Hai thanh ray dẫn điện trơn đủ dài cách nhau một khoảng d và được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Điện trở R được kết nối hai đầu bên trái của hai thanh ray. Toàn bộ thiết bị được đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B và hướng thẳng đứng xuống dưới (như hình vẽ bên). Một đoạn dây dẫn AB có khối lượng m được đặt vuông góc với hai thanh ray và luôn tiếp xúc tốt. Điện trở của hai thanh ray và đoạn dây dẫn AB không đáng kể. Dưới tác dụng của một lực F không đổi, hướng sang phải, đoạn dây bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ và luôn vuông góc với hai thanh ray. Xét trong khoảng thời gian đoạn dây dẫn AB chuyển động:
a) Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có chiều từ A đến B.
b) Tốc độ cực đại mà đoạn dây dẫn có thể đạt được là \(v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).
c) Tốc độ của đoạn dây dẫn theo thời gian là \(v(t)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}\,t}\right)\).
d) Công mà hợp lực đã thực hiện được khi đoạn dây dẫn AB bắt đầu chuyển động đến khi đạt tốc độ cực đại là \(A=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}\).
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
|
|
Nội dung |
Đúng |
Sai |
|
a |
Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có chiều từ A đến B. |
|
S |
|
b |
Biểu thức xác định tốc độ cực đại mà đoạn dây dẫn có thể đạt được là \(v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\). |
Đ |
|
|
c |
Biểu thức xác định tốc độ của đoạn dây dẫn theo thời gian là \(v(t)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}\!}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}t}\right)\). |
Đ |
|
|
d |
Công mà hợp lực đã thực hiện được khi đoạn dây dẫn AB bắt đầu chuyển động đến khi đạt tốc độ cực đại là \(A=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}\). |
Đ |
|
a) SAI
Khi đoạn dây dẫn AB chuyển động sang phải, từ thông xuyên qua diện tích mạch phẳng giới hạn bởi mạch điện kín tăng và sinh ra dòng điện cảm ứng. Theo định luật Lenz, vectơ cảm ứng từ của từ trường do dòng điện cảm ứng sinh ra ngược chiều với vectơ cảm ứng từ của từ trường ban đầu.
Dùng quy tắc nắm tay phải, ta xác định được dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn AB có chiều từ B đến A.
b) ĐÚNG
Dùng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ \(F_t\) tác dụng lên đoạn dây dẫn ngược hướng với lực \(F\) và có độ lớn:
\(E = B d v \Rightarrow I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{B d v}{R}\)
\(F_t = B I d = B \cdot \dfrac{B d v}{R}\cdot d = \dfrac{B^{2} d^{2} v}{R}\).
Khi \(v=v_{\max}\) thì \(F_t=F\Rightarrow v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).
c) ĐÚNG
Áp dụng định luật II Newton:
\(F - F_t = m\,\dfrac{dv}{dt}\Rightarrow F-\dfrac{B^{2} d^{2}}{R}\,v = m\,\dfrac{dv}{dt}\).
Đặt \(a=\dfrac{B^{2} d^{2}}{m R}\) và \(b=\dfrac{F}{m}\), ta có
\(\dfrac{dv}{dt}+a\,v=b\).
Giải với điều kiện đầu \(v(0)=0\):
\(v(t)=\dfrac{b}{a}\left(1-e^{-a t}\right)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}\,t}\right).\)
d) ĐÚNG
Công của hợp lực bằng độ biến thiên động năng:
\(A=\Delta W=\dfrac{1}{2}m v_{\max}^{2}
=\dfrac{1}{2} m\left(\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\right)^{2}
=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}.\)
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
Các sản phẩm khác của Vietjack:
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
|
|
Nội dung |
Đúng |
Sai |
|
a |
Khối lượng nước đá tan do nhận nhiệt lượng từ dây nung là 14,6 g. |
|
S |
|
b |
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá thu được từ thí nghiệm trên xấp xỉ bằng 214 kJ/kg. |
|
S |
|
c |
Khối lượng nước đá còn lại sau khi bật biến áp nguồn được 2t (s) là 73,4 g. |
|
S |
|
d |
Khoảng thời gian từ khi bật biến áp nguồn đến khi nước đá vừa nóng chảy hoàn toàn xấp xỉ bằng 633 giây. |
Đ |
|
a) SAI
Khối lượng nước đá tan do nhận nhiệt từ môi trường trong khoảng thời gian t là:
$m_{\mathrm{mt}} = m_1 - m_0 = 12 - 5 = 7\ \mathrm{g}.$
Khối lượng nước đá tan do nhận nhiệt từ dây nung là:
$m_{\mathrm{dn}} = m_2 - m_1 - m_{\mathrm{mt}} = 26{,}6 - 12 - 7 = 7{,}6\ \mathrm{g}.$
b) SAI
Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá thu được từ thí nghiệm trên là:
$\lvert Q_{\text{toả}}\rvert = \lvert Q_{\text{thu}}\rvert \Leftrightarrow P\cdot t = \lambda \cdot m_{\mathrm{dn}}
\Leftrightarrow \lambda = \dfrac{P\cdot t}{m_{\mathrm{dn}}}
= \dfrac{24\cdot 10^{5}}{7{,}6\cdot 10^{-3}} \approx 332\ \mathrm{kJ/kg}.$
c) SAI
Khối lượng nước đá còn lại sau khi bật biến áp nguồn được $2t$ (s) là:
$m = 100 - m_2 - (m_{\mathrm{mt}} + m_{\mathrm{dn}})
= 100 - 26{,}6 - (7 + 7{,}6) = 58{,}8\ \mathrm{g}.$
d) ĐÚNG
Khối lượng nước đá còn lại tại thời điểm bật biến áp nguồn: $m_{0t} = 100 - m_1 = 100 - 12 = 88\ \mathrm{g}.$
Xét trong khoảng thời gian từ khi bật biến áp nguồn đến khi nước đá vừa nóng chảy hoàn toàn ($t'$ (s)):
Khối lượng nước đá nóng chảy do nhận nhiệt từ môi trường là:
$m'_{\mathrm{mt}} = \dfrac{m_{\mathrm{mt}}\cdot t'}{t} = \dfrac{7}{105}\,t' = \dfrac{1}{15}\,t'\ (\mathrm{g}).$
Khối lượng nước đá nóng chảy do nhận nhiệt từ dây nung là:
$m'_{\mathrm{dn}} = \dfrac{m_{\mathrm{dn}}\cdot t'}{t} = \dfrac{7{,}6}{105}\,t'\ (\mathrm{g}).$
Khoảng thời gian $t'$ khi bật biến áp nguồn đến khi nước đá vừa nóng chảy hoàn toàn là:
$m'_{\mathrm{mt}} + m'_{\mathrm{dn}} = 88 \Leftrightarrow \dfrac{1}{15}\,t' + \dfrac{7{,}6}{105}\,t' = 88 \Rightarrow t' \approx 633\ \mathrm{s}.$
Câu 2
A. Hình 1.
B. Hình 2.
C. Hình 3.
D. Hình 4.
Lời giải
Đáp án đúng là D
Khi khung dây đi từ vị trí A đến khi khung dây dẫn bắt đầu đi vào vùng từ trường đều thì chưa xuất hiện dòng điện cảm ứng ( ).
Trong khoảng thời gian khung dây dẫn bắt đầu đi vào vùng từ trường đều đến khi khung dây dẫn vừa nằm hoàn toàn trong từ trường đều thì xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn với cường độ không đổi và có chiều ngược chiều quay của kim đồng hồ (dựa vào định luật Lenz) nên cường độ dòng điện có giá trị dương (cùng chiều dương).
Trong khoảng thời gian khung dây dẫn di chuyển trong từ trường đều thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng (vì từ thông xuyên qua diện tích mặt phẳng khung dây không biến thiên).
Trong khoảng thời gian khung dây bắt đầu ra khỏi vùng từ trường đều đến khi khung dây dẫn vừa ra khỏi hoàn toàn vùng từ trường đều thì xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn với cường độ không đổi và có chiều cùng chiều quay của kim đồng hồ (dựa vào định luật Lenz) nên cường độ dòng điện có giá trị âm (ngược chiều dương).
Khi khung dây vừa ra khỏi hoàn toàn vùng từ trường đều và di chuyển đến vị trí B thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng ( ).
Vậy hình 4 có đồ thị biểu diễn đúng sự biến thiên của dòng điện cảm ứng trong cuộn dây theo thời gian.
Câu 3
A. Chuông cửa hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
B. Khi nhấn công tắc, thanh sắt non bị nam châm điện hút và dính chặt vào nam châm điện.
C. Khi ngắt công tắc, thanh sắt non bị nam châm điện đẩy ra khỏi nam châm điện.
D. Để tăng lực hút của nam châm điện, cần tăng cường độ dòng điện trong cuộn dây.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
A. Tiêu diệt tế bào ung thư để điều trị khối u.
B. Khử khuẩn, bảo quản thực phẩm.
C. Xác định tuổi cổ vật có nguồn gốc sinh vật.
D. Ổn định năng lượng cho nhà máy điện hạt nhân.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập