de thi mon vat ly a2 co dap an

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH VẬT LÝ A2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 60 phút ĐỀ THI KẾT THÚC MÔN THỜI GIAN LÀM BÀI : Đề thi Ca Bài (3 điểm): Một mảnh có chiều dài l = 1m, đặt dọc theo trục Ox hình vẽ, đầu cách O khoảng a = 0,5m Thanh tích điện dương có mật (x − a) độ phân bố điện dài λ thay đổi theo x với qui luật λ = Xác định vector a r cường độ điện trường E điểm O = (0,0) (xác định phương chiều độ lớn r y vector E ) x [m] O a=0,5m 1,5m Bài (3 điểm): Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, có dòng điện cường độ I = 5A uốn cong hình vẽ đặt không khí Đoạn AB phần tư đường tròn tâm O, bán kính R = 10cm Đoạn BC = CD = R Các đoạn Ax Dy hai nửa dòng điện thẳng dài, có đường kéo dài qua tâm O Xác định r r vector cảm ứng từ B tâm O (xác định phương chiều độ lớn B ) B C R x A y O D Bài (4 điểm): Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện với cường độ I = 2exp − t chạy qua, đặt song song với cạnh b khung dây hình chữ nhật, có hai cạnh a = 6cm b = 10cm, mặt phẳng với khung dây Cạnh khung dây gần dây dẫn cách dây dẫn khoảng d = 2cm Xác định suất điện động cảm ứng, cường độ chiều dòng điện cảm ứng khung dây (vẽ hình) thời điểm t = s Biết khung dây có điện trở R = 20Ω { } Biết = 9.109 Nm 4πε0 C2 I b= 10cm d a = 6cm µ0 = 10−7 H 4π m Sinh viên không sử dụng tài liệu ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI KẾT THÚC MÔN VẬT LÝ A2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 60 phút THỜI GIAN LÀM BÀI : Đề thi Ca D Câu (3 điểm): Hai dẫn điện AB CD nhau, có chiều dài l = 0, 4m có tiết diện nhỏ so với chiều dài −λ đặt vuông góc hình vẽ Biết OA = OC = a = 0,2m Mật độ điện dài AB λ =10−7 C / m C CD −λ Xác định vector cường độ điện trường λ r điểm O (xác định phương chiều độ lớn E ) O A B Bài (3 điểm): Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, có dòng điện cường độ I = 15A uốn cong hình vẽ đặt không khí Đoạn BC phần tư đường tròn tâm O, bán kính R = 15cm Đoạn OD = OB = R Các đoạn Ax Cy hai nửa dòng điện thẳng dài, có đường r kéo dài qua tâm O Xác định vector cảm ứng từ B tâm O (xác định phương r chiều độ lớn B ) B R y C x O A Bài (4 điểm): Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện với cường độ I = 3exp t + chạy qua, đặt song song với cạnh b khung dây hình chữ nhật, có hai cạnh a = 6cm b = 10cm, mặt phẳng với khung dây Cạnh khung dây gần dây dẫn cách dây dẫn khoảng d = 2cm Xác định suất điện động cảm ứng, cường độ chiều dòng điện cảm ứng khung dây (vẽ hình) thời điểm t = s Biết khung dây có điện trở R = 20Ω {} Biết = 9.109 Nm 4πε0 C2 I b= 10cm d a = 6cm µ0 = 10−7 H 4π m Sinh viên không sử dụng tài liệu ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI KẾT THÚC MÔN VẬT LÝ A2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN phút THỜI GIAN LÀM BÀI : 60 Đề dự trữ y Câu (3 điểm): Một dài tích điện dương với mật độ điện tích λ =10−8 C/m, đặt trục Ox với đầu x = đầu lại x = ∞ Xác định vector cường độ điện r trường E vị trí x = a = − 0,5m (xác định phương chiều độ lớn vector cường độ r điện trường E ) 0,5m x O Bài (3 điểm): Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, có dòng điện cường độ I = 15A uốn cong hình vẽ đặt không khí Đoạn AB cung tròn tâm O, bán kính R = 10cm chắn góc tâm α =1200 Xác định vector cảm r r ứng từ B tâm O (xác định phương chiều độ lớn B ) B 120 A R x O x Bài (4 điểm): Một khung dây dẫn hình chữ nhật, có hai cạnh a = 6cm b = r 10cm, có điện trở tổng cộng R = 20Ω , đặt từ trường B biến thiên theo thời gian, theo qui luật B = 5sin 2πt + π hợp với mặt phẳng khung dây góc α = 30 Xác định cường độ chiều dòng điện cảm ứng khung dây (vẽ hình) thời điểm t = s ) ( r n r B α = 30 Biết = 9.109 4πε0 Nm C2 µ0 = 10−7 H 4π m Sinh viên không sử dụng tài liệu Đáp án đề ca ⇒ E= dq 2(x − a) = k λdx =k dx 2 x x ax Ta có dE = k Bài (3 điểm): a +l ∫ a dE = 2k a a +l ∫ a  − a  dx = 2k x ÷ a x2   a +l ∫ a a +l dx − 2k dx ∫a x x ( ) ( = 2k ln x |aa + l + 2k |aa +l = 2k ln a + l + 2k − 2k a x a a a+l a ( ) ) 9 = 2k ln a + l − 2kl = 2.9.10 ln − 2.1.9.10 a a a(a + l) 0,5 0,5(0,5 + 1) V  m  = 36.109.l n − 24.109 = y r E x [m] O a=0,5m 1,5m Bài (3 điểm): Từ trường gây đoạn dây dẫn thẳng điểm cách đoạn dây dẫn khoản R µ B = I ( sin α1 + sin α ) 4π R Và từ trường cung tròn gây điểm O tâm đường tròn bán kính R chứa cung cung tròn nhìn điểm O góc α µ B= I α 4π R Vậy theo hình vẽ, đoạn Ax Dy có đường kéo dài qua điểm O nên từ trường chúng sinh không cho đóng góp O nên cuối từ trường tổng công điểm O bao gồm đóng góp đoạn AB, BC CD Áp dụng qui tắc vặn nút chai, từ trường gây cung tròn AB O có chiều vào vuông góc với mặt giấy Từ trường gây đoạn BC CD có chiều vây Nên ta có µ µ µ B/o = I π + I sin + sin π + I sin π + sin 4π R 4π R 4π R −7  3,14 µ    = I  π + 2 ÷ = 5.10  + 2 ÷ = 149.10−7 [ T ] 4π R  2  0,1  2  ) ( B C r R B x A O ) ( y D Bài (4 điểm): Từ thông qua vòng dây d +a r uur µI Φ = ∫ dΦ = ∫ BdS = ∫ BdS = ∫ b dx 2πx d ( ) ( )( ) ( ) ( { } ) ( − 12 ) ( ) { } µ Ib µ Ib ln x |dd + a = ln d + a 2π 2π a µb Mà ta có ξc = − dΦ = ln d + a − dI dt 2π d dt µb = ln d + a −2exp − t 2π d µb = ln d + a exp − t 2π d Tại thời điểm t = s ta có = d+a uu r ∆I x I d r dx B′ r B b= 1010cm a = 6cm 0,02 + 0,06  −8 ξc = 2.10−7.0,1.ln  ÷e = 2.10 ln [V] 0,02   Cường độ dòng cảm ứng khung dây −8 ξ I = c = 2.10 ln = 10−9.ln [ A ] R 20 Suất điện động cảm ứng Xác định chiều dòng điện cảm ứng khung dây Sử dụng qui tắc vặn nút chai, ta xác định trừ trường đoạn dây dẫn gây qua diện tích khung dây có chiều vào vuông góc với mặt giấy hình vẽ Vì dòng điện qua đoạn dây dẫn giảm theo thời gian nên : từ trường sinh giảm theo thời gian  từ thông qua khung dây giảm Sử dụng định luật Lenz, ta biết khung dây xuất dòng điện cảm ứng r cho từ trường sinh chống lại giảm từ thông Nghĩa từ trường B′ r sinh dòng điện cảm ứng khung dây phải chiều với từ trường B sinh đoạn dây dẫn hình vẽ Sử dụng qui tắc vặn nút chai (bàn tay phải) ta xác định dòng điện cảm ứng khung dây có chiều với chiều kim đồng hồ hình vẽ Rõuu rràng, ta thấy chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với (vector ∆I ) giảm dòng điện đoạn dây dẫn (chống lại tác nhân sinh nó) Đáp án đề ca Bài (3 điểm): ta có hai AB CD giống tích điện trái dấu Và điện trường vi phân gây phần tử dòng điện dây dẫn cho biểu thức kdq dE = = kλdx x x2 ⇒ | E AB | = a +l ∫ a a +l k λdx = − kλ = kλ − kλ = kλl = | E CD | x a a + l a(a + l) a x Nên ta có E = 2E AB = −7 kλl = 9.10 10 0, = 2.103 [V/m] a(a + l) 0, 2.(0, + 0, 4) D −λ r E0 C O λ B A Bài (3 điểm): Từ trường gây đoạn dây dẫn thẳng điểm cách đoạn dây dẫn khoản r µ B = I ( sin α1 + sin α ) 4π r Và từ trường cung tròn gây điểm O tâm đường tròn bán kính R chứa cung cung tròn nhìn điểm O góc α µ B= I α 4π R Vậy theo hình vẽ, đoạn Ax Cy có đường kéo dài qua điểm O nên từ trường chúng sinh không cho đóng góp O nên cuối từ trường tổng công điểm O bao gồm đóng góp đoạn AB BC Áp dụng qui tắc vặn nút chai, từ trường gây cung tròn BC O có chiều vào vuông góc với mặt giấy Từ trường gây đoạn BA có chiều vây Nên ta có µ µ µ µ I B/o = I π + I sin π + sin π = I π + sin π + sin π 4π R 4π r 4 4π R 4π R sin( π4 ) 4 ) ( = ( ( ) −7 3,14 µ0 I π + = 15.10  + ÷ = 357.10−7 [ T ] 4π R 0,15 B  R y C r B O x A ) Bài (4 điểm): Từ thông qua vòng dây d +a r uur µI Φ = ∫ dΦ = ∫ BdS = ∫ BdS = ∫ b dx 2πx d ( ) ( )( ) ( ) ( { } ) ( 13 ) ( ) {} µ Ib µ Ib ln x |dd + a = ln d + a 2π 2π a µb Mà ta có ξc = − dΦ = ln d + a − dI dt 2π d dt µb = ln d + a −3exp t 2π d µb = − ln d + a exp t 2π d Tại thời điểm t = s ta có = Suất điện động cảm ứng d+a uu r ∆I x I r dx B′ r B d b = 8cm 1010cm a = 6cm 0,02 + 0,06  −8 ξc = − 2.10−7.0,1.ln  ÷e = − 2e.10 ln 0,02   [V] Cường độ dòng cảm ứng khung dây −8 ξ I = c = − 2e.10 ln = − e.10−9.ln [ A ] R 20 Dấu trừ u cho u r ta biết chiều dòng điện cảm ứng vòng dây ngược chiều với (vector ∆I ) tăng dòng điện đoạn dây dẫn (tức chống lại tác nhân gây nó) Ở ta quan tâm đến độ lớn Xác định chiều dòng điện cảm ứng khung dây Sử dụng qui tắc vặn nút chai, ta xác định trừ trường đoạn dây dẫn gây qua diện tích khung dây có chiều vào vuông góc với mặt giấy hình vẽ Vì dòng điện qua đoạn dây dẫn tăng theo thời gian nên : từ trường sinh tăng theo thời gian  từ thông qua khung dây tăng Sử dụng định luật Lenz, ta biết khung dây xuất dòng điện cảm ứng cho từ trường sinh chống lại tăng từ thông Nghĩa từ trường r r B′ sinh dòng điện cảm ứng khung dây phải ngược chiều với từ trường B sinh đoạn dây dẫn hình vẽ Sử dụng qui tắc vặn nút chai (bàn tay phải) ta xác định dòng điện cảm ứng khung dây có chiều ngược với chiều kim đồng hồ hình vẽ Đáp án đề dự trữ Bài (3 điểm): Ta có dE = kdq = kλdx 2 (x + a) (x + a) ∞ ∞ ∞ ∞ d(x + a) du = − kλ = kλ = 9.109.10−8 = 18  V  ⇒ E = ∫ kλdx = kλ ∫ = k λ ∫a u u a a 0,5  m  (x + a) (x + a) 0 Bài (3 điểm): Từ trường gây đoạn dây dẫn thẳng điểm cách đoạn dây dẫn khoản r µ B = I ( sin α1 + sin α ) 4π r Và từ trường cung tròn gây điểm O tâm đường tròn bán kính R chứa cung cung tròn nhìn điểm O góc α µ B= I α 4π R Vậy theo hình vẽ, đoạn Ax Cy có đường kéo dài qua điểm O nên từ trường chúng sinh không cho đóng góp O nên cuối từ trường tổng công điểm O bao gồm đóng góp đoạn AB BC Áp dụng qui tắc vặn nút chai, từ trường gây cung tròn AB O có chiều vào vuông góc với mặt giấy Từ trường gây đoạn Ax Bx có chiều vây Nên ta có µ µ µ B/o = I 2π + I sin + sin π + I sin π + sin π 4π R 4π R 4π r µ µ µ I = I 2π + I sin + sin π + sin π + sin π 4π R 4π R 4π R sin( π6 ) ) ) ( ( = ( ( ) ( ) ) −7 2.3,14 µ I 2π + + + = 15.10  + + ÷ ≈ 10235.10−8 [ T ] 4π R 0,1   B 1200 r A R O r B x x Bài (4 điểm) : Từ thông qua khung dây r r Φ = B ×S = B.S.cos π − α = B.a.b.sin α = 2,5ab sin 2πt + π Suất điện động cảm ứng (ta chi quan tâm đến độ lớn) ξc = − dΦ = −5πab cos 2πt + π dt Tại thời điểm t = s ta có : ξ 5π.0,06.0,1 I= c =− cos 4π + π = − 75π.10−5 [ A ] R 20 ) ( ) ) ( ( ( ( ) ) dΦ = 5ab cos 4π + π > từ thông qua khung dây tăng Trong khung dây xuất dt r suất điện động cảm ứng cho từ trường B′ sinh chống lại tăng từ thông qua khung dây Nghĩa theo định luật Lenz từ trường dòng điện cảm ứng sinh có chiều từ r xuống (đối song với vector pháp tuyến mặt khung dây hình vẽ tức ngược chiều với vector n uuu r hình chiếu vector ∆B phương pháp tuyến mặt phẳng khung dây) Khi sử dụng qui tắc vặn nút chai (bàn tay phải) ta xác định dòng điện cảm ứng khung dây có chiều với chiều kim đồng hồ hình vẽ r n r B′ uuu r ∆B r B α = 300 I [...]... (4 điểm) : Từ thông qua khung dây r r Φ = B ×S = B.S.cos π − α = B.a.b.sin α = 2,5ab sin 2πt + π 2 3 Suất điện động cảm ứng (ta chi quan tâm đến độ lớn) ξc = − dΦ = −5πab cos 2πt + π dt 3 Tại thời điểm t = 2 s ta có : ξ 5π.0,06.0,1 I= c =− cos 4π + π = − 75π.10−5 [ A ] R 20 3 ) ( ) ) ( ( ( ( ) ) dΦ = 5ab cos 4π + π > 0 do đó từ thông qua khung dây đang tăng Trong khung dây sẽ xuất hiện dt 3 r một suất...Đáp án đề dự trữ Bài 1 (3 điểm): Ta có dE = kdq = kλdx 2 2 (x + a) (x + a) ∞ ∞ ∞ ∞ d(x + a) du = − kλ = kλ = 9.109.10−8 = 18  V  ⇒ E = ∫ kλdx 2 = kλ ∫ = k λ ∫a u 2 u a a 0,5  m  (x + a) (x + a) 2 0 0 Bài 2 (3 điểm): Từ trường gây bởi