Mạch điện hình 6.3: E1 = 6 V, E2 = 24 V, r1 = r2 = 1 Ω, R1 = 3 Ω, R2 = 7Ω. Chọn phát biểu đúng:

Câu 27:

Mạch điện hình 6.4: E₁ = 8 V, E₂ = 26 V, r₁ = r₂ = 1Ω, R₁ = 9 Ω, R₂ = 7 Ω, R_V = \(\infty\). Kết luận nào sau đây là đúng?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Để giải bài toán này, ta cần phân tích mạch điện và áp dụng các định luật Kirchhoff.

1. Xác định chiều dòng điện: Giả sử dòng điện I1 chạy qua E1, I2 chạy qua E2 và I chạy qua R2. Do vôn kế có điện trở vô cùng lớn, nên không có dòng điện chạy qua vôn kế.

2. Áp dụng định luật Kirchhoff cho các vòng:
* Vòng 1 (E1, r1, R1): E1 = I1 * (r1 + R1) => 8 = I1 * (1 + 9) => I1 = 8/10 = 0.8 A
* Vòng 2 (E2, r2, R2): E2 = I2 * (r2 + R2) => 26 = I2 * (1 + 7) => I2 = 26/8 = 3.25 A

3. Áp dụng định luật Kirchhoff tại nút: Giả sử nút là điểm nối giữa R1, R2. Ta có I = I1 + I2. Tuy nhiên, ở đây ta cần xem xét kỹ hơn. Do không có dòng đi qua vôn kế, dòng I2 sẽ đi qua R2. Như vậy, điện áp trên R2 là U_R2 = I2 * R2 = 3.25 * 7 = 22.75 V

4. Tính điện áp trên vôn kế: Điện áp trên vôn kế (UV) bằng hiệu điện thế giữa hai điểm mà vôn kế được mắc vào. Trong trường hợp này, vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu R1. Do đó, U_V = E1 - I1*r1 = 8 - 0.8*1 = 7.2 V.

5. Kiểm tra các đáp án:
* Đáp án 1: Sai vì I1 = 0.8 A và I2 = 3.25 A.
* Đáp án 2: Sai vì có dòng điện chạy qua các nguồn.
* Đáp án 3: Sai vì vôn kế chỉ 7.2 V.
* Đáp án 4: Dòng điện qua E1 từ trái qua phải là đúng theo chiều giả sử ban đầu và tính toán.

Tuy nhiên, không có đáp án nào hoàn toàn chính xác. Đáp án gần đúng nhất là:

* Dòng điện qua E1 từ trái qua phải. (Đáp án 4).

Câu 28:

Cho mạch điện như hình 6.6. Chọn chiều thuận cho mỗi vòng kín là chiều kim đồng hồ. Phương trình nào sau đây thể hiện đúng định luật Kirchhoff?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Định luật Kirchhoff 2 cho vòng kín:

Tổng đại số các suất điện động trong một vòng kín bằng tổng đại số các điện áp rơi trên các điện trở trong vòng đó.

Chọn chiều dương là chiều kim đồng hồ.

Vòng ME₁NE₂M: E₁ - E₂ = I₁r₁ + I₂r₂ => I₁r₁ + I₂r₂ = E₁ - E₂

Vòng ME₂NE₃RM: E₂ + E₃ = I₂r₂ + I₃(r₃ + R) => I₂r₂ + I₃(r₃ + R) = E₂ + E₃

Vòng ME₁NE₃RM: E₁ + E₃ = I₁r₁ + I₃(r₃ +R) => I₁r₁ + I₃(r₃ +R) = E₁ + E₃

Phương án C phù hợp.

Câu 29:

Lõi thép của máy biến thế gồm nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau nhằm mục đích gì?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Lõi thép của máy biến thế được cấu tạo từ nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau để giảm thiểu dòng điện Foucault (dòng điện xoáy). Dòng điện Foucault sinh ra do sự biến thiên của từ trường trong lõi thép, gây ra tổn hao năng lượng dưới dạng nhiệt. Việc chia nhỏ lõi thép thành nhiều lá mỏng và cách điện giữa chúng làm tăng điện trở của đường đi của dòng điện Foucault, từ đó làm giảm đáng kể cường độ của dòng điện này và hạn chế sự nóng lên của máy biến thế khi hoạt động.

Câu 30:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O. Biết độ cứng của lò xo là k = 100N/m, khối lượng của vật là m = 500g. Tính lực đàn hồi của lò xo khi vật ở trên vị trí cân bằng 3cm.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Đầu tiên, ta tính độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng: \(\Delta l_0 = \frac{mg}{k} = \frac{0.5 \times 10}{100} = 0.05m = 5cm\).

Khi vật ở trên vị trí cân bằng 3cm, độ giãn của lò xo là: \(\Delta l = \Delta l_0 - x = 5 - 3 = 2cm = 0.02m\).

Lực đàn hồi của lò xo khi đó là: \(F_{dh} = k \Delta l = 100 \times 0.02 = 2N\).

Câu 31:

Vật có khối lượng m = 2 kg, đang đứng yên trên mặt phẳng ngang thì chịu một lực kéo F = 5N hướng xiên lên một góc α = 60^o so với phương ngang (hình 2.28). Hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt phẳng ngang lần lượt là µ = 0,20 và µ_n = 0,25. Lấy g = 10 m/s². Tính lực ma sát tác dụng lên vật.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để giải bài toán này, ta cần phân tích các lực tác dụng lên vật và xác định xem vật có chuyển động hay không.

1. Tính các thành phần của lực kéo:
- Thành phần theo phương ngang: Fx = F * cos(α) = 5 * cos(60°) = 5 * 0.5 = 2.5 N
- Thành phần theo phương thẳng đứng: Fy = F * sin(α) = 5 * sin(60°) = 5 * (√3/2) ≈ 4.33 N

2. Tính phản lực của mặt phẳng ngang:
- Phản lực N tác dụng lên vật: N = mg - Fy = 2 * 10 - 4.33 = 20 - 4.33 = 15.67 N

3. Tính lực ma sát nghỉ cực đại:
- Lực ma sát nghỉ cực đại: Fmsn_max = μn * N = 0.25 * 15.67 ≈ 3.92 N

4. So sánh lực kéo ngang với lực ma sát nghỉ cực đại:
- Vì Fx = 2.5 N < Fmsn_max = 3.92 N, vật không chuyển động ngay lập tức mà vẫn đứng yên. Do đó, lực ma sát tác dụng lên vật là lực ma sát nghỉ, và nó cân bằng với thành phần lực kéo theo phương ngang.

5. Tính lực ma sát tác dụng lên vật:
- Lực ma sát: Fms = Fx = 2.5 N

Vậy lực ma sát tác dụng lên vật là 2,5 N.

Câu 32:

Một chất điểm khối lượng m = 200g chuyển động chậm dần với vận tốc biến đổi theo qui luật v = 30 – 0,4t² (SI). Tính lực hãm tác dụng vào chất điểm lúc t = 5 giây.

Lời giải: