Điện tích Q phân bố đều trên vòng dây tròn, mảnh, bán kính a trong không khí. Chọn gốc điện thế tại tâm O. Biểu thức điện thế tại điểm M trên đường thẳng đi qua O, vuông góc với mặt phẳng vòng dây, cách O một đoạn x là:

Câu 16:

Khi tích điện Q = –5.10 ^–9 C cho quả cầu kim loại thì đo được điện thế ở tâm của nó là V₀ = – 400 V (gốc điện thế ở vô cùng). Bán kính của quả cầu là:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Điện thế của quả cầu kim loại tích điện Q được tính bởi công thức V = kQ/R, trong đó k là hằng số Coulomb (k = 9.10^9 Nm^2/C^2), Q là điện tích của quả cầu, và R là bán kính của quả cầu. Từ công thức này, ta có thể tìm bán kính R của quả cầu: R = kQ/V. Thay các giá trị đã cho vào công thức, ta có: R = (9.10^9 * |-5.10^-9|) / |-400| = (9 * 5) / 400 = 45/400 = 0.1125 m = 11.25 cm. Vậy, bán kính của quả cầu là 11,25 cm.

Câu 17:

Xét điện trường đều E = 150 V/m trong không khí, năng lượng điện trường chức trong thể tích 500 lít là:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Để tính năng lượng điện trường chứa trong thể tích 500 lít, ta sử dụng công thức:
W = (1/2) * ε₀ * E² * V
Trong đó:
- ε₀ là hằng số điện môi của chân không, ε₀ ≈ 8.854 × 10⁻¹² F/m
- E là cường độ điện trường, E = 150 V/m
- V là thể tích, V = 500 lít = 0.5 m³
Thay số vào công thức:
W = (1/2) * (8.854 × 10⁻¹²) * (150)² * 0.5
W ≈ 5.0 × 10⁻⁸ J
Vậy, đáp án đúng là 5.10⁻⁸ J.

Câu 18:

Bắn 2 electron vào từ trường đều theo hướng vuông góc với đường sức từ với các vận tốc đầu v₁ > v₂. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Khi một hạt điện tích chuyển động trong từ trường đều với vận tốc vuông góc với đường sức từ, nó sẽ chịu tác dụng của lực Lorentz và chuyển động theo quỹ đạo tròn. Lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm.

Ta có:

\(f = |q|vB = \frac{mv^2}{r}\)

Bán kính quỹ đạo: \(r = \frac{mv}{|q|B}\)

Chu kỳ: \(T = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi m}{|q|B}\)

Động năng: \(K = \frac{1}{2}mv^2\)

Vì v₁ > v₂ nên r₁ > r₂ và K₁ > K₂.

Chu kỳ T chỉ phụ thuộc vào khối lượng, điện tích của hạt và độ lớn của từ trường, không phụ thuộc vào vận tốc. Vì vậy, chu kỳ của hai electron bằng nhau.

Câu 19:

Trọng lực có đặc điểm nào sau đây?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một vật, có tính đến ảnh hưởng của chuyển động tự quay của Trái Đất. Do Trái Đất không phải là một hình cầu hoàn hảo và có sự quay quanh trục của nó, gia tốc trọng trường và do đó, trọng lực, phụ thuộc vào vĩ độ địa lí. Biểu thức \(\overrightarrow P = m\overrightarrow g\) thể hiện mối quan hệ giữa trọng lực, khối lượng và gia tốc trọng trường. Vì cả ba đáp án A, B, và C đều đúng, đáp án chính xác nhất là D.

Câu 20:

Khi nói về gia tốc rơi tự do, phát biểu nào sau đây là sai?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao và vĩ độ. Nó giảm khi lên cao do khoảng cách đến tâm Trái Đất tăng lên. Nó cũng tăng khi đi về phía hai cực và giảm khi về xích đạo do hình dạng của Trái Đất (Trái Đất phình ra ở xích đạo). Khi xuống sâu trong lòng đất, gia tốc trọng trường giảm dần vì lực hấp dẫn của phần vỏ Trái Đất phía trên tác dụng ngược lại. Vậy phát biểu sai là: "Có giá trị tăng dần khi xuống sâu trong lòng đất."

Câu 21:

Quả bóng nặng 500g đập vào tường theo hướng hợp với tường một góc 30^o với vận tốc 10 m/s rồi nảy ra theo phương đối xứng với phương đập vào qua pháp tuyến của tường với vận tốc cũ. Thời gian bóng tiếp xúc với tường là 0,05s. Phát biểu nào sau đây là sai?

Lời giải: