Mỗi giây có 2,1.1018 ion dương hóa trị 2 và 1,7.1018 electron chạy qua đèn ống có đường kính tiết diện ϕ = 2,0 cm. Trị số trung bình của mật độ dòng điện j qua đèn là:

Để tính số chỉ của vôn kế, ta cần xác định điện áp giữa hai điểm mà vôn kế được kết nối vào. Trong mạch này, vôn kế được mắc song song với điện trở R2. Do đó, số chỉ của vôn kế sẽ bằng điện áp trên R2.

1. Tính dòng điện trong mạch:
Mạch này là một mạch vòng kín với hai nguồn điện và hai điện trở. Dòng điện I trong mạch có thể được tính bằng công thức:
I = (E1 - E2) / (r1 + R1 + r2 + R2)
I = (16 - 7) / (1 + 5 + 1 + 5)
I = 9 / 12 = 0.75 A

2. Tính điện áp trên R2:
Điện áp trên R2 (UR2) được tính bằng công thức:
UR2 = I * R2
UR2 = 0.75 * 5 = 3.75 V

Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với 3.75V. Có lẽ có một sự nhầm lẫn nào đó trong đề bài hoặc các đáp án. Để giải thích theo các đáp án đã cho, ta có thể xem xét một trường hợp khác.

Nếu vôn kế được mắc vào một vị trí khác (ví dụ, đo hiệu điện thế giữa điểm nối giữa E1, r1 và R1, và điểm nối giữa E2, r2 và R2), cách giải sẽ khác. Tuy nhiên, với thông tin hiện tại, không thể xác định chính xác cách mắc vôn kế để có một trong các đáp án A, B, C, D.

Kết luận: Dựa trên cách mắc vôn kế thông thường (song song với R2), không có đáp án nào đúng. Có thể có lỗi trong đề bài hoặc các đáp án. Tuy nhiên, nếu phải chọn một đáp án gần đúng nhất, ta sẽ cần thêm thông tin về cách vôn kế được kết nối vào mạch.
Vì không có đáp án nào đúng, ta không chọn đáp án nào và giải thích rõ lý do.

Công thức tính cảm ứng từ do một đoạn dây dẫn thẳng gây ra tại một điểm cách đoạn dây một khoảng r:
B = (\( \mu_0 \).I)/(4.\( \pi \).r) * (sin(\(\alpha_1\)) + sin(\(\alpha_2\)))
Trong đó:
* \( \mu_0 \) là độ từ thẩm của chân không (\( 4\pi.10^{-7} \) H/m).
* I là cường độ dòng điện.
* r là khoảng cách từ điểm xét đến dây dẫn.
* \( \alpha_1 \) và \( \alpha_2 \) là góc tạo bởi các đầu mút của đoạn dây với đường vuông góc từ điểm xét đến dây.

Áp dụng vào bài toán:
1. Tính cảm ứng từ do một cạnh hình vuông gây ra tại tâm hình vuông:
- r = a/2 = 4cm/2 = 2cm = 0.02m.
- \( \alpha_1 = \alpha_2 = 45^o \).
- B1 = (\( 4\pi.10^{-7} \).10)/(4.\( \pi \).0.02) * (sin(45) + sin(45)) = \( 5\sqrt{2}.10^{-5} \) T.
2. Vì hình vuông có 4 cạnh và cảm ứng từ do mỗi cạnh gây ra tại tâm có cùng phương và chiều, nên cảm ứng từ tổng hợp tại tâm hình vuông là:
- B = 4.B1 = 4.\( 5\sqrt{2}.10^{-5} \) = \( 20\sqrt{2}.10^{-5} \) ≈ 2,8.10–4 T.
Vậy đáp án đúng là D. 2,8.10–4 T.

Khi đoạn dây AB chuyển động cắt ngang các đường cảm ứng từ, các electron tự do trong dây chịu tác dụng của lực Lorentz. Lực này làm cho các electron dịch chuyển về một đầu của dây (ví dụ đầu A), khiến đầu A tích điện âm và đầu B tích điện dương (do thiếu electron). Sự phân bố điện tích này tạo ra một hiệu điện thế giữa hai đầu dây. Như vậy, nguyên nhân chính của hiện tượng này là do tác dụng của lực Lorentz lên electron tự do trong kim loại.

* Hiệu ứng Hall là hiện tượng xuất hiện điện áp ngang khi có dòng điện chạy qua một vật dẫn đặt trong từ trường, nhưng câu hỏi này không đề cập đến dòng điện chạy qua vật dẫn.
* Hiện tượng cảm ứng điện từ là sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong một mạch kín khi từ thông qua mạch kín đó biến thiên. Trong trường hợp này, đoạn dây không tạo thành mạch kín.
* Hiệu ứng bề mặt (skin effect) là hiện tượng dòng điện xoay chiều có xu hướng tập trung ở bề mặt của vật dẫn, không liên quan trực tiếp đến sự xuất hiện điện tích trái dấu ở hai đầu dây trong trường hợp này.

Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi vật bị biến dạng và có xu hướng đưa vật trở lại trạng thái ban đầu. Lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng trong giới hạn đàn hồi và ngược chiều với chiều biến dạng. Vì vậy, phương án B sai.