Tích điện cho quả cầu thép bán kính 6,0 cm đến điện thế 300 V, quả cầu nhôm bán kính 4,0 cm đến điện thế 500 V. Chọn gốc điện thế ở vô cùng. Hai quả khá xa nhau. Sau khi nối chúng bằng dây dẫn mảnh, điện thế của mỗi quả là:

Phân tích các phương án:

• Phương án A: Sai. Đường sức của điện trường tĩnh xuất phát từ điện tích dương (+) và kết thúc ở điện tích âm (-) hoặc vô cùng, không phải là đường khép kín.
• Phương án B: Sai. Lực từ không phải là lực thế. Trường lực từ không phải là một trường thế. Công của lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động trong từ trường không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi.
• Phương án C: Đúng. Các đường cảm ứng từ là những đường cong khép kín. Chúng không có điểm đầu hoặc điểm cuối, mà khép kín trong lòng nam châm hoặc dòng điện.
• Phương án D: Sai. Đường sức của điện trường xoáy là đường khép kín, không xuất phát từ điện tích dương (+) và kết thúc ở điện tích âm (-).

Để xác định chiều quay của proton, ta sử dụng quy tắc bàn tay trái. Vì các đường sức từ hướng từ trên xuống dưới, và proton là hạt mang điện tích dương, ta có thể áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực Lorentz tác dụng lên proton:

1. Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay.
2. Chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều của vận tốc →v.
3. Khi đó, ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực Lorentz.

Nếu vận tốc →v hướng từ trái qua phải, lực Lorentz sẽ hướng vào trong. Điều này làm cho proton quay theo chiều kim đồng hồ.

Nếu vận tốc →v hướng từ phải qua trái, lực Lorentz sẽ hướng ra ngoài. Điều này làm cho proton quay theo chiều kim đồng hồ.

Do đó, proton luôn quay cùng chiều kim đồng hồ, không phụ thuộc vào hướng của vận tốc.

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 Lorentz này làm cho các electron tự do di chuyển về một phía của dây (ví dụ đầu A), tạo ra sự tích tụ điện tích âm ở đầu A và điện tích dương ở đầu B (do thiếu electron). Sự phân bố điện tích này tạo ra một hiệu điện thế giữa hai đầu dây, đây chính là nguyên nhân của hiện tượng. Vậy đáp án đúng là do tác dụng của lực Loren lên electron tự do trong kim loại.

Đổi đơn vị: Δl = 4cm = 0,04m

Hệ số đàn hồi của lò xo: k = F/Δl = 5/0,04 = 125N/m

Để tìm lực căng nhỏ nhất của dây cáp, ta cần xét giai đoạn thang máy chuyển động chậm dần đều lên trên. Trong giai đoạn này, gia tốc a hướng xuống.

Áp dụng định luật II Newton:

T - P = ma

Trong đó:

T là lực căng của dây cáp. P là trọng lực tác dụng lên thang máy, P = mg (với g = 10 m/s²). m là khối lượng của thang máy. a là gia tốc của thang máy.

=> T = mg + ma = m(g+a)

Vì thang máy chuyển động chậm dần đều lên trên, gia tốc a hướng xuống, nên (g+a) sẽ nhỏ hơn g, dẫn đến lực căng T nhỏ hơn khi thang máy đứng yên hoặc chuyển động đều.

Tuy nhiên, theo đề bài, chúng ta cần tìm lực căng nhỏ nhất trong quá trình thang máy chuyển động không tải. Lực căng nhỏ nhất sẽ xảy ra khi thang máy đi xuống nhanh dần đều. Lúc này, phương trình định luật II Newton sẽ là:

P - T = ma

=> T = P - ma = m(g - a)

Để T nhỏ nhất, a phải lớn nhất. Tuy nhiên, chúng ta không có thông tin cụ thể về giá trị của a. Trong trường hợp không có thông tin về gia tốc, ta mặc định xét trường hợp thang máy đứng yên hoặc chuyển động đều. Khi đó, a = 0 và T = P = mg = 400kg * 10 m/s² = 4000N

Vậy đáp án đúng là A. 4000N