ĐỀ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 31 Câu (4,5 điểm) Hai cầu kim loại nhỏ giống treo vào điểm O cố định chân không hai sợi dây nhẹ khơng dãn, cách điện có chiều dài l = 40 cm Khối lượng cầu 45 g Truyền cho hai cầu điện tích q > vị trí cân dây treo hợp với góc 900 Lấy g = 10 m/s2 a Tìm điện tích q b Truyền thêm điện tích q’ cho cầu, thấy góc hai dây treo vị trí cân giảm cịn 600 Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp điểm O Câu (4,5 điểm) E r K a b C1 N R C M C3 (H.2) Cho mạch điện hình vẽ (H.2) Các tụ điện có điện dung C1 = µF; C2 = µF; C3 = µF Trước ghép vào mạch tụ chưa tích điện Suất điện động nguồn điện E = V a Ban đầu khóa K a Tính điện tích tụ điện b Sau khóa K chuyển sang b, tính số êlectron dịch chuyển qua đoạn dây MN Câu (5 điểm) Trong mặt phẳng Oxy, nửa mặt phẳng ứng với y > chứa từy trường có véctơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng, phần ứng với y < chứa điện trường có véctơ cường độ điện trường song song chiều Oy Từ O bắn hạt mang điện tích q = C với vận tốc vng góc với đường giới hạn Ox hai vùng hình vẽ (H.3) OO Biết độ lớn vận tốc 4π.105 m/s, độ lớn cảm ứng từ π T, độ lớn cường độ điện trường π.10 V/m; khối lượng hạt m = 9.10-28 kg Bỏ (H.3) qua tác dụng trọng lực lực cản mơi trường a Tính độ lớn lực Lorenxơ từ trường tác dụng lên q b Vẽ dạng quỹ đạo chuyển động hạt Tính tổng quãng đường hạt kể từ xuất phát O đến gặp trục Ox lần thứ 2019 (khơng tính lần O) x c Giữ ngun vùng từ trường , thay vùng điện trường vùng từ trường có véctơ cảm ứng từ song song chiều với có độ lớn 2πT Vẽ dạng quỹ đạo chuyển động hạt tính vận tốc trung bình dọc theo trục Ox thời gian ∆t = 27.s, kể từ thời điểm bắn Câu O Điểm (4,5 điểm) a (2,5đ) 0,5 r b (2đ) Ban đầu cân cầu chịu tác dụng lực: Trọng lực P, Lực điện F lực căng T dây treo 0,5 F = Ptanα Với Thay số vào: Khi truyền thêm điện tích q’ : F’ = Ptanα’ Với r’ = l 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Hướng , hình vẽ, xác định β O r' 0,5 Câu a (2 đ) b (2,5 đ) (4,5 điểm) C1 q = Ban đầu khóa K a, tụ khơng tích điện nên C3 q3 = U C3 ≠ Tụ điện có điện tích (vì tồn dịng điện qua điện trở R) q = C2 E = 36 µC C2 Chỉ có tụ điện tích điện C3 C2 Sau khóa K chuyển sang b, lúc ổn định tụ điện khơng tích điện.Cịn tụ C1 tích điện cho tụ Áp dụng định luật bảo tồn điện tích phương trình hiệu điện ta có: Điểm 0,5 1,0 0,5 0,5 1,0 0,5 q1 12.10−6 n= = = 7,5.1013 −19 e 1, 6.10 0,5 Suy số êlectron dịch chuyển qua đoạn dây MN (hạt) Câu a (1 đ) b (2 đ) (5 điểm) Điểm Lực Lorenxơ tác dụng lên q có độ lớn: f1 = qVBsin(90 ) = qVB Thay số: f1 = 4π.105 N Từ O, từ trường q chuyển động tròn nửa đường tròn bán kính = Lực điện tác dụng lên q F = qE = π N làm q chuyển động chậm dần ngược chiều Oy với gia tốc có độ lớn q lọt sâu vào điện trường đoạn d: Sau q chuyển động nhanh dần ngược trở lại với gia tốc có độ lớn a, tới G1 lại thu vận tốc Như q chuyển động tuần hoàn, quãng đường chu kì = Hình dạng qũy đạo 1,0 0,5 0,25 0,25 0,25 y O O d G1 x Đến q gặp Ox lần thứ 2019 quãng đường: S = 0,5 0,25 c (2 đ) Khi điện tích q bay vào từ trường B với vận tốc V theo phương vng góc với đường sức từ q chuyển động trịn với bán kính đường trịn quỹ đạo chu kì quay Quỹ đạo q vùng từ trường nửa đường trịn hình vẽ 0,25 y O Trong từ trường B1, đường kính quỹ đạo chu kì chuyển động qd2là d1 = Trong từ trường B2, đường kính quỹ đạo chu kì chuyển động q m Như vậy, vùng không gian q chuyển động tuần hồn với chu kì x 0,5 0,25 0,25 0,25 Vì , vật chu kì Độ dời hạt thực dọc theo Ox ∆x = 2(d1 – d2) Vận tốc trung bình theo trục Ox thời gian 0,5