}$

→ $\text{B}=4\pi \cdot {10}^{-7}\left(\frac{\text{N}}{\mathcal{l}}\right)\text{I}=4\pi \cdot {10}^{-7}\cdot \left(\frac{{\mathcal{l}}_{\text{dây }}}{\pi \text{d}\mathcal{l}}\right)\cdot \text{I}=2,5\cdot {10}^{-5} \text{T}$

→ Đáp án B.

Gọi x là số vòng bị quấn nhầm, ta có: $\left\{\begin{array}{l}{\text{B}}_{\text{tt}}=2\pi \cdot {10}^{-7}\cdot \frac{(\text{N}-2\text{x})\text{I}}{\text{R}}\\ {\text{B}}_{\text{lt}}=2\pi \cdot {10}^{-7}\cdot \frac{\text{NI}}{\text{R}}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \frac{{\text{B}}_{\text{tt }}}{{\text{B}}_{\text{lt}}}=\frac{\text{N}-2\text{x}}{\text{N}}\Rightarrow \frac{4,{2.10}^{-5}}{6,{3.10}^{-5}}=1-\frac{2\text{x}}{24}\Rightarrow x=4$

→ Đáp án C.

+ Cách 1: Ta có \( \Rightarrow {\overrightarrow {\rm{B}} _{\rm{M}}} = {\overrightarrow {\rm{B}} _1} + {\overrightarrow {\rm{B}} _2}\)

Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta có như hình vẽ bên với: \(\left( {{{\overrightarrow {\rm{B}} }_1};{{\overrightarrow {\rm{B}} }_2}} \right) = 2\alpha ;\cos \alpha = \frac{{10}}{{30}}\)

\( \Rightarrow {B_1} = {B_2} = {2.10^{ - 7}}\frac{9}{{{{30.10}^{ - 2}}}} = 6 \cdot {10^{ - 6}}(\;{\rm{T}}) \Rightarrow {{\rm{B}}_{\rm{M}}} = 2\;{{\rm{B}}_1}\cos \alpha = 2.6 \cdot {10^{ - 6}} \cdot \frac{{10}}{{30}} = {4.10^{ - 6}}(\;{\rm{T}})\)

+ Cách 2: Chiếu các vectơ thành phần lên hướng của \({\overrightarrow {\rm{B}} _{\rm{M}}}\) ta được: \({\rm{B}} = {{\rm{B}}_1}\cos {\alpha _1} + {{\rm{B}}_2}\cos {\alpha _2}.\)

Cảm ứng từ tổng hợp tại tâm O của tam giác là: $\overrightarrow{{\text{B}}_{\text{O}}}=\overrightarrow{{\text{B}}_1}+\overrightarrow{{\text{B}}_2}+\overrightarrow{{\text{B}}_3}$

Trong đó: ${\text{B}}_1={\text{B}}_2={\text{B}}_3=\frac{{2.10}^{-7}.5}{\text{r}}$

Sử dụng quy tắc bàn tay phải ta vẽ thấy các vectơ $\left(\overrightarrow{{\text{B}}_1};\overrightarrow{{\text{B}}_2};\overrightarrow{{\text{B}}_3}\right)$ từng đôi một tạo với nhau một góc ${120}^{°}\Rightarrow \overrightarrow{{\text{B}}_{\text{O}}}=\overrightarrow{{\text{B}}_{12}}+\overrightarrow{{\text{B}}_3}=0$

→ Đáp án A.

Đáp án đúng là A

Do điểm M nằm ngoài khoảng giữa hai dây dẫn nên dòng điện I₂ phải ngược chiều với dòng điện I₁. Giả sử hai dòng điện có chiều như hình vẽ:

Ta có công thức tính từ thông: $\Phi =\text{NBS}\cos \alpha =8,66\cdot {10}^{-4} \text{Wb}.$

→ Đáp án A.

Ta có: ${\Phi }_{\max }=\text{NBS}\Rightarrow 5\cdot {10}^{-3}=50\cdot \text{B}\cdot 5\cdot {10}^{-4}\Rightarrow \text{B}=0,2 \text{T}$

→ Đáp án A.

Đáp án đúng là A

A – sai vì từ thông là đại lượng vô hướng.

Đáp án đúng là B

B sai vì số đường sức từ qua mặt phẳng khung dây trong trường hợp này không đổi.

Diện tích khung dây: \({\rm{S}} = 25 \cdot {10^{ - 4}}\;{{\rm{m}}^2}.\)

Áp dụng công thức tính từ thông:

\(\Phi = {\rm{BS}}\cos \alpha \Rightarrow {10^{ - 6}} = {8.10^{ - 4}}{.25.10^{ - 4}}.\cos \alpha \Rightarrow \cos \alpha = \frac{1}{2} \Rightarrow \alpha = \pm \frac{\pi }{3}.\)

Trong đó \(\alpha \) là góc tạo bởi vectơ pháp tuyến của mặt phẳng hình vuông và vectơ cảm ứng từ, nên góc tạo bởi vectơ cảm ứng từ với mặt phẳng hình vuông là: \(\beta = \frac{\pi }{2} - \alpha = \frac{\pi }{6}\) hoặc \(\frac{{5\pi }}{6}.\)

Do góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông là góc nhọn, nên chọn \(\beta = \frac{\pi }{6}.\)

a)

b)

c)

Tại thời điểm \({t_0} = 0\) thì \({B_0} = 2,4 \cdot {10^{ - 3}}\;{\rm{T}}\); thời điểm \({\rm{t}} = 0,4\;{\rm{s}}\) thì \({{\rm{B}}_{\rm{t}}} = 0\;{\rm{T}}\) và góc \(\alpha = 0.\)

Do đó, ta có \(\Delta \Phi = {\Phi _{\rm{t}}} - {\Phi _0} = {\rm{NS}}.\Delta {\rm{B}} = 10 \cdot 25 \cdot {10^{ - 4}} \cdot \left( {0 - 2,4 \cdot {{10}^{ - 3}}} \right) = - {6.10^{ - 5}}\;{\rm{Wb}}.\)

Chọn đáp án B

+ Diện tích của hình chữ nhật:

+ Góc

+ Từ thông qua hình chữ nhật đó là:

Chọn đáp án B

Diện tích của khung dây hình vuông: $S=5.5=25c{m}^2$

Từ thông qua khung dây kín được tính bằng công thức:$\Phi =BS\cos \alpha$

$\Rightarrow \cos \alpha =\frac{\Phi }{BS}=\frac{{10}^{-6}}{{4.10}^{-4}{\mathrm{.25.10}}^{-4}}=1\Rightarrow \alpha =\left(\overrightarrow{B},\overrightarrow{n}\right)=0^0$

Chọn đáp án A

+ Diện tích mặt đáy của bán cầu là: \(S = \pi {R^2}\)

+ Cảm ứng từ \(\vec B\) song song với trục đối xứng của bán mặt cầu:

\( \Rightarrow \alpha = {0^0} \Rightarrow \cos \alpha = 1\)

+ Từ thông qua mặt bán cầu là \(\Phi = BS\cos \alpha = \pi {R^2}B\)

Chọn đáp án A

Từ thông qua mặt bán cầu là $\Phi =BS\cos \alpha$

Ta có : $\frac{{\Phi }_2}{{\Phi }_1}=\frac{S_2}{S_1}=\frac{d_2^2}{d_1^2}\iff {\Phi }_2=120mWb$

Chọn đáp án B

Áp dụng công thức định luật Faraday: $\left|{\text{e}}_{\text{cu}}\right|=\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta \text{t}}\right|=\left|\frac{0,4-1,2}{0,2}\right|=4 \text{V}$

→ Đáp án B.

Từ thông: $\Phi =\text{NBS}\cdot \cos \alpha =\text{NB}{\mathcal{l}}^2$

Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây tính theo định luật Faraday:

$\left|{\text{e}}_{\text{c}}\right|=\left|-\frac{\Delta \Phi }{\Delta \text{t}}\right|=\left|-\frac{\Delta \left(\text{NB}{\mathcal{l}}^2\right)}{\Delta \text{t}}\right|=\text{N}{\mathcal{l}}^2\left|-\frac{\Delta \text{B}}{\Delta \text{t}}\right|=200\cdot 0,{25}^2\cdot 0,04=0,5 \text{V. }$

Cường độ dòng điện trong mạch kín: $\text{i}=\frac{{\text{e}}_{\text{C}}}{\text{R}}=\frac{0,5}{5}=0,1 \text{A}.$

Ta có: $\left|{\text{e}}_{\text{c}}\right|=\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta \text{t}}\right|=\left|\frac{\Delta \text{B}}{\Delta \text{t}}\right|\cdot S=\frac{0,3}{0,3}\cdot S=S\left(V\right)$

Từ đồ thị, ứng với các khoảng thời gian

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}B=1,5t\left(\text{mT}\right)\Rightarrow \text{ voi thoi gian }:0\le t<2( \text{ms})\\ B=3\left(\text{mT}\right)\Rightarrow \text{ voi thoi gian }:2\le t\le 5( \text{ms})\\ B=-3t+18\left(\text{mT}\right)\Rightarrow \text{ voi thoi gian }:5\le t\le 6( \text{ms})\end{array}\right.$

Ta có:

$e_c=-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\stackrel{\Delta t<<}{\to }{e}_c=-\frac{d\Phi }{dt}=-\frac{d(BS\cdot \cos \theta )}{\Delta t}\stackrel{\theta =0}{\to }{e}_c=-\frac{d\left(BS\right)}{dt}=-S\cdot \frac{dB}{dt}=-S.B^{\text{'}}\left(t\right)$

Suất điện động:

$\left\{\begin{array}{l}{e}_c=-\pi \cdot 0,1^2\cdot 1,5=-0,047( \text{V})=-47\left(\text{mV}\right)\Rightarrow \text{ voi thoi gian }:0\le \text{t}<2( \text{ms})\\ e_c=0\Rightarrow \text{ voi thoi gian : }2\le \text{t}\le 5( \text{ms})\\ e_c=-\pi \cdot 0,1^2\cdot (-3)=94( \text{V})=94\left(\text{mV}\right)\Rightarrow \text{ voi thoi gian }:5\le \text{t}\le \left(\text{ms}\right)\end{array}\right.$

Vậy ta có đồ thị suất điện động theo thời gian t là

- Ta có: $\Phi =BS\Rightarrow \Delta \Phi =\Delta \text{B}.\text{S}$

$\left|e_c\right|=\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=\left|\frac{\Delta B}{\Delta t}\right|\cdot S=0,8\left|\frac{\cos \left[2\right(t+\Delta t\left)\right]-\cos \left(2\text{t}\right)}{\Delta t}\right|\cdot {10}^{-2}=0,016\left|\frac{\sin (2t+\Delta t)\cdot \sin \left(\Delta t\right)}{\Delta t}\right|$

- Nếu xét  rất nhỏ thì: $\left\{\begin{array}{l}\sin \left(\Delta t\right)\approx \Delta t\\ \sin (2t+\Delta t)\approx \sin \left(2t\right)\end{array}\Rightarrow \left|e_c\right|=0,016\cdot \sin \left(2t\right)\right.$

$\stackrel{t=\frac{\pi }{12}}{\to }\left|e_c\right|=0,008\left(V\right)=8\text{mV}$

Đáp án đúng là B

Từ biểu thức xác định độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình, ta có:

$\begin{array}{l}\left|e\right|=N\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=N\left|\frac{BS\left(\cos \alpha -\cos {90}^{°}\right)}{\Delta t}\right|\\ \Rightarrow \left|\cos \alpha \right|=\frac{\left|e\right|\Delta t}{NBS}=\frac{6,4\cdot 1}{1000\cdot 0,8\cdot 80\cdot {10}^{-4}}=1,\text{ suy ra: }\alpha =k\cdot {180}^{°}(k=0;\pm 1;\pm 2;\dots )\\ \Rightarrow \alpha =0^{°}\end{array}$

Vậy góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây là 0°.

Đáp án đúng là A

Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây là:

$\left|e\right|=N\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=NS\left|\frac{\Delta B}{\Delta t}\right|=500.0,1^2.\left|\frac{0,2-0,5}{1}\right|=1,5 \text{V}$

Gọi tiết diện của dây kim loại là S'. Điện trở của dây kim loại trong khung dây là:

$R=\rho \frac{\mathcal{l}}{S^{\text{'}}}=2\cdot {10}^{-8}\cdot \frac{500\cdot 0,1.4}{0,4\cdot {10}^{-6}}=10\Omega$

Công suất toả nhiệt trong khung dây: $\mathcal{P}=\frac{|e{|}^2}{R}=\frac{1,5^2}{10}=0,225 \text{W}=225 \text{mW}$

Suất điện động cảm ứng: $e=-{\varphi }^{\text{'}}\left(t\right)=2\sin \left(100\pi t+\frac{\pi }{4}\right)\left(V\right)$

Tần số biến thiên của từ thông gửi qua khung dây

$\text{f}=50 \text{Hz}\Rightarrow \omega =2\pi \text{f}=2\pi \text{n}=100\pi \left(\frac{\text{rad}}{\text{s}}\right)$

Suất điện động cực đại: ${\text{E}}_0=\omega \text{NBS}=100\pi \cdot 500\cdot \frac{\sqrt{2}}{5\pi }\cdot 220\cdot {10}^{-4}=200\sqrt{2}( \text{V})$

Biểu thức suất điện động trong khung dây: $\text{e}=\omega \text{NBS}\cos \left(\omega \text{t}+\alpha -\frac{\pi }{2}\right)$

$\Rightarrow \text{e}=160\pi \cos \left(80\pi \text{t}+\frac{\pi }{6}-\frac{\pi }{2}\right)=160\pi \cos \left(80\pi \text{t}-\frac{\pi }{3}\right)\left(\text{V}\right)$

Ta có: $\text{u}=220\sqrt{2}\cos \left(100\pi \text{t}-\frac{\pi }{4}\right)\left(\text{V}\right).$

Tại $\text{t}=5 \text{ms}\Rightarrow \text{u}=220\sqrt{2}\cos \left(100\pi \cdot 5\cdot {10}^{-3}-\frac{\pi }{4}\right)=220 \text{V}.$

Đáp án đúng là A

$I=\frac{U}{R}=\frac{\frac{U_0}{\sqrt{2}}}{R}=\frac{\frac{200}{\sqrt{2}}}{50}=2,83A$

Đáp án đúng là C

Ta có $i=155=\frac{I_0}{2}$, tức là giá trị tức thời bằng một nửa giá trị cực đại, thay ngược vào phương trình có: $155=310\sin 100\pi t\Rightarrow \left[\begin{array}{l}t=\frac{1}{600}+\frac{k}{50}\\ t=\frac{11}{600}+\frac{k}{50}\end{array}\right.$ (với )