Câu hỏi:

21/08/2025 4 Lưu

Một phần của khung dây hình chữ nhật có kích thước như hình bên được đặt trong một vùng từ trường đều có cảm ứng từ \(0,55{\rm{\;T}}\). Tổng điện trở của vòng dây là \(0,23{\rm{\Omega }}\). Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Lực cần thiết để kéo khung dây ra khỏi từ trường (sang phải) với vận tốc không đổi \(3,10{\rm{\;m/s}}\) là bao nhiêu N (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Một phần của khung dây hình chữ nhật có kích thước như hình bên được đặt trong một vùng từ trường đều có cảm ứng từ (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Vật chuyển động thẳng đều khi tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng 0

Lực từ: \(F = IBl{\rm{sin}}\alpha \)

Từ thông: \({\rm{\Phi }} = BS{\rm{cos}}\alpha \)

Suất điện động cảm ứng: \({e_c} =  - \frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}\)

Cường độ dòng điện cảm ứng: \({I_c} = \frac{{{e_c}}}{R}\)

Cách giải:

Độ dịch chuyển của khung dây là: \({\rm{d}} = {\rm{vt}}\)

Diện tích khung dây trong từ trường biến thiên một lượng:

\({\rm{\Delta }}S = d.0,35 = 0,35vt\)

Suất điện động cảm ứng trong khung dây có độ lớn là:

\({e_c} = B.\left| {\frac{{{\rm{\Delta }}S}}{t}} \right| = B.\left| {\frac{{0,35vt}}{t}} \right| = 0,35Bv\)

Cường độ dòng điện cảm ứng là:

\({I_c} = \frac{{{e_c}}}{R} = \frac{{0,35Bv}}{R}\)

Cường độ dòng điện cảm ứng trong khung dây, phần khung dây trong từ trường chịu tác dụng của lực từ, lực từ này có tác dụng chống lại sự dịch chuyển của khung dây, cân bằng với lực kéo F

Độ lớn của lực kéo bằng độ lớn của lực từ:

\(F = {I_c}B.0,35 = \frac{{0,35Bv}}{R}.0,35B = \frac{{{{0,35}^2}{B^2}v}}{R}\)

\( \Rightarrow F = \frac{{{{0,35}^2}{{.0,55}^2}.3,1}}{{0,25}} \approx 0,5\left( {\rm{N}} \right)\)

Đáp số: 0,5

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Phương pháp:

+ Phân tích đồ thị kết hợp với nhớ lại khái niệm các đẳng quá trình.

+ Áp dụng biểu thức của các đẳng quá trình để tìm các thông số chưa biết.

+ Sử dụng công thức: \({\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}nR{\rm{\Delta }}T\)

Cách giải:

a) Từ đồ thị ta thấy quá trình \({\rm{A}}\left( {{\rm{I}} \to {\rm{II}}} \right)\): áp suất \(p = 400\left( {{\rm{N}}/{{\rm{m}}^2}} \right)\) không đổi

\( \to \) Quá trình A là quá trình đẳng áp.

\( \to \) a đúng.

b) Quá trình B gồm 2 quá trình:

+ \({\rm{I}} \to \) III: \({p_I}{V_I} = {p_{III}}{V_{II}} \to \) quá trình đẳng nhiệt

+ \({\rm{III}} \to {\rm{II}}:{V_{{\rm{III\;}}}} = {V_{II}} = 8{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3} \to \) quá trình đẳng tích

\( \to \) b sai.

c) Biến thiên nội năng: \({\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}nR{\rm{\Delta }}T\) (chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ).

Mà quá trình A và B có trạng thái đầu và cuối giống nhau nên sự biến thiên nội năng của hệ trong hai quá trình này bằng nhau.

\( \to \) c sai.

d) Trạng thái (I): \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{p_I} = 400\left( {{\rm{N}}/{{\rm{m}}^2}} \right)}\\{{V_I} = 2{\rm{\;}}{{\rm{m}}^3}}\\{{T_1} = T}\end{array}} \right.\)

Ta có: \(\frac{{{V_I}}}{{{T_I}}} = \frac{{{V_{II}}}}{{{T_{II}}}} \Leftrightarrow {T_{II}} = \frac{{{V_{II}}{T_I}}}{{{V_I}}} = \frac{{8.T}}{2} = 4T\)

Biến thiên nội năng của hệ trong quá trình \(B\) là:

\({\rm{\Delta }}U = \frac{3}{2}nR{\rm{\Delta }}T = \frac{3}{2}.nR\left( {{T_2} - {T_1}} \right) = \frac{3}{2}nR\left( {4T - T} \right) = \frac{9}{2}nRT\)

\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = \frac{9}{2}{p_I}{V_I} = \frac{9}{2}.400.2 = 3600{\rm{\;J}}\)

\( \to \) d đúng.

Câu 2

PHẦN IV: TỰ LUẬN

Một lượng khí lí tưởng gồm n mol được chứa trong một xi lanh đặt thẳng đứng với pit-tông đậy kín. Xi lanh có dạng hình trụ được làm từ vật liệu dẫn nhiệt rất tốt, với thành có vạch chia để xác định thể tích của khối khí chứa trong nó. Pit-tông có khối lượng không đáng kể và có tiết diện \(S = 5{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\). Pit-tông có thể chuyển động không ma sát dọc theo thân của xi lanh như trong Hình 1a. Các khối trụ giống nhau có cùng khối lượng \({\rm{m}} = 200{\rm{\;g}}\), có thể đặt lên trên pittông như Hình 1b. Biết áp suất và nhiệt độ khí quyển ổn định và có giá trị lần lượt là \({P_o} = {1,01.10^5}{\rm{\;Pa}}\) và \({T_0} = 300{\rm{\;K}}\), gia tốc trọng trường \(g = 9,8{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).

Một lượng khí lí tưởng gồm n mol được chứa trong một xi lanh đặt thẳng đứng với pit-tông đậy kín. Xi lanh có dạng hình trụ  (ảnh 1)

     a) Đặt lên pit-tông một khối trụ. Xác định áp suất của khối khí trong xi lanh khi pit-tông cân bằng.

     b) Để xác định số mol khí trong bình, một học sinh làm thí nghiệm như sau: Đặt lần lượt các khối trụ lên trên pit-tông và đo thể tích khí tương ứng khi pit-tông nằm cân bằng. Kết quả thu được từ thí nghiệm của học sinh được cho như trong bảng sau:

Số lượng khối trụ đặt trên pit - tông

Thể tích \(V\left( {{{\rm{m}}^3}} \right)\)

5

\({5,2.10^{ - 5}}\)

10

\({4,5.10^{ - 5}}\)

15

\({3,9.10^{ - 5}}\)

20

\({3,5.10^{ - 5}}\)

Dựa trên kết quả thực nghiệm của học sinh, hãy xác định số mol khí trong xi lanh (không yêu cầu đánh giá sai số).

Lời giải

Phương pháp:

a) Xác định áp suất trong xi lanh: \(p = {p_0} + p'\)

Sử dụng công thức tính áp suất: \(p = \frac{F}{S}\)

b) Sử dụng số liệu từ bảng

Xác định áp suất trong xi lanh khi đặt thêm N khối trụ lên pit tong: \(p = {p_0} + p' = {p_0} + \frac{{\left( {{\rm{Nm}}} \right){\rm{.g}}}}{{\rm{S}}}\)

Xây dựng bảng số liệu p tương ứng

Vẽ đồ thị thay đổi p theo \(1/{\rm{V}}\). Xác định hệ số góc.

Xác định số mol: \(n = \frac{{{\rm{tan}}\alpha }}{{RT}}\)

Cách giải:

a) Áp suất khí trong xi lanh:

\(p = {p_0} + p' = {p_0} + \frac{{mg}}{S}\)

\( \Rightarrow p = {1,01.10^5} + \frac{{0,2.9,8}}{{{{5.10}^{ - 4}}}} = {1,05.10^5}{\rm{\;Pa}}\)

b) Khi ta đặt thêm N khối trụ lên pit tong, áp suất khí khi đó:

\(p = {p_0} + p' = {p_0} + \frac{{\left( {{\rm{Nm}}} \right).{\rm{g}}}}{{\rm{S}}}\)

Thay tương ứng ta có bảng số liệu sau:

Số lượng khối trụ trên pittong

Thể tích \(V\left( {{{\rm{m}}^3}} \right)\)

Áp suất khí trong bình

5

\({5,2.10^{ - 5}}\)

\({1,21.10^5}\)

10

\({4,5.10^{ - 5}}\)

\({1,40.10^5}\)

15

\({3,9.10^{ - 5}}\)

\({1,50.10^5}\)

20

\({3,5.10^{ - 5}}\)

\({1,79.10^5}\)

Ta có đồ thị thay đổi của p theo \(1/{\rm{V}}\):

Một lượng khí lí tưởng gồm n mol được chứa trong một xi lanh đặt thẳng đứng với pit-tông đậy kín. Xi lanh có dạng hình trụ  (ảnh 2)

Hệ số góc của đồ thị trên: \({\rm{tan}}\alpha  = nRT = 6,3\)

Số mol khí: \(n = \frac{{{\rm{tan}}\alpha }}{{RT}} = {2,5.10^{ - 3}}{\rm{\;mol}}\)

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

 

PHẦN II: CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI

 Hình vẽ phác hoạ một thiết bị đo khối lượng của các phi hành gia khi họ làm việc ở điều kiện không trọng lượng trong các trạm vũ trụ. Thiết bị bao gồm một chiếc ghế (tính cả lồng bao bền ngoài) với khối lượng là \({m_0} = 10,0{\rm{\;kg}}\) được gắn vào giữa hai đầu của hai lò xo nhẹ giống nhau, mỗi lò xo có độ cứng \({k_0} = 380,0{\rm{\;N}}/{\rm{m}}\). Đầu còn lại của mỗi lò xo được gắn cố định vào trạm. Khi ghế cân bằng tại vị trí O, mỗi lò xo bị dãn một đoạn \(60,0{\rm{\;cm}}\). Ma sát ở các ổ lăn và ma sát giữa các con lăn với các thanh ray định hướng là không đáng kể. Để đo khối lượng, phi hành gia có khối lượng m ngồi vào ghế. Ghế ngồi cùng phi hành gia được làm lệch khỏi vị tri cân bằng O một đoạn \({\rm{A}} = 46,0{\rm{\;cm}}\) rồi thả không vận tốc ban đầu. Biết rằng chiếc ghế cùng phi hành gia dao động điều hoà quanh O với chu kì đo được là \({\rm{T}} = 2,0{\rm{\;s}}\). Chọn trục tọa độ Ox như hình vẽ.

Hình vẽ phác hoạ một thiết bị đo khối lượng của các phi hành gia khi họ làm việc ở điều kiện không trọng lượng trong các trạm vũ trụ. Thiết bị bao gồm một chiếc ghế (tính cả lồng bao bền ngoài) với khối lượng là  (ảnh 1)

a) Tại vị trí mà ghế có li độ x thì lực đàn hồi tác dụng lên ghế có độ lớn \(2{k_0}\left| x \right|\).

b) Các lò xo luôn dãn trong quá trình chiếc ghế cùng phi hành gia dao động.

c) Trong quá trình dao động, gia tốc lớn nhất của phi hành gia là \(15,0{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).

d) Khối lượng m của phi hành gia là \(60,0{\rm{\;kg}}\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 7

Theo các nghiên cứu, trong số rất nhiều tuyến nội tiết trong cơ thể, tuyến giáp là một trong những tuyến quan trọng nhất. Nằm ở phía trước cổ và nặng khoảng 20 g, tuyến giáp sản xuất hormone tuyến giáp để điều chỉnh tốc độ trao đổi chất của các tế bào trong cơ thể. Để sản xuất các hormone này, tuyến giáp hấp thụ iodine có trong thức ăn chúng ta ăn và chuyển hoá chúng. Vai trò quan trọng của tuyến giáp được chứng minh qua các triệu chứng xuất hiện khi nó hoạt động không bình thường. Nếu một người có tuyến giáp hoạt động quá mức, sản xuất hormone tuyến giáp nhiều hơn nhu cầu của cơ thể, người đó bị bệnh cường giáp. Bệnh cường giáp có dấu hiệu như nhịp tim nhanh, mệt mỏi, gầy, sút cân, căng thẳng, run và lồi mắt.

Một trong những phương pháp điều trị bệnh cường giáp phổ biến là phá hủy các mô tuyến giáp hoạt động quá mức bằng iodine phóng xạ \(131\left( {_{53}^{131}I} \right)\). Iodine phóng xạ 131 có chu kì bán rã 8,02 ngày, khi phân rã phát ra tia \({\beta ^ - }\)là chủ yếu. Để điều trị, bệnh nhân nuốt một viên nang nhỏ chứa iodine 131. Đồng vị phóng xạ này nhanh chóng đi vào máu và được các tế bào tuyến giáp hoạt động quá mức hấp thụ, sau đó bị phá hủy khi iodine phân rã. Các tế bào khác trong cơ thể chịu rất ít tổn thương do các tia phóng xạ, giúp giảm thiểu các tác dụng phụ trong quá trình điều trị bằng iodine.

Xét một bệnh nhân bị bệnh cường giáp sử dụng liều iodine 131 có độ phóng xạ ban đầu là \({3,70.10^8}{\rm{\;Bq}}\). Cho khối lượng mol của \(\;_{53}^{131}I\) là \(131{\rm{\;g/mol}}\) số Avogadro \({N_A} = {6,02.10^{23}}{\rm{\;mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}\).

a) Phương pháp điều trị bệnh cường giáp bằng iodine phóng xạ 131 ít có tác dụng phụ.

b) Hằng số phóng xạ của iodine 131 là \({1,44.10^{ - 6}}{\rm{\;}}{{\rm{s}}^{ - 1}}\).

c) Khối lượng iodine 131 ban đầu là \({8,05.10^{ - 8}}{\rm{\;g}}\).

d) Số lượng hạt nhân iodine 131 còn lại trong cơ thể bệnh nhân sau 16,04 ngày là \({9,25.10^7}\) hạt nhân.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP