PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.

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

Câu 1. Một đoạn dây dẫn thẳng được đặt giữa hai cực của một nam châm chữ U như hình vẽ dưới đây. Biết dòng điện trong đoạn dây có chiều hướng từ ngoài vào trong phẳng hình vẽ. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có chiều như thế nào?

A. Từ dưới lên trên.
B. Từ phải sang trái.
C. Từ trái sang phải.
D. Từ trên xuống dưới.

Câu 2. Một khung dây gồm 100 vòng, hình vuông cạnh a = 5 cm. Cạnh dưới nằm ngang trong từ trường đều có nam châm thẳng dài B = 0,1 T. Khung có thể quay quanh một trục ngang gần cạnh trên. Khung dây được treo thẳng bằng một dải dây cân. Khi cho dòng điện I = 5 A chạy qua , phải đặt ở đĩa cân bên kia một quả cân $m_1$ để làm cân thăng bằng. Sau đó, quay nam châm 180° để đổi chiều từ trường. Phải lấy bớt ở đĩa cân bên kia 100 g để lấy lại thăng bằng cho cân. Xác định độ lớn của cảm ứng từ của nam châm nói trên. Lấy g = 10 m/s².

A. 0,01T.
B. 0,08T.
C. 0,02T.
D. 0,04T.

Câu 3. Khi từ thông qua một khung dây dẫn có biểu thức $\Phi = \Phi_0 \cos(\omega t + \frac{\pi}{6})(Wb)$ thì trong khung dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng có biểu thức $\varepsilon = E_0 \cos(\omega t + \varphi)(V)$. Biết $\Phi_0, E_0$ và $\omega$ đều là các hằng số dương. Giá trị của $\varphi$ là

A. $\frac{2\pi}{6}$ rad.
B. $\frac{\pi}{6}$ rad.
C. $\frac{\pi}{6}$ rad.
D. $\frac{\pi}{3}$ rad.

Câu 4. Để xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện ta dùng quy tắc bàn tay trái. Theo quy tắc này chiều của ngón cái, ngón giữa lần lượt chỉ chiều của

A. lực từ – dòng điện.
B. dòng điện – lực từ.
C. cảm ứng từ – dòng điện.
D. từ trường – lực từ.

Câu 5. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng

A. tạo ra từ trường quay.
B. nhiệt điện.
C. cảm ứng điện từ.
D. quang điện.

Câu 6. Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và tác dụng

A. lực đẩy lên các vật đặt trong nó.
B. lực điện lên điện tích đặt trong nó.
C. lực hút lên nam châm và dòng điện đặt trong nó.
D. lực hút lên các vật đặt trong nó.

Câu 7. Một khung dây dẫn rất nhẹ được treo bằng sợi dây mềm, đường thẳng x’x trùng với trục của khung dây. Khung dây được đặt gần một nam châm điện, trục nam châm điện trùng với trục x’x. Khi cho con chạy của biến trở dịch chuyển từ M đến N thì

A. trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều ABCD.
B. khung dây bị hút lại gần nam châm.
C. trong khung dây không có dòng điện cảm ứng.
D. khung dây bị đẩy ra xa nam châm.

Câu 8. Tại điểm M trong không gian khi sóng điện từ truyền qua luôn có

A. thành phần điện trường $\vec{E_M}$ và thành phần từ trường $\vec{B_M}$ dao động vuông pha.
B. thành phần điện trường $\vec{E_M}$ và thành phần từ trường $\vec{B_M}$ ngược hướng.
C. thành phần điện trường $\vec{E_M}$ và thành phần từ trường $\vec{B_M}$ dao động ngược pha.
D. thành phần điện trường $\vec{E_M}$ và thành phần từ trường $\vec{B_M}$ vuông góc với nhau và dao động cùng pha.

Câu 9. Phát biểu nào dưới đây là sai?

A. Dùng nam châm thử đặt trên đường sức từ cho ta biết chiều của đường sức từ.
B. Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức.
C. Dựa vào hình ảnh của “đường mạt sắt” ta có thể biết chiều của đường sức từ.
D. Với dòng điện thẳng các “đường mạt sắt” trên tờ bìa là những đường tròn đồng tâm.

Câu 10: Trong giờ thực hành đo độ lớn cảm ứng từ bằng “cân dòng điện” với việc bố trí thí nghiệm được thể hiện như trong Hình 11.1 (dụng cụ thí nghiệm và các bước thí nghiệm lần lượt được liệt kê ở Bài 10 và Bài 11 trong SGK), một học sinh tiến hành thí nghiệm và xử lí các số liệu thu được từ thí nghiệm, tính được $\overline{B} = 0,018 T$ và $\overline{\Delta B} = 0,0038 T$. Cách viết kết quả phép đo nào sau đây là đúng?

A. $B = 0,018 \pm 0,003 (\text{T})$
B. $B = 0,018 \pm 0,0038 (\text{T})$
C. $B = 0,018 + 0,0038 (\text{T})$
D. $B = 0,018 \pm 0,004 (\text{T})$

Câu 11: Câu nào dưới đây nói về từ thông là không đúng?

A. Từ thông qua mặt S được đo bằng đơn vị vebe (Wb) với $1 \text{Wb} = 1 \text{T} \cdot \text{m}^2$
B. Từ thông qua mặt S là đại lượng xác định theo công thức $\Phi = BS\cos\alpha$, với $\alpha$ là góc tạo bởi cảm ứng từ B và pháp tuyến dương $\vec{n}$ của mặt S
C. Từ thông qua mặt S chỉ phụ thuộc diện tích của mặt S, không phụ thuộc góc nghiêng của mặt đó so với hướng của các đường sức từ
D. Từ thông là một đại lượng vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng không

Câu 12: Mục đích của thí nghiệm đo cảm ứng từ là

A. xác định độ lớn cảm ứng từ của từ trường nam châm điện bằng cân “khối lượng”
B. xác định độ lớn cảm ứng từ của từ trường nam châm điện bằng vôn kế
C. xác định độ lớn cảm ứng từ của từ trường nam châm điện bằng cân “dòng điện”
D. xác định độ lớn cảm ứng từ của từ trường bằng ampe kế

Câu 13: Một đoạn dây dẫn có chiều dài L mang dòng điện I chạy qua đặt trong một từ trường đều sao cho các đường sức từ hợp với hướng dòng điện qua đoạn dây dẫn một góc $\theta$. Khi đó lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn được tính theo công thức

A. $F = B \cdot I \cdot L \cdot \cos\theta$
B. $F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\theta$
C. $F = B \cdot I \cdot L \cdot \tan\theta$

Câu 14: Một khung dây dẫn kín hình vuông có cạnh dài 10 cm gồm 400 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây cùng phương cùng chiều với vectơ cảm ứng từ. Điện trở suất và tiết diện của dây kim loại có giá trị lần lượt là $2 \times 10^{-8} \Omega \cdot \text{m}$ và $0,4 \text{mm}^2$. Giá trị cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị trong hình vẽ. Công suất toả nhiệt sinh ra trong khung dây có giá trị bao nhiêu?

A. 225 mW
B. 180 mW
C. 72 mW
D. 150 mW

Câu 15: Định luật Lenz được dùng để xác định

A. chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín
B. độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch điện kín
C. sự biến thiên của từ thông qua một mạch điện kín, phẳng
D. cường độ của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín

Câu 16: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện?

A. Hình 3
B. Hình 1
C. Hình 4
D. Hình 2

Câu 17: Khi nói về lực từ, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương vuông góc với dòng điện và vuông góc với đường sức từ
B. Lực mà từ trường tác dụng lên nam châm hay dòng điện đều gọi là lực từ
C. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương nằm trong mặt phẳng chứa dòng điện và véc tơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát
D. Chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện được xác định theo quy tắc bàn tay trái

Câu 18: Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp xoay chiều u ở hai đầu một đoạn mạch vào thời gian t. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch bằng

A. 200 V
B. $110\sqrt{2}$ V
C. 220 V
D. $220\sqrt{2}$ V

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai

Câu 1. Một đoạn dây dẫn thẳng có chiều dài $l = 80 \text{cm}$, có dòng điện không đổi có cường độ I chạy qua được treo bằng 2 sợi dây mành sao cho đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm ngang, vuông góc với từ trường đều có chiều như hình vẽ, khối lượng dây dẫn là 2 g. Biết độ lớn cảm ứng từ $B = 45 \text{mT}$, gia tốc rơi tự do $g = 9,8 \text{m/s}^2$. (Bỏ qua ảnh hưởng của từ trường Trái Đất tác dụng lên dây dẫn).

a) Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây bằng $1,1 \times 10^{-3} \text{N}$ khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn có độ lớn $0,32 \text{A}$.

b) Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây được tính bởi công thức là $F = BIl \sin 90^\circ$.

c) Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có phương vuông góc với đoạn dây dẫn và vuông góc với đường sức từ.

d) Để cho lực căng dây treo bằng không thì dòng điện chạy qua dây dẫn có độ lớn bằng $0,54 \text{A}$ (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm).

Câu 2. Để tạo ra dòng điện xoay chiều ta cho một khung dây dẫn phẳng ABCD gồm 100 vòng dây, mỗi vòng có diện tích $S = 400 \text{cm}^2$, quay đều với tốc độ 120 vòng/phút, quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ $B = 0,5 \text{T}$. Như hình bên. Xét tính đúng/sai của các nhận định sau:

a) Nguyên tắc tạo ra dòng điện cảm ứng trong khung ABCD là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện tử.

b) Giá trị hiệu dụng của suất điện động cảm trong khung có giá trị là $4\pi\sqrt{2} (\text{V})$.

c) Chọn gốc thời gian khi các đường cảm ứng từ song song với mặt phẳng khung dây thì suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa có biểu thức $e = 8\pi \cos(4\pi + \frac{\pi}{2}) (\text{V})$.

d) So với từ thông tức thời qua khung dây, suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha $\frac{\pi}{2}$ rad.

Câu 3. Một từ trường đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ có độ lớn cảm ứng từ B giảm đều theo thời gian t. Một khung dây cứng (có một vòng dây) hình vuông ABCD có diện tích $0,04 \text{m}^2$, có điện trở $0,1 \Omega$ được đặt trong từ trường và nằm trên mặt phẳng hình vẽ (như hình vẽ bên dưới).

a) Khi từ thông через mạch kín ABCD thay đổi thì sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

b) Trong khoảng thời gian từ $t = 0$ đến $t = 0,1 \text{s}$ độ lớn cường độ dòng điện cảm ứng trong khung là $0,8 \text{A}$.

c) Tại thời điểm $t = 0$ từ thông qua khung là $0,08 \text{Wb}$.

d) Trong khoảng thời gian từ $t = 0$ đến $t = 0,1 \text{s}$ dòng điện cảm ứng trong khung có chiều $A \rightarrow D \rightarrow C \rightarrow B \rightarrow A$.

Câu 4. Khi nghiên cứu về từ trường và đường sức từ, một học sinh đã rút ra những kết luận bên dưới. Những kết luận này là đúng hay sai?

a) Học sinh này bố trí hai dây dẫn thẳng đặt vuông góc với nhau trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng và có các dòng điện không đổi $I_1, I_2$ chạy qua như hình vẽ. Học sinh này cho rằng trong miền (2) và (4) từ trường do $I_1, I_2$ tạo ra có vectơ cảm ứng từ ngược hướng nhau.

b) Các đường sức từ của nam châm không khép kín, mà xuất phát từ cực N và kết thúc ở cực S.

c) Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên nam châm và dòng điện đặt trong nó.

d) Học sinh này đã thiết kế thí nghiệm gồm một mạch điện và kim nam châm được treo như hình vẽ. Khi đóng công tắc K thì kim nam châm sẽ bị đẩy sang trái.

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1. Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch có biểu thức $i = 2 \cos(100\pi t + \frac{\pi}{3}) A$. Ở thời điểm $t = 0,02 (s)$ cường độ trong mạch có giá trị bao nhiêu ampe (A)? (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)

Câu 2. Một thanh kim loại MN có chiều dài $\ell = 4,0 cm$ và khối lượng $m = 4,0 g$ được treo thẳng ngang bằng hai dây kim loại, nhẹ, cứng song song cùng độ dài AM và CN trong từ trường đều. Cảm ứng từ của từ trường này có độ lớn $B = 0,1 T$, hướng vuông góc với thanh MN và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng một góc $\alpha = 60^\circ$. Lúc đầu, hai dây treo AM và CN nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Sau đó, cho dòng điện cường độ 10 A chạy qua thanh MN có chiều hướng từ ngoài vào trong. Lấy $g = 10 m/s^2$. Gọi $\gamma$ là góc lệch của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng. Giá trị $\gamma$ bằng bao nhiêu độ?

Câu 3. Một đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều có phương trình $u = 220 \cos(100\pi t) V$ (trong đó u tính bằng V, t tính bằng s). Biết rằng đèn sáng mỗi khi điện áp hai đầu đèn có độ lớn không nhỏ hơn $110\sqrt{2} V$. Thời gian đèn sáng trong một chu kì là $X$, giá trị $x$ là bao nhiêu?

Câu 4. Trong giờ thực hành xác định độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện chữ U bằng “cân dòng điện” một học sinh sử dụng thiết bị như Hình bên. Xét trạng thái ổn định với cân đòn nằm ngang cân bằng khi có dòng điện chạy trong khung dây và nam châm điện, góc hợp bởi mặt phẳng khung dây với các đường sức từ là $90^\circ$. Biết khung dây có 200 vòng, chiều dài đoạn dây dẫn nằm ngang trong từ trường đều là 8 cm. Ở một lần đo, học sinh xác định được độ lớn lực từ tác dụng lên khung dây là $F = 0,06 N$, dòng điện có cường độ $I = 0,2 A$ chạy qua khung. Độ lớn cảm ứng từ B của nam châm ở lần đo này bằng bao nhiêu Tesla (T)? (kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)

Câu 5. Một đoạn dây dẫn dài 20 cm mang dòng điện có cường độ 5A đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 0,5 T sao cho các đường sức từ hợp với đoạn dây dẫn một góc $30^\circ$. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có độ lớn bằng bao nhiêu Newton (N)? (kết quả lấy đến chữ số hàng phần trăm)

Câu 6. Một khung dây có 800 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung. Diện tích mặt phẳng giới hạn bởi mỗi vòng là $200 cm^2$. Cảm ứng từ của từ trường giảm đều từ 0,6 T đến 0,2 T trong thời gian 0,1 s. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây bằng bao nhiêu vôn (V)?

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