Sơ đồ đơn giản của một phổ kế khối lượng dùng để nghiên cứu các vi hạt mang điện được mô tả trên hình vẽ.

Các vi hạt có khối lượng là m, độ lớn điện tích là q, có tốc độ ban đầu bằng không và được gia tốc qua một hiệu điện thế \[U = 50\]kV, bay qua khe D vào trong một vùng từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ \[B = 1{\rm{ T}}{\rm{.}}\] Lực từ tác dụng lên các hạt này có độ lớn \[F = qvB\] và đóng vai trò lực hướng tâm làm cho hạt chuyển động tròn đều trong từ trường. Biết rằng trong suốt quá trình, hạt chỉ chuyển động trong một mặt phẳng. Sau khi chuyển động một nửa đường tròn, vi hạt sẽ va vào điểm H cách khe D một khoảng d.

a) SAI

Khi đặt thiết bị sao cho kim la bàn trùng với pháp tuyến của mặt phẳng cuộn dây và bật dòng điện, cảm ứng từ Trái Đất và cảm ứng từ cuộn dây trùng phương với nhau, vì vậy cảm ứng từ tổng hợp cũng cùng phương với cảm ứng từ Trái Đất. Nếu chiều của cảm ứng từ tổng hợp cùng chiều với cảm ứng từ Trái Đất, phương và hướng cân bằng của kim la bàn không đổi. Nếu ngược chiều, phương cân bằng không đổi nhưng hướng cân bằng sẽ ngược lại. Vì vậy, góc lệch chỉ có thể bằng 0 hoặc 180 độ.

b) ĐÚNG

Khi đặt thiết bị sao cho kim la bàn trùng với mặt phẳng cuộn dây và bật dòng điện, cảm ứng từ Trái Đất và cảm ứng từ cuộn dây vuông góc với nhau, vì vậy cảm ứng từ tổng hợp sẽ lệch một góc nhọn so với cảm ứng từ Trái Đất.

c) ĐÚNG

\[\tan \theta = \frac{{{B_d}}}{{{B_{TD}}}} = \frac{{2\pi \times {{10}^{ - 7}} \times N \times \frac{I}{R}}}{{{B_{TD}}}}\quad \Rightarrow \quad \theta = {\tan ^{ - 1}}\left( {\frac{{2\pi \times {{10}^{ - 7}} \times N \times \frac{I}{R}}}{{{B_{TD}}}}} \right) = {\tan ^{ - 1}}\left( {\frac{{2 \times {\rm{3,14}} \times {{10}^{ - 7}} \times 500 \times \frac{{40 \times {{10}^{ - 3}}}}{{{\rm{0,05}}}}}}{{50 \times {{10}^{ - 6}}}}} \right) \approx {\rm{78,7}}^\circ \]

d) ĐÚNG

\[\tan \theta = \frac{{{B_d}}}{{{B_{TD}}}} = \frac{{2\pi \times {{10}^{ - 7}} \times N \times \frac{I}{R}}}{{{B_{TD}}}}\quad \Rightarrow \quad {B_{TD}} = \frac{{2\pi \times {{10}^{ - 7}} \times N \times \frac{I}{R}}}{{\tan \theta }} = \frac{{2 \times {\rm{3,14}} \times {{10}^{ - 7}} \times 500 \times \frac{{40 \times {{10}^{ - 3}}}}{{{\rm{0,05}}}}}}{{\tan 80^\circ }} \approx {\rm{44,3}} \times {10^{ - 6}}{\rm{ T}}.\]

a) ĐÚNG

A-B là quá trình dãn đẳng nhiệt (đẳng nhiệt có áp suất giảm), vì vậy khí đã sinh công. Mà nội năng trong quá trình đẳng nhiệt không đổi, nên khí đã nhận nhiệt lượng mới có thể sinh công.

b) SAI

AC là quá trình đẳng tích, vì vậy mật độ phân tử khí là không đổi.

c) SAI

Thể tích ở trạng thái B là \[{V_{\rm{B}}} = {V_{\rm{A}}} \times \frac{{{p_{\rm{A}}}}}{{{p_{\rm{B}}}}} = 2 \times \frac{3}{1} = 6{\rm{ }}\ell .\]

d) ĐÚNG

Thể tích ở trạng thái C bằng với thể tích ở trạng thái A, 2 lít.