Đưa thanh kim loại BC chưa tích điện đến gần vật A tích điện (+) thì đầu B tích điện (–), đầu A tích điện (+). Nối đầu B với quả cầu kim loại D ở khá xa bằng dây dẫn. So sánh điện thế VB, VC, VD.

Câu 12:

Cho một dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng, dài, gồm hai đoạn vuông góc như hình 9.2. Biết BM = 5cm, I = 10A. Cảm ứng từ do dòng điện I gây ra tại M có giá trị:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để giải bài này, ta cần áp dụng công thức tính cảm ứng từ do một đoạn dây dẫn thẳng gây ra tại một điểm. Vì có hai đoạn dây vuông góc, ta tính cảm ứng từ do mỗi đoạn gây ra rồi tổng hợp lại.

1. Cảm ứng từ do đoạn dây nằm ngang gây ra tại M: Vì M nằm trên phương của đoạn dây này, cảm ứng từ do đoạn này gây ra tại M bằng 0.

2. Cảm ứng từ do đoạn dây thẳng đứng gây ra tại M: Áp dụng công thức cảm ứng từ do một đoạn dây dẫn thẳng dài vô hạn gây ra tại một điểm cách dây một khoảng r:
B = (μ₀ * I) / (2π * r)
Trong đó: μ₀ = 4π * 10⁻⁷ T.m/A (độ từ thẩm của chân không), I = 10A, r = BM = 5cm = 0.05m
Thay số: B = (4π * 10⁻⁷ * 10) / (2π * 0.05) = (2 * 10⁻⁷ * 10) / 0.05 = 20 * 10⁻⁷ / 0.05 = 400 * 10⁻⁷ = 4 * 10⁻⁵ T

Vì chỉ có một đoạn dây gây ra cảm ứng từ khác 0 tại M, cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 4 * 10⁻⁵ T.

Câu 13:

Bắn một electron vào từ trường đều, có các đường sức từ hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, với vận tốc v. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực thì nó sẽ quay tròn trong mặt phẳng nằm ngang theo chiều kim đồng hồ (KĐH), hay ngược chiều KĐH?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Electron mang điện tích âm. Theo quy tắc bàn tay trái, nếu đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều của vận tốc (v), thì ngón cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực Lorentz tác dụng lên điện tích âm.

Trong trường hợp này, từ trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới.

* Nếu v hướng từ trái sang phải, lực Lorentz sẽ hướng vào trong (vuông góc với v và hướng về tâm quỹ đạo). Do đó, electron sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ.
* Nếu v hướng từ phải sang trái, lực Lorentz sẽ hướng ra ngoài (vuông góc với v và hướng về tâm quỹ đạo). Do đó, electron sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ.

Vậy đáp án đúng là C.

Câu 14:

Một chùm electron đang bay theo phương ngang trong chân không với vận tốc v thì đi vào vùng có từ trường đều. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Ta xét từng đáp án:

A. Nếu đường cảm ứng từ song song với v thì lực Lorentz bằng 0, do đó chùm electron sẽ đi thẳng. => A đúng.

B. Nếu đường cảm ứng từ vuông góc với v thì lực Lorentz có phương vuông góc với v và B, đóng vai trò lực hướng tâm, làm chùm electron quay tròn trong mặt phẳng vuông góc với đường cảm ứng từ. Vì electron bay theo phương ngang và từ trường đều, nên mặt phẳng quỹ đạo là mặt phẳng vuông góc với đường cảm ứng từ. Nếu đường cảm ứng từ thẳng đứng, thì mặt phẳng này nằm ngang. => B đúng.

C. Nếu đường cảm ứng từ hợp với vectơ v một góc nhọn thì chuyển động của electron là chuyển động xoắn ốc, không phải là đường elip. => C sai.

Vậy, D sai do C sai.

Câu 15:

Chọn phát biểu đúng dưới đây:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phát biểu đúng là: "Nếu số lượng đường cảm ứng từ xuyên qua một mạch kín cho trước thay đổi, thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng." Đây chính là định nghĩa về hiện tượng cảm ứng điện từ. Các phương án khác sai vì:

Phương án A sai vì điều kiện là từ thông *biến thiên*, chứ không chỉ là từ thông đi qua mạch.
Phương án C sai vì dòng điện cảm ứng xuất hiện khi từ thông qua mạch kín biến thiên, không nhất thiết phải do từ trường biến thiên gây ra (ví dụ, mạch kín chuyển động trong từ trường đều cũng có thể làm từ thông biến thiên).
Phương án D sai vì dòng điện cảm ứng vẫn là dòng chuyển động có hướng của các điện tích.

Câu 16:

Hai điện tích điểm trái dấu q1 và q2 (q1 = - 4q2), đặt tại A và B cách nhau một khoảng 3a trong không khí. Đặt điện tích điểm Q trên đoạn AB, cách B một khoảng a. Lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên Q có đặc điểm gì?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Ta có q1 = -4q2, nghĩa là q1 và q2 trái dấu, q1 mang điện tích âm và q2 mang điện tích dương.

Điện tích Q đặt trên đoạn AB, cách B một khoảng a, suy ra cách A một khoảng 2a.

Lực do q1 tác dụng lên Q là F1, lực do q2 tác dụng lên Q là F2.

Độ lớn của các lực:

F1 = k|q1.Q| / (2a)^2 = k|4q2.Q| / (4a^2) = k|q2.Q| / a^2

F2 = k|q2.Q| / a^2

Vậy F1 = F2.

Vì q1 và q2 trái dấu, nên F1 và F2 cùng hướng, cụ thể là cùng hướng về A (vì q1 hút Q và q2 đẩy Q).

Do đó, lực tổng hợp do q1 và q2 tác dụng lên Q luôn hướng về A.

Câu 17:

Đặt cố định hai điện tích điểm trong dầu có hằng số điện môi ε, cách nhau một khoảng r thì lực tương tác giữa chúng là F. Khi đưa ra không khí nhưng muốn lực vẫn như trước thì phải dịch chúng ra xa nhau thêm một đoạn x bằng:

Lời giải: