I. PHẦN TRẮC NGHIỆM NHIỀU LỰA CHỌN (4,5 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1. Trong bài ” Thực hành đo độ lớn cảm ứng từ” của SGK Vật lí 12; các dụng cụ được bố trí như hình. Để đổi chiều dòng điện qua khung dây và qua cuộn dây của nam châm điện ta

A. đi chuyển qua núng số (10).

B. vặn núm xoay (1) và (2).

C. vặn núm xoay của dụng cụ số (8).

D. dùng công tắc (5) và (6).

Câu 2. Cho đồ thị biểu diễn điện áp xoay chiều theo thời gian như hình bên. Giá trị hiệu dụng của điện áp này bằng

A. 200 V.

B. $100\sqrt{2}$ V.

C. $-200\sqrt{2}$ V.

D. $-100\sqrt{2}$ V.

Câu 3. Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với

A. điện trở của mạch.

B. thời gian xảy ra sự biến thiên từ thông qua mạch.

C. độ lớn từ thông qua mạch.

D. tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ấy.

Câu 4. Xét đoạn dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện đặt trong từ trường đều theo phương vuông góc với đường sức từ. Hình vẽ nào dưới đây biểu diễn đúng phương chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn?

A. hình 3.

B. hình 4.

C. hình 1.

D. hình 2.

Câu 5. Kích thích từ trường xuyên sọ (Transcranial Magnetic Stimulation – TMS) là một phương pháp điều trị không xâm lấn sử dụng từ trường để điều trị các bệnh lý thần kinh. Trong phương pháp điều trị TMS, một cuộn dây được sử dụng để tạo ra một từ trường mạnh và ngắn hạn, xuyên qua da và sọ mà không gây ra sự suy giảm đáng kể. Khi cuộn dây này được kích hoạt, nó sẽ tạo ra một dòng điện trong các mô thần kinh, kích thích các tế bào thần kinh.

Giả sử một vòng dây TMS khi được kích hoạt, nó tạo ra từ trường có độ lớn cảm ứng từ 1,8 T, từ trường này gây ra cho dây thần kinh có chiều dài 2 mm một dòng điện 2,5 mA. Độ lớn lực từ lớn nhất do từ trường của vòng dây TMS tác dụng lên dây thần kinh trên là

A. 9 N.

B. $9.10^{-3}$ N.

C. $9.10^{-6}$ N.

D. 0,09 N.

Câu 6. Một cuộn dây dẫn có N vòng, diện tích mỗi vòng là 20 cm² đặt trong từ trường có véctơ cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây. Trong thời gian 0,1 s, độ lớn cảm ứng từ giảm đều từ 0,5 T đến 0,2 T thì trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng có độ lớn bằng 1,2 V. Số vòng dây N bằng

A. 2000.

B. 500.

C. 200.

D. 1000.

Câu 7. Chọn hình vẽ sai về các đường sức từ của nam châm thẳng, nam châm chữ U và ống dây mang dòng điện

A. hình 3.

B. hình 2.

C. hình 1.

D. hình 4.

Câu 8. Hành động nào sau đây là sai khi nói an toàn khi sử dụng điện?

A. Không chạm vào dụng cụ đang sử dụng điện khi tay ướt.

B. Sử dụng điện thoại di động khi đang sạc pin.

C. Lắp đặt thiết bị động ngắt điện đúng cách và ở vị trí phù hợp.

D. Kiểm tra hệ thống mạng điện và bảo trì thiết bị điện định kỳ.

Câu 9. Di chuyển nam châm giữa hai vòng dây như hình bên. Hình nào mô tả đúng chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong hai vòng dây

A. hình 2.

B. hình 4.

C. hình 1.

D. hình 3.

Câu 10. Một vòng dây phẳng có diện tích 40 cm² đặt trong từ trường đều có vector cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây một góc 30°, độ lớn cảm ứng từ B = 0,1 T. Độ lớn từ thông qua vòng dây là

A. $2\sqrt{3}.10^{-4}$ Wb.

B. 2 Wb.

C. $2\sqrt{3}$ Wb.

D. $2.10^{-4}$ Wb.

Câu 11. Chọn câu sai. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường

A. có phương trung với phương của nam châm thử nằm cân bằng tại điểm đó.

B. có đơn vị trong hệ SI là tesla (T) và 1T = $\frac{N}{A.m}$.

C. có chiều từ cực Bắc sang cực Nam của nam châm thử đặt tại điểm đó.

D. đặc trung cho từ trường về phương điện tác dụng lực tại điểm đó.

Câu 12. Chọn câu sai

A. Sóng điện từ là sóng ngang.

B. Sóng điện từ không truyền được trong chân không.

C. Quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên trong không gian gọi là sóng điện từ.

D. Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên theo thời gian chuyển hóa lẫn nhau và cùng tồn tại trong không gian được gọi là điện từ trường.

Câu 13. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng qua mạch kín có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng

A. làm giảm từ thông qua mạch kín đó.

B. làm triệt tiêu từ thông qua mạch kín đó.

C. làm tăng từ thông qua mạch kín đó.

D. chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.

Câu 14. Chọn câu sai khi nói về từ thông.

A. Từ thông qua diện tích S bằng không khi vector pháp tuyến của diện tích S vuông góc với vector cảm ứng từ.

B. Từ thông là đại lượng vô hướng, đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua diện tích S nào đó.

C. Từ thông là đại lượng vector, được xác định bằng số đường sức từ xuyên qua diện tích S nào đó.

D. Trong hệ SI, đơn vị của từ thông là weber (Wb).

Câu 15. Khi nói về từ trường, phát biểu nào sau đây sai?

A. Từ trường là trường lực gây ra bởi cung quanh dòng điện hoặc nam châm.

B. Từ trường tác dụng lực từ lên mọi dòng điện hoặc mọi nam châm đặt trong nó.

C. Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm.

D. Để phát hiện sự tồn tại của từ trường ta dùng điện tích thử.

Câu 16. Chọn câu sai. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có

A. phương vuông góc với vector cảm ứng từ.

B. phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây mang dòng điện và vector cảm ứng từ.

C. phương tiếp tuyến với vector cảm ứng từ.

D. phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây mang dòng điện.

Câu 17. Từ thông qua tiết diện của một khung dây dẫn kín biến thiên theo thời gian như đồ thị hình bên. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có độ lớn cực đại bằng

A. 25 mV.

B. 12,5 mV.

C. 20 mV.

D. 4 mV.

Câu 18. Một đoạn dây dẫn thẳng có chiều dài L, mang dòng điện cường độ I đặt trong từ trường có cảm ứng từ $\vec{B}$ hợp với đoạn dây một góc $\theta$ thì chịu tác dụng lực từ có độ lớn F. Độ lớn cảm ứng từ được xác định bởi biểu thức

A. $B = \frac{FL}{L\cos\theta}$.

B. $B = \frac{F}{IL\cos\theta}$.

C. $B = \frac{F\sin\theta}{IL}$.

D. $B = \frac{F}{IL\sin\theta}$.

II. PHẦN TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI (4,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Mỗi câu ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1. Một khung dây cứng hình chữ nhật ABCD cạnh AB = 10 cm; BC = 20 cm, có thể quay quanh trục Δ. Khung dây đặt trong từ trường đều có vector cảm ứng từ $\vec{B}$ song song với mặt phẳng khung như hình vẽ; độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T. Cho dòng điện cường độ I = 4 A chạy qua khung

a) Lực từ tác dụng lên các cạnh AB và CD bằng không.

b) Trên cạnh BC, lực từ chỉ tác dụng vào trung điểm M và hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.

c) Độ lớn lực từ tác dụng lên hai cạnh BC và AD là $F_{BC} = F_{AD} = 16$ mN.

d) Lực từ tác dụng lên khung BC và AD tạo thành một ngẫu lực quay quanh trục (Δ) đến vị trí mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ.

Câu 2. Hình bên minh họa việc thực hành đo độ lớn cảm ứng từ. Một cuộn dây hình chữ nhật có N = 50 vòng, cạnh MN = l = 5cm. Cuộn dây được gắn vào một cánh tay của cân và được treo sao cho cạnh MN nằm trong vùng từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng cuộn dây. Ban đầu khóa K mở, điều chỉnh đòn cần cân bằng (nam châm). Đóng khóa K để dòng điện chạy qua khung dây thì ta phải thêm vào bên phải quả cân khối lượng m để hệ cân bằng. Xem lực từ tác dụng lên khung dây chủ yếu do lực từ tác dụng lên đoạn MN và gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s².

a) Độ lớn lực từ tác dụng lên 50 vòng dây của đoạn MN được tính bởi F = 50.BIl.sin90°.

b) Lực từ tác dụng lên đoạn MN có phương vuông góc với MN, chiều hướng lên.

c) Biểu thức tính độ lớn của cảm ứng từ là $B = \frac{m.g}{l.I}$.

d) Giả sử dòng điện chạy qua cuộn dây có cường độ 0.5A và khối lượng thêm vào bên phải là m = 25 gam thì độ lớn cảm ứng từ là 196 mT.

Câu 3. Hệ thống lưới điện quốc gia của nước ta là hệ thống lưới điện xoay chiều. Dòng điện xung trong gia đình, văn phòng, bệnh viện, nhà máy… đều sử dụng dòng điện xoay chiều.

a) Dòng điện xoay chiều có ưu thế trong việc truyền tải điện năng đi xa và được sử dụng rất trong cuộc sống nhờ vào tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng sinh lý….

b) Nhờ máy biến áp, ta có thể thay đổi linh hoạt điện áp của dòng điện xoay chiều.

c) Nguyên tắc ra đời điện xoay chiều là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

d) Ta có mô hình một máy phát điện xoay chiều như sau: một khung dây dẫn hình chữ nhật có 500 vòng, diện tích mỗi vòng là 20 cm². Khi cho khung quay đều với tốc độ góc 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vector cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với trục quay và có độ lớn là 0,1 T thì suất điện động cực đại trong khung dây bằng 31,41 V.

Câu 4. Một học sinh thực hiện thí nghiệm như sau: Dùng khung dây dẫn nối với điện kế G tạo thành mạch kín. Cho một thanh nam châm chuyển động tiến gần về phía khung dây như hình bên.

a) Hiện tượng xuất hiện dòng điện trong khung dây khi nam châm tiến lại gần là hiện tượng cảm ứng điện từ.

b) Tốc độ di chuyển của nam châm càng chậm thì độ lệch của kim điện kế càng lớn.

c) Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có chiều như hình bên.

d) Giả sử điện trở tổng cộng của mạch là 5 Ω, từ thông qua mạch biến thiên với tốc độ 0,06 Wb/s thì cường độ dòng điện trong mạch là 12 mA.

III. PHẦN TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN (1,5 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.

Câu 1. Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian được biểu diễn bằng đồ thị như hình bên. Dòng điện này có tần số bằng bao nhiêu hertz (Hz)?

Câu 2. Một đoạn dây dẫn mang dòng điện 10 A đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều thì lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài dây là 0,02 N. Bỏ qua ảnh hưởng của từ trường Trái Đất lên đoạn dây. Độ lớn cảm ứng từ của từ trường đó bằng bao nhiêu mili tesla (mT)?

Câu 3. Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông AMN có AM = 8 cm, AN = 6 cm. Đặt khung dây vào trong từ trường đều có vector cảm ứng từ $\vec{B}$ song song với cạnh AN, độ lớn cảm ứng từ B = 3 mT. Coi khung dây nằm có định trong mặt phẳng vuông góc với vector cảm ứng từ. Cho dòng điện cường độ I = 5 A chạy trong khung dây thì tổng độ lớn lực từ tác dụng lên hai cạnh MN và AM bằng bao nhiêu mili newton (mN)?

Câu 4. Một thanh kim loại MN có chiều dài 20 cm được nối cách điện với một lò xo nhẹ có độ cứng k, đầu còn lại của lò xo gắn cố định. Hệ đặt trong từ trường đều, độ lớn cảm ứng từ B = 1 T, vector cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với MN như hình. Ban đầu lò xo không biến dạng, có chiều dài tự nhiên là 10 cm. Đóng khóa để dòng điện cường độ 5A chạy qua thì thanh MN trượt không ma sát trên hai thanh ray và dừng lại khi lò xo có chiều dài 15 cm. Bỏ qua suất điện động cảm ứng trong thanh. Độ cứng k của lò xo bằng bao nhiêu newton/mét (N/m)?

Câu 5. Một khung dây dẫn kín hình vuông, cạnh 16 cm đặt trong từ trường đều, độ lớn cảm ứng từ B = 0,03 T. Biết vector pháp tuyến của mặt phẳng khung dây cùng hướng với vector cảm ứng từ. Giả sử trong thời gian 0,1 s, khung dây được định hình lại thành một hình tròn. Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây bằng bao nhiêu mili volt (mV)? (Kết quả viết làm tròn 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)

Câu 6. Một sợi dây dẫn có vỏ bọc cách điện, có điện trở trên một đơn vị chiều dài là 2/m được gấp thành khung dây kín hình vuông có diện tích 25 cm², gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều có vector cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng khung và độ lớn cảm ứng từ của từ trường biến thiên theo thời gian như đồ thị hình bên. Tính cường độ dòng điện cảm ứng trong khung dây theo đơn vị mili ampe (mA).

Đáp Án

Thầy Phạm Trần Quốc Anh

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn