Đang tải... (xem toàn văn)
Cho một vòng dây điện phẳng nằm trong một từ trường đều. Hỏi có thể định hướng vòng dây này trong từ trường sao cho vòng dây không có xu hướng quay được hay không? Hãy giải thích câu trả lời. Trang 2 Câu 7: (2,0 điểm) Một đoạn dây có chiều dài L = 47,5 cm, tích điện đều với mật độ điện dài là λ = 0,15 μCm. Đoạn dây này được uốn thành nửa hình tròn tâm O như hình vẽ bên. Biết đoạn dây được đặt trong không khí. Hãy: a. Xác định vectơ cường độ điện trường tại tâm O. b. Xác định điện thế tại tâm O nếu chọn gốc điện thế tại vô cùng. Câu 8: (2,0 điểm) Hai dây dẫn tròn đồng tâm, cùng nằm trên một mặt phẳng được đặt trong không khí mang dòng điện I1 = 8 A, và I2 = 5 A ngược chiều nhau như hình bên. Biết rằng bán kính vòng tròn ngoài là r1 = 15 cm. a. Hãy xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại tâm của hai vòng dây nếu bán kính vòng tròn bên trong là r2 = 10 cm. b. Giá trị r2 bằng bao nhiêu để vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại tâm của vòng dây bằng 0? Câu 9: (2,0 điểm) Một lớp màng mỏng MgF2 có chiết suất 1,38 được sử dụng để làm lớp phủ chống sự phản xạ trên bề mặt thủy tinh (n = 1,5). Tính độ dày tối thiểu của lớp vật liệu này để giảm thiểu tối đa sự phản xạ từ ánh sáng có bước sóng 550 nm khi ánh sáng chiếu vuông góc lên bề mặt thủy tinh từ phía màng mỏng. Biết: hằng số điện o = 8,8510−12 C 2 N.m2 , độ từ thẩm chân không μ0=4π10–7 Hm.
www.WebTaiLieuFree.Com TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO NHĨM MÔN HỌC KHOA HỌC CƠ BẢN - ĐỀ THI HỌC KỲ II NĂM HỌC 2018-2019 Môn: Vật lý Mã môn học: PHYS131002 Đề số: 01 Đề thi có 02 trang Ngày thi: 07/06/2019 Thời gian: 90 phút Đƣợc phép sử dụng tờ giấy A4 chép tay Câu 1: (0,5 điểm) Đường sức điện trường hệ điện tích điểm dương thể hình vẽ bên Dựa vào hình vẽ, người ta xếp theo thứ tự độ lớn vectơ cường độ điện trường, chọn xếp hạng câu sau: A EAEC E Khơng có câu trả lời Câu 2: (0,5 điểm) Một electron di chuyển hướng lên, mặt phẳng trang giấy Vectơ cảm ứng từ ⃗ từ trường nằm mặt phẳng trang giấy hướng phía bên phải Xác định phương, chiều lực từ lên electron? A Nằm trang giấy, hướng lên B Nằm trang giấy, hướng xuống C Nằm trang giấy, chiều từ trái sang phải D Nằm trang giấy, chiều từ phải sang trái E Vng góc với trang giấy, chiều hướng F Vng góc với trang giấy, chiều hướng vơ Câu 3: (0,5 điểm) Vòng dây dẫn chữ nhật đặt gần dây dài mang dòng điện I hình bên Nếu I giảm theo thời gian, kết luận dòng điện cảm ứng vòng dây? A Chiều dòng điện phụ thuộc vào kích thước vòng dây B Dòng điện chiều kim đồng hồ C Dòng điện ngược chiều kim đồng hồ D Dòng điện E Khơng thể kết luận dòng điện vòng dây khơng có thêm thơng tin Câu 4: (0,5 điểm) Ánh sáng chiếu từ mơi trường có chiết suất 1,3 sang mơi trường có chiết suất 1,2 So với tia tới thì: A tia khúc xạ gập phía pháp tuyến nhiều B tia khúc xạ không bị lệch C tia khúc xạ lệch xa khỏi pháp tuyến nhiều D đáp án khơng có đáp án Câu 5: (1,0 điểm) Điện trở dây đồng silic thay đổi theo nhiệt độ nào? Hãy giải thích chúng lại có thay đổi theo nhiệt độ? Câu 6: (1,0 điểm) Cho vòng dây điện phẳng nằm từ trường Hỏi định hướng vòng dây từ trường cho vòng dây khơng có xu hướng quay hay khơng? Hãy giải thích câu trả lời Nhớ Like Trang Để Ủng Hộ Team https://www.facebook.com/tailieudethiute/ Trang Tham Gia Nhóm Tài Liệu Đề Thi UTE www.WebTaiLieuFree.Com Câu 7: (2,0 điểm) Một đoạn dây có chiều dài L = 47,5 cm, tích điện với mật độ điện dài λ = 0,15 µC/m Đoạn dây uốn thành nửa hình tròn tâm O hình vẽ bên Biết đoạn dây đặt khơng khí Hãy: a Xác định vectơ cường độ điện trường tâm O b Xác định điện tâm O chọn gốc điện vô O Câu 8: (2,0 điểm) Hai dây dẫn tròn đồng tâm, nằm mặt phẳng đặt không khí mang dòng điện I1 = A, I2 = A ngược chiều hình bên Biết bán kính vòng tròn ngồi r1 = 15 cm a Hãy xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp tâm hai vòng dây bán kính vòng tròn bên r2 = 10 cm b Giá trị r2 để vectơ cảm ứng từ tổng hợp tâm vòng dây 0? Câu 9: (2,0 điểm) Một lớp màng mỏng MgF2 có chiết suất 1,38 sử dụng để làm lớp phủ chống phản xạ bề mặt thủy tinh (n = 1,5) Tính độ dày tối thiểu lớp vật liệu để giảm thiểu tối đa phản xạ từ ánh sáng có bước sóng 550 nm ánh sáng chiếu vng góc lên bề mặt thủy tinh từ phía màng mỏng Biết: số điện o = 8,8510−12 C2/N.m2, độ từ thẩm chân khơng µ0=4π10–7 H/m Ghi chú: Cán coi thi khơng giải thích đề thi Chuẩn đầu học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra [CĐR 1.1] Hiểu rõ khái niệm, định luật liên quan đến điện trường từ trường lý thuyết trường điện từ [CĐR 2.1] Vận dụng kiến thức điện trường, từ trường để giải thích tượng giải tập có liên quan Câu 1, 2, 3, 5, 6, 7,8 [CĐR 3.1] Hiểu rõ tượng, định luật quang hình, quang học sóng [CĐR 3.2] Vận dụng kiến thức quang hình học quang học sóng để giải thích tượng giải tốn quang hình học quang học sóng Câu 4, Ngày 31 tháng 05 năm 2019 Thơng qua Trƣởng nhóm mơn học Nhớ Like Trang Để Ủng Hộ Team https://www.facebook.com/tailieudethiute/ Trang Tham Gia Nhóm Tài Liệu Đề Thi UTE www.WebTaiLieuFree.Com Đáp án bảng điểm vật lý Thi ngày 07-06-2019 Người soạn: Trần Tuấn Anh Câu Lời giải Độ lớn vectơ cường độ điện trường tỉ lệ thuận với mật độ đường sức Như hình vẽ, mật độ đường sức điểm A lớn C nhỏ Vì vậy, độ lớn vectơ cường độ điện trường A lớn C nhỏ Đáp án: C EA>EB>EC Lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động cho cơng thức: ⃗ ⃗ có phương vng Với hướng lên, ⃗ hướng sang phải, ta có tích hữu hướng góc mặt phẳng tờ giấy chiều hướng vào mặt phẳng tờ giấy Tuy nhiên, electron có điện tích âm, nên lực từ hướng ngược lại Đáp án: E Vng góc với trang giấy, chiều hƣớng Dòng điện I gây vectơ cảm ứng từ ⃗ có phương vng góc với mặt phẳng khung dây, chiều hướng vào Khi dòng điện I giảm, ⃗ có phương hướng vào giảm Vì theo quy tắc Lenz, từ trường cảm ứng có chiều hướng vào Từ đây, ta nhanh chóng xác định được, chiều dòng điện chạy khung dây có chiều theo chiều kim đồng hồ Đáp án: B Dòng điện chiều kim đồng hồ Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: Với n1, n2 chiết suất môi trường tới mơi trường khúc xạ, , o o góc tới góc khúc xạ (với góc có giá trị từ đến 90 ) Do đó, n1 > n2, ta nhanh chóng thu hay < Đáp án: C tia khúc xạ lệch xa khỏi pháp tuyến nhiều Điện trở dây đồng tăng nhiệt độ tăng, silic điện trở giảm nhiệt độ tăng Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Theo mơ hình dòng điện, điện trở suất vật dẫn cho công thức: với m khối lượng hạt tải điện, n mật độ hạt tải, q điện tích hạt tải khoảng thời gian trung bình va chạm hạt tải trình chuyển động theo điện trường Đối với dây đồng: nhiệt độ tăng dao động nguyên tử đồng tăng lên, nên 0,5 electron dễ va chạm với nguyên tử, dẫn đến thời gian giảm, vậy, điện trở tăng Đối với silic: tăng nhiệt độ, n mật độ hạt tải tăng lên, có nhiều electron trở thành electron dẫn hơn, dó, điện trở giảm Mơmen lực tác dụng lên vòng dây điện phẳng nằm từ trường xác định công thức: 0,5 ⃗ với I cường độ dòng điện, vectơ diện tích vòng dây (có phương phương pháp tuyến với mặt phẳng vòng dây, độ lớn diện tích vòng dây), ⃗ vectơ cảm ứng từ Để vòng dây khơng quay mơmen lực có độ lớn Từ công thức trên, ta suy 0,5 ra, // ⃗ , hay nói cách khác, từ trường ⃗ có phương vng góc với mặt phẳng vòng dây khơng làm vòng dây quay Nhớ Like Trang Để Ủng Hộ Team https://www.facebook.com/tailieudethiute/ Trang Tham Gia Nhóm Tài Liệu Đề Thi UTE www.WebTaiLieuFree.Com a Chọn hệ trục Oxy hình vẽ Chia nửa đường tròn thành đoạn nhỏ dl, có điện tích dq >0 (do λ>0), bị giới hạn góc quét dα, góc nhỏ dα cách góc ban đầu góc α x dq=λ.dl= λ.R.dα với R bán kính hình tròn, liên hệ với chiều dài sợi dây L theo cơng thức: R dq dα α O Điện tích dq gây tâm O nửa vòng y độ lớn: tròn điện trường dE , hướng xa O Vectơ dE có dq .R.d .d dEO 4 R 4 R 4 R 0,5 Điện trường dE phân tích thành thành phần dọc theo trục Ox Oy: dE x dE y Do tính chất đối xứng, dq gây điện trường dE x dọc theo trục Ox có thành phần đối xứng nằm nửa đường tròn gây điện trường độ lớn ngược chiều Do tổng độ lớn vectơ cường độ điện trường chiếu lên trục Ox Vì vậy, vectơ cường độ điện trường đoạn dây gây O dọc theo trục Oy: E O E y Ta có độ lớn vectơ dE y : dE y dEO sin .sin d 4 R .sin d 0,15.106 1, 78.104 (V / m) 12 4 R 2 R 2 L 2.8,85.10 0, 475 Eo E y dE y 0,5 b Điện thế: Xét chiều dài vi phân dl, mang điện tích vi phân dq Đoạn dây gây O điện dV: 0,5 Điện cung dây AB gây O là: ∫ ∫ ∫ Thay số, ta có: 0,5 Ta xét vòng dây: Vòng dây ngồi bán kinh R1, gây vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng vòng dây, có chiều hướng vào, với độ lớn cho công thức: B1 I1 I 2 4R1 2R 0,5 Vòng dây bán kính R2, gây vectơ cảm ứng từ tâm có phương vng góc mặt phẳng vòng dây có chiều hướng ra, độ lớn: I B2 2R Nhớ Like Trang Để Ủng Hộ Team https://www.facebook.com/tailieudethiute/ Trang 0,5 Tham Gia Nhóm Tài Liệu Đề Thi UTE www.WebTaiLieuFree.Com a Do đó, từ trường sợi dây gây tâm vòng tròn có phương vng góc mặt phẳng tờ giấy Thay giá trị đề cho ta có: B1 0 I1 4.107.8 3,351.105 T 2R1 2.0,15 B2 0 I 4.107.5 3,142.105 T 2R 2.0,1 Do , từ trường có chiều hướng vào theo B1, có độ lớn: B B1 B2 3,351.105 3,142.105 2,1.106 (T) 0,5 b Để từ trường tâm 0, thì: I I IR 5.0,15 B1 B2 R 0, 094m 2R 2R I1 0,5 Xét tia sáng từ nguồn sáng S chiếu vng góc tới lớp màng mỏng MgF2, ánh sáng phản xạ điểm M mặt R’ R lớp màng mỏng vào từ mơi trường có chiết S suất thấp (từ khơng khí) vào lớp dầu nên sóng phản xạ bị đảo pha Ánh sáng phản xạ điểm N lớp màng mỏng thủy tinh từ môi trường có chiết suất nhỏ M (n1=1,38) vào thủy tinh có chiết suất cao (n2=1,5), 0,5 n1 = 1,38 (MgF2) t nên sóng phản xạ bị đảo pha N 2m 0,5 Do đó, điều kiện cực tiểu giao thoa là: 2n1t n2 = 1,5 (thủy tinh) với t bề dày lớp dầu, λ bước sóng có cực tiểu giao thoa Theo đề đề giảm thiểu phản xạ xảy tượng giao thoa cực tiểu màng Từ công thức cực tiểu giao thoa ta có: (2m 1) 0,5 t 4n1 Do đó, bề dày tối thiểu lớp màng là: 550 tmin 100nm 4n1 4.1,38 Nhớ Like Trang Để Ủng Hộ Team https://www.facebook.com/tailieudethiute/ 0,5 Trang Tham Gia Nhóm Tài Liệu Đề Thi UTE ... 4.107.8 3,351.105 T 2R1 2. 0,15 B2 0 I 4.107.5 3,1 42. 105 T 2R 2. 0,1 Do , từ trường có chiều hướng vào theo B1, có độ lớn: B B1 B2 3,351.105 3,1 42. 105 2, 1.106 (T) 0,5 b Để... với độ lớn cho công thức: B1 I1 I 2 4R1 2R 0,5 Vòng dây bán kính R2, gây vectơ cảm ứng từ tâm có phương vng góc mặt phẳng vòng dây có chiều hướng ra, độ lớn: I B2 2R Nhớ Like Trang... (n1=1,38) vào thủy tinh có chiết suất cao (n2=1,5), 0,5 n1 = 1,38 (MgF2) t nên sóng phản xạ bị đảo pha N 2m 0,5 Do đó, điều kiện cực tiểu giao thoa là: 2n1t n2 = 1,5 (thủy tinh) với t bề dày lớp