Đề kiểm tra học kỳ 2 Vật lí 11 Kết nối tri thức giải chi tiết-Đề 2 được soạn dưới dạng file word và PDF gồm 4 trang. Các bạn xem và tải về ở dưới.
PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM PHƯƠNG ÁN NHIỀU LỰA CHỌN. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Khi nói về sự nhiễm điện của các điện tích. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện.
B. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện.
C. Khi nhiễm điện do hưởng ứng, electron chỉ dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật bị nhiễm điện.
D. Sau khi nhiễm điện do hưởng ứng, sự phân bố điện tích trên vật bị nhiễm điện vẫn không thay đổi.
Câu 2: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí
A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích.
Câu 3: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước $\left( {\varepsilon = 81} \right)$ cách nhau $3\;cm$. Lực đẩy giữa chúng bằng $0,2 \cdot {10^{ – 5}}\;N$. Hai điện tích đó
A. trái dấu, độ lớn là $4,472 \cdot {10^{ – 2}}\mu C$. B. cùng dấu, độ lớn là $4,472 \cdot {10^{ – 10}}\mu C$.
C. trái dấu, độ lớn là $4,025 \cdot {10^{ – 9}}\mu C$. D. cùng dấu, độ lớn là $4,025 \cdot {10^{ – 3}}\mu C$.
Câu 4: Khi dòng điện chạy qua nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực
A. tĩnh điện. B. hấp dẫn. C. lực lạ. D. điện trường.
Câu 5: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích $Q = 5 \cdot {10^{ – 9}}C$, tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng $10\;cm$ có độ lớn là
A. $E = 0,450\;V/m$. B. $E = 0,225\;V/m$. C. $E = 4500\;V/m$. D. $E = 2250\;V/m$.
Câu 6: Trên hình vẽ bên có vẽ một số đường sức của hệ thống hai điện tích điểm $A$ và $B$. Kết luận đúng là
A. A là điện tích dương, $B$ là điện tích âm.
B. A là điện tích âm, $B$ là điện tích dương.
C. Cả $A$ và $B$ là điện tích dương.
D. Cả $A$ và $B$ là điện tích âm.
Câu 7: Sau khi nối nguồn điện với mạch ngoài, hiệu điện thế giữa 2 cực bộ nguồn là $U = 12\;V$. Cho biết điện trở của mạch ngoài là $R = 6\Omega $, suất điện động $E = 15\;V$. Điện trở trong của bộ nguồn là
A. $r = 2\Omega $. B. $r = 1,5\Omega $. C. $r = 2,5\Omega $. D. $r = 1\Omega $.
Câu 8: Một đoạn mạch tiêu thụ có công suất $1000\;W$, trong 1 giờ nó tiêu thụ một năng lượng là
A. $1KWh$. B. $1000\;W$. C. $1000\;J$. D. $360000\;J$.
Câu 9: Khi nói về suất điện động của nguồn điện, phát biểu nào dưới đây sai?
A. Đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
B. Mỗi nguồn điện có suất điện động thay đổi được.
C. Luôn dương.
D. Có đơn vị là vôn (V).
Câu 10: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng
A. sinh công của mạch điện. B. thực hiện công của nguồn điện.
C. tác dụng lực của nguồn điện. D. dự trữ điện tích của nguồn điện.
Câu 11: Hai điện tích ${q_1} = {5.10^{ – 9}}C,{q_2} = – {5.10^{ – 9}}C$ đặt tại hai điểm cách nhau $10\;cm$ trong chân không. Độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích và cách đều hai điện tích là
A. $E = 18000\;V/m$. B. $E = 36000\;V/m$. C. $E = 1,800\;V/m$. D. $E = 0\;V/m$.
Câu 12: Gọi ${V_M},{V_N}$ là điện thế tại các điểm $M,N$ trong điện trường. Công ${A_{MN}}$ của lực điện trường khi điện tích q di chuyển từ $M$ đến $N$ là
${A_{MN}} = q\left( {{V_M} + {V_N}} \right)$.
A. ${A_{MN}} = q\left( {{V_M} – {V_N}} \right)$. B. ${A_{MN}} = \frac{q}{{{V_M} – {V_N}}}$. C. D. ${A_{MN}} = \frac{{{V_M} – {V_N}}}{q}$.
Câu 13: Công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. $P = $ EIt. B. $P = UIt$ C. $P = UI$. D. $P = EI$.
Câu 14: Biểu thức định luật Ohm cho toàn mạch là
A. $ = \frac{U}{E}$. B. $I = \frac{{{U^2}}}{R}$. C. $I = \frac{U}{R}$. D. $I = \frac{E}{{R + r}}$.
Câu 15: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng
A. thực hiện công của nguồn điện. B. tác dụng lực của nguồn điện
C. tích điện cho hai cực của nó. D. dự trữ điện tích của nguồn điện.
Câu 16: Công của nguồn điện là công của
A. lực lạ trong nguồn.
B. lực dịch chuyển nguồn điện từ vị trí này đến vị trí khác.
C. lực điện trong nguồn.
D. lực cơ học mà dòng điện đó có thể sinh ra.
Câu 17: Trong dây dẫn kim loại có một dòng điện không đổi chạy qua có cường độ là $1,6\;mA$ chạy qua. Trong một $10\;s$ số lượng electron chuyển qua một tiết diện thẳng là
A. ${10^{19}}$ electron. B. ${10^{17}}$ electron. C. ${10^{20}}$ electron. D. ${10^{18}}$ electron.
Câu 18: Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi
A. sử dụng nguồn điện có suất điện động lớn.
B. sử dụng các dây ngắn để mắc mạch điện.
C. nối 2 cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở nhỏ.
D. không mắc cầu chì cho mạch.
PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Câu 1: Nối hai cực của nguồn điện không đổi có hiệu điện thế $50\;V$ lên hai bản của tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản tụ bằng $5\;cm$. Trong vùng không gian giữa hai bản tụ, 1 proton có điện tích 1,6.10${\;^{19}}C$ và khối lượng $1,{67.10^{ – 27}}\;kg$ chuyển động từ điểm $M$ cách bản âm của tụ điện $6\;cm$ đến điểm $N$ cách bản âm của tụ $2\;cm$. Biết tốc độ của proton tại $M$ bằng ${10^5}\;m/s$.
a. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện là $1000\;V/m$.
b. Lực điện trường tác dụng lên điện tích là $1,{6.10^{ – 16}}\;N$.
c. Điện tích di chuyển trong điện trường với gia tốc $95,8 \cdot {10^{10}}\;m/{s^2}$.
d. Tốc độ của proton tại $N$ bằng ${33.10^5}\;m/s$.
Câu 2: Một tụ điện phẳng không khí có điện dung $C = 500pF$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 300\;V$. Ngắt tụ khỏi nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là $\varepsilon = 2$.
a. Khi đặt trong không khí điện tích của tụ là $1,5 \cdot {10^{ – 7}}C$.
b. Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng vào chất điện môi thì điện tích của tụ vẫn không đổi và bằng $1,5 \cdot {10^{ – 7}}C$.
c. Điện dung của tụ khi đặt trong điện môi là $1pF$.
d. Hiệu điện thế của tụ lúc này khi đặc trong điện môi là $15\;V$.
Câu 3: Dẫn một đường dây điện sợi đôi từ mạng điện chung tới một ngôi nhà cách đó $20\;m$. Biết mỗi sợi dây đơn có một lõi đồng với thiết diện bằng $0,5\;m{m^2}$ với điện trở suất của đồng là $1,8 \cdot {10^{ – 8}}\Omega m$. Hiệu điện thế ở cuối đường dây, ngay tại lối vào nhà là $220\;V$. Trong nhà sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng với tổng công suất $330\;W$ trung bình 5 giờ mỗi ngày.
a. Dòng điện trong nhà sử dụng là $2\;A$.
b. Chiều dài dây dẫn điện là $40\;m$.
c. Điện trở dây dẫn có giá trị là $1,44\Omega $.
d. Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn trong vòng 30 ngày xấp xỉ bằng $4,86kWh$.
Câu 4: Có hai bóng đèn $120\;V – 60\;W$ và $120\;V – 45\;W$. Mắc hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế $U = $ 240 V như sơ đồ dưới.
a. Điện trở hai đèn có giá trị lần lượt là ${R_1} = 240\Omega ,{R_2} = 320\Omega $.
b. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R có giá trị là $100\;V$.
c. Cường độ dòng điện qua 2 đèn lần lượt là ${I_1} = 0,5\;A,{I_2} = 0,375\;A$.
d. Để hai bóng đèn sáng bình thường thì điện trở R có giá trị là $140\Omega $.
PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.
Câu 1: Hai điện tích điểm cùng độ lớn ${10^{ – 4}}C$ đặt trong chân không, để lực điện tương tác giữa chúng có độ lớn ${10^{ – 3}}\;N$ thì chúng phải đặt cách nhau bao nhiêu mét?
Câu 2: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một electron. Tìm khối lượng mỗi quả cầu để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn giữa chúng. Cho $G = 6,67 \cdot {10^{ – 11}}\frac{{N \cdot {m^2}}}{{\;k{g^2}}}$.
Câu 3: Người ta cần một điện trở $100\Omega $ bằng một dây nicrôm có đường kính $0,4\;mm$. Điện trở suất nicrôm $\rho = {110.10^{ – 8}}\Omega m$. Chiều dài đoạn dây phải dùng là bao nhiêu mét?
Câu 4: Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có $U = 1000\;V$, khoảng cách giữa hai bản là $d = 1\;cm$. Chính giữa hai bản có một giọt thủy ngân bị nhiễm điện nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống còn $995\;V \cdot $ Lấy $g = 10\;m/{s^2}$. Tìm thời gian để giọt thủy ngân rơi xuống bản dưới?
Câu 5: Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt bằng ${U_1} = 36\;V$ và ${U_2} = 12\;V$. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đèn đó bằng nhau.
Câu 6: Một bếp điện đun 2 lít nước ở nhiệt độ ${t_1} = {20^ \circ }C$. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước $c = 4,18\;kJ/kg$. $K$ và hiệu suất của bếp điện $H = 70\% $.
ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| C | C | D | C | C | D |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| B | A | B | B | B | A |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| C | D | A | A | B | C |
LỜI GIẢI
PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM PHƯƠNG ÁN NHIỀU LỰA CHỌN. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1: Khi nói về sự nhiễm điện của các điện tích. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật nhiễm điện sang vật không nhiễm điện.
B. Khi nhiễm điện do tiếp xúc, electron luôn dịch chuyển từ vật không nhiễm điện sang vật nhiễm điện.
C. Khi nhiễm điện do hưởng ứng, electron chỉ dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật bị nhiễm điện.
D. Sau khi nhiễm điện do hưởng ứng, sự phân bố điện tích trên vật bị nhiễm điện vẫn không thay đổi.
Lời giải
Khi nhiễm điện do hưởng ứng thì electron chỉ dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của vật bị nhiễm điện.
Câu 2: Độ lớn của lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí
A. tỉ lệ với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
B. tỉ lệ với khoảng cách giữa hai điện tích.
C. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
D. tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai điện tích.
Lời giải
Ta có $F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}$ suy ra lực tương tác giữa hai điện tích điểm trong không khí tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Câu 3: Hai điện tích điểm bằng nhau được đặt trong nước $\left( {\varepsilon = 81} \right)$ cách nhau $3\;cm$. Lực đẩy giữa chúng bằng $0,2 \cdot {10^{ – 5}}\;N$. Hai điện tích đó
A. trái dấu, độ lớn là $4,472 \cdot {10^{ – 2}}\mu C$.
B. cùng dấu, độ lớn là $4,472 \cdot {10^{ – 10}}\mu C$.
C. trái dấu, độ lớn là $4,025 \cdot {10^{ – 9}}\mu C$.
D. cùng dấu, độ lớn là $4,025 \cdot {10^{ – 3}}\mu C$.
Lời giải
${q_1} = {q_2} = q$
Ta có $F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} = k\frac{{\left| {{q^2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} \Rightarrow q = \pm \frac{{F\varepsilon {r^2}}}{k} = \pm \frac{{0,2 \cdot {{10}^{ – 5}} \cdot 81 \cdot 3 \cdot {{10}^{ – 2}}}}{{9 \cdot {{10}^9}}} = \pm 4,025 \cdot {10^{ – 3}}\mu C$.
Vì là lực đẩy nên hai điện tích phải cùng dấu.
Câu 4: Khi dòng điện chạy qua nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực
A. tĩnh điện.
B. hấp dẫn.
C. lực lạ.
D. điện trường.
Trong nguồn điện các điện tích chuyển động dưới tác dụng của lực lạ.
Câu 5: Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích $Q = {5.10^{ – 9}}C$, tại một điểm trong chân không cách điện tích một khoảng $10\;cm$ có độ lớn là
A. $E = 0,450\;V/m$.
B. $E = 0,225\;V/m$.
C. $E = 4500\;V/m$.
D. $E = 2250\;V/m$.
Lời giải
Ta có
$E = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}} = {9.10^9} \cdot \frac{{\left| {5 \cdot {{10}^{ – 9}}} \right|}}{{{{\left( {{{10.10}^{ – 2}}} \right)}^2}}} = 4500\;V/m$
Câu 6: Trên hình vẽ bên có vẽ một số đường sức của hệ thống hai điện tích điểm $A$ và $B$. Kết luận đúng là
A. A là điện tích dương, $B$ là điện tích âm.
B. A là điện tích âm, $B$ là điện tích dương.
C. Cả $A$ và $B$ là điện tích dương.
D. Cả $A$ và $B$ là điện tích âm.
Lời giải
Đường sức của điện tích dương hướng ra xa điện tích, đường sức của điện tích âm hướng vào điện tích.
Câu 7: Sau khi nối nguồn điện với mạch ngoài, hiệu điện thế giữa 2 cực bộ nguồn là $U = 12\;V$. Cho biết điện trở của mạch ngoài là $R = 6\Omega $, suất điện động $E = 15\;V$. Điện trở trong của bộ nguồn là
A. $r = 2\Omega $.
B. $r = 1,5\Omega $.
C. $r = 2,5\Omega $.
D. $r = 1\Omega $.
Lời giải
$\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\xi = I\left( {R + r} \right)} \\
{U = IR}
\end{array} \Rightarrow \frac{\xi }{U} = \frac{{R + r}}{R}} \right.$$ \Leftrightarrow \frac{{15}}{{12}} = \frac{{6 + r}}{6} \Rightarrow r = 1,5\Omega $.
Câu 8: Một đoạn mạch tiêu thụ có công suất $1000\;W$, trong 1 giờ nó tiêu thụ một năng lượng là
A. $1KWh$.
B. $1000\;W$.
C. $1000\;J$.
D. $360000\;J$.
Lời giải
$A = Pt = 1KW \cdot h$
Câu 9: Khi nói về suất điện động của nguồn điện, phát biểu nào dưới đây sai?
A. Đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
B. Mỗi nguồn điện có suất điện động thay đổi được.
C. Luôn dương.
D. Có đơn vị là vôn (V).
Lời giải
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và không thể thay đổi được.
Câu 10: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng
A. sinh công của mạch điện.
B. thực hiện công của nguồn điện.
C. tác dụng lực của nguồn điện.
D. dự trữ điện tích của nguồn điện.
Lời giải
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
Câu 11: Hai điện tích ${q_1} = {5.10^{ – 9}}C,{q_2} = – {5.10^{ – 9}}C$ đặt tại hai điểm cách nhau $10\;cm$ trong chân không. Độ lớn cường độ điện trường tại điểm nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích và cách đều hai điện tích là
A. $E = 18000\;V/m$.
B. $E = 36000\;V/m$.
C. $E = 1,800\;V/m$.
D. $E = 0\;V/m$.
Lời giải
Ta có $\;\left| {{E_1}} \right| = \left| {{E_2}} \right| = {9.10^9} \cdot \frac{{\left| {{{5.10}^{ – 9}}} \right|}}{{{{\left( {{{5.10}^{ – 2}}} \right)}^2}}} = 18000\;V/m$.
vì ${\overrightarrow E _1} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{E_2}} $ nên $E = {E_1} + {E_2} = 36000\;V/m$.
Câu 12: Gọi ${V_M},{V_N}$ là điện thế tại các điểm $M,N$ trong điện trường. Công ${A_{MN}}$ của lực điện trường khi điện tích $q$ di chuyển từ $M$ đến $N$ là
A. ${A_{MN}} = q\left( {{V_M} – {V_N}} \right)$.
B. ${A_{MN}} = \frac{q}{{{V_M} – {V_N}}}$
C. ${A_{MN}} = q\left( {{V_M} + {V_N}} \right)$.
D. ${A_{MN}} = \frac{{{V_M} – {V_N}}}{q}$.
Lời giải
${A_{MN}} = q \cdot {U_{MN}} = q \cdot \left( {{V_M} – {V_N}} \right)$.
Câu 13: Công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
A. $P = $ EIt.
B. $P = UIt$
C. $P = UI$.
D. $P = EI$.
$P = UI$.
Lời giải
Câu 14: Biểu thức định luật Ohm cho toàn mạch là
A. $I = \frac{U}{E}$.
B. $I = \frac{{{U^2}}}{R}$.
C. $I = \frac{U}{R}$.
D. $I = \frac{E}{{R + r}}$.
Lời giải
$I = \frac{E}{{R + r}}$.
Câu 15: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng
A. thực hiện công của nguồn điện.
B. tác dụng lực của nguồn điện
C. tích điện cho hai cực của nó.
D. dự trũ điện tích của nguồn điện.
Lời giải
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
Câu 16: Công của nguồn điện là công của
A. lực lạ trong nguồn.
B. lực dịch chuyển nguồn điện từ vị trí này đến vị trí khác.
C. lực điện trong nguồn.
D. lực cơ học mà dòng điện đó có thể sinh ra.
Lời giải
Công của nguồn điện là công của lực lạ trong nguồn.
Câu 17: Trong dây dẫn kim loại có một dòng điện không đổi chạy qua có cường độ là $1,6\;mA$ chạy qua. Trong một $10\;s$ số lượng electron chuyển qua một tiết diện thẳng là
A. ${10^{19}}$ electron.
B. ${10^{17}}$ electron.
C. ${10^{20}}$ electron.
D. ${10^{18}}$ electron.
Lời giải
Ta có $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{I = \frac{q}{t} \Rightarrow q = It = 1,6 \cdot {{10}^{ – 3}} \cdot 10 = 1,6 \cdot {{10}^{ – 2}}C.} \\
{{n_e} = \frac{{1,6 \cdot {{10}^{ – 2}}}}{{1,6 \cdot {{10}^{ – 19}}}} = {{10}^{17}}\;electron.\;}
\end{array}} \right.$
Câu 18: Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi
A. sử dụng nguồn điện có suất điện động lớn.
B. sử dụng các dây ngắn để mắc mạch điện.
C. nối 2 cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở nhỏ.
D. không mắc cầu chì cho mạch.
Lời giải
Hiện tượng đoản mạch là hiện tượng vật lí xảy ra khi nguồn điện được nối với mạch ngoài có điện trở không đáng kể.
PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Câu 1: Nối hai cực của nguồn điện không đổi có hiệu điện thế $50\;V$ lên hai bản của tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản tụ bằng $5\;cm$. Trong vùng không gian giữa hai bản tụ, 1 proton có điện tích $1,6.10$ ${\;^{19}}C$ và khối lượng $1,{67.10^{ – 27}}\;kg$ chuyển động từ điểm $M$ cách bản âm của tụ điện $6\;cm$ đến điểm $N$ cách bản âm của tụ $2\;cm$. Biết tốc độ của proton tại $M$ bằng ${10^5}\;m/s$.
a. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện là $1000\;V/m$.
b. Lực điện trường tác dụng lên điện tích là $1,6 \cdot {10^{ – 16}}\;N$.
c. Điện tích di chuyển trong điện trường với gia tốc $95,8 \cdot {10^{10}}\;m/{s^2}$.
d. Tốc độ của proton tại $N$ bằng $33 \cdot {10^5}\;m/s$.
Lời giải
a. Phát biểu này đúng. Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện $E = \frac{U}{d} = \frac{{50}}{{0,05}} = 1000\;V/m$.
b. Phát biểu này đúng. Lực điện trường tác dụng lên điện tích là $F = qE = 1,6 \cdot {10^{ – 19}} \cdot 1000 = 1,6 \cdot {10^{ – 16}}\;N$.
c. Phát biểu này sai. Theo định luật II Niuton có $F = $ ma suy ra điện tích di chuyển trong điện trường với gia tốc $a = \frac{F}{m} = \frac{{1,6 \cdot {{10}^{ – 16}}}}{{1,67 \cdot {{10}^{ – 27}}}} = 9,58 \cdot {10^{10}}\;m/{s^2}$.
d. Phát biểu này sai. Tốc độ của proton tại $N$ bằng
$v_N^2 – v_M^2 = 2as \Rightarrow {v_N} = \sqrt {2 \cdot 9,58 \cdot {{10}^{10}}.0,04 + {{\left( {{{10}^5}} \right)}^2}} = 1,33 \cdot {10^5}\;m/s$.
Câu 2: Một tụ điện phẳng không khí có điện dung $C = 500pF$ được tích điện đến hiệu điện thế $U = 300\;V$. Ngắt tụ khỏi nguồn, nhúng vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi là $\varepsilon = 2$.
a. Khi đặt trong không khí điện tích của tụ là $1,5 \cdot {10^{ – 7}}C$.
b. Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng vào chất điện môi thì điện tích của tụ vẫn không đổi và bằng $1,{5.10^{ – 7}}C$.
c. Điện dung của tụ khi đặt trong điện môi là $1pF$.
d. Hiệu điện thế của tụ lúc này khi đặc trong điện môi là $15\;V$.
Lời giải
a. Phát biểu này đúng. Khi đặt trong không khí điện tích của tụ là
$Q = CU = 500 \cdot {10^{ – 12}}.300 = 1,5 \cdot {10^{ – 7}}C$.
b. Phát biểu này đúng. Ngắt tụ khỏi nguồn và nhúng vào chất điện môi thì điện tích trên tụ là không đổi và $Q’ = Q = 1,5 \cdot {10^{ – 7}}C$.
c. Phát biểu này sai. Điện dung của tụ khi đặt trong điện môi là $C’ = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi kd}} = \varepsilon C = {10^{ – 9}}\;F = 1nF$.
d. Phát biểu này sai. Hiệu điện thế của tụ lúc này khi đặc trong điện môi là
$U’ = \frac{{Q’}}{{C’}} = \frac{{1,5 \cdot {{10}^{ – 7}}}}{{{{10}^{ – 9}}}} = 150\;V$.
Câu 3: Dẫn một đường dây điện sợi đôi từ mạng điện chung tới một ngôi nhà cách đó $20\;m$. Biết mỗi sợi dây đơn có một lõi đồng với thiết diện bằng $0,5\;m{m^2}$ với điện trở suất của đồng là $1,8 \cdot {10^{ – 8}}\Omega m$. Hiệu điện thế ở cuối đường dây, ngay tại lối vào nhà là $220\;V$. Trong nhà sử dụng các đèn dây tóc nóng sáng với tổng công suất $330\;W$ trung bình 5 giờ mỗi ngày.
a. Dòng điện trong nhà sử dụng là $2\;A$.
b. Chiều dài dây dẫn điện là $40\;m$.
c. Điện trở dây dẫn có giá trị là $1,44\Omega $.
d. Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn trong vòng 30 ngày xấp xỉ bằng $4,86kWh$.
Lời giải
ạ. Phát biểu này sai. Công suất sử dụng điện năng $P = UI \Rightarrow $ Dòng điện trong nhà sử dụng là $I = \frac{P}{U} = \frac{{330}}{{220}} = 1,5\;A$.
b. Phát biểu này đúng. Chiều dài dây dẫn là $20.2 = 40\;m$.
c. Phát biểu này đúng. Điện trở dây dẫn là $R = \frac{{\rho l}}{S} = \frac{{1,8 \cdot {{10}^{ – 8}} \cdot 40}}{{0,5 \cdot {{10}^{ – 6}}}} = 1,44\Omega $.
d. Phát biểu này sai. Nhiệt lượng tỏa ra trên đường dây dẫn trong vòng 30 ngày xấp xỉ bằng ${Q_{hp}} = {I^2}Rt = 1,{5^2} \cdot 1,44 \cdot 30.5 \cdot 3600 = 1749600\;J = 0,486kWh$
Câu 4: Có hai bóng đèn $120\;V – 60\;W$ và $120\;V – 45\;W$. Mắc hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế $U = $ 240 V như sơ đồ dưới.
a. Điện trở hai đèn có giá trị lần lượt là ${R_1} = 240\Omega ,{R_2} = 320\Omega $.
b. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở $R$ có giá trị là $100\;V$.
c. Cường độ dòng điện qua 2 đèn lần lượt là ${I_1} = 0,5\;A,{I_2} = 0,375\;A$.
d. Để hai bóng đèn sáng bình thường thì điện trở R có giá trị là $140\Omega $.
Lời giải
a. Phát biểu này đúng. Ta có đèn 1 có
$P = \frac{{{U^2}}}{R} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{R_1} = \frac{{U_1^2}}{{{P_1}}} = \frac{{{{120}^2}}}{{60}} = 240\Omega .} \\
{{R_2} = \frac{{U_2^2}}{{{P_2}}} = \frac{{{{120}^2}}}{{45}} = 320\Omega .}
\end{array}} \right.$
b. Phát biểu này sai. Để hai đèn sáng bình thường thì ${U_1} = {U_2} = {U_{BC}} = 120\;V$.
Từ mạch có $U = {U_{AB}} + {U_{BC}} \Rightarrow {U_{AB}} = {U_R} = 240 – 120 = 120\;V$.
c. Phát biểu này đúng. Cường độ dòng điện qua 2 đèn lần lượt là
$\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{I_1} = \frac{{{U_1}}}{{{R_1}}} = \frac{{120}}{{240}} = 0,5\;A.} \\
{{I_2} = \frac{{{U_2}}}{{{R_2}}} = \frac{{120}}{{320}} = 0,375\;A.}
\end{array}} \right.$
d. Phát biểu này sai.
Tại B có $I = {I_1} + {I_2} = 0,875\;A$.
Để hai bóng đèn sáng bình thường thì điện trở $R = \frac{U}{I} = \frac{{120}}{{0,875}} = 137,14\Omega $.
PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN.Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.
Câu 1: Hai điện tích điểm cùng độ lớn ${10^{ – 4}}C$ đặt trong chân không, để lực điện tương tác giữa chúng có độ lớn ${10^{ – 3}}\;N$ thì chúng phải đặt cách nhau bao nhiêu mét?
Lời giải
Theo định luật $Cu – $ lông $F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} \Rightarrow r = \sqrt {k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{F}} = \sqrt {\frac{{9 \cdot {{10}^9} \cdot {{10}^{ – 4}} \cdot {{10}^{ – 4}}}}{{{{10}^{ – 3}}}}} = 300\;m$.
Câu 2: Hai quả cầu nhỏ giống nhau, mỗi vật thừa một electron. Tìm khối lượng mỗi quả cầu để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn giữa chúng. Cho
$G = 6,67 \cdot {10^{ – 11}}\frac{{N{m^2}}}{{\;k{g^2}}}$
Lời giải
Để lực tĩnh điện bằng lực hấp dẫn giữa chúng
${F_d} = {F_{hd}} \Leftrightarrow k\frac{{\left| {qq} \right|}}{{{r^2}}} = G\frac{{mm}}{{{r^2}}} \Rightarrow m = \sqrt {\frac{k}{G}} \left| q \right| = \sqrt {\frac{{{{9.10}^9}}}{{6,67 \cdot {{10}^{ – 11}}}}} \cdot 1,6 \cdot {10^{ – 19}} \approx 1,86 \cdot {10^{ – 9}}\;kg$
Câu 3: Người ta cần một điện trở $100\Omega $ bằng một dây nicrôm có đường kính $0,4\;mm$. Điện trở suất nicrôm $\rho = 110 \cdot {10^{ – 8}}\Omega m$. Chiều dài đoạn dây phải dùng là bao nhiêu mét?
Lời giải
Ta có điện trở dây là $R = \frac{{\rho l}}{S} = \frac{{4\rho l}}{{\pi {d^2}}}$
$ \Rightarrow $ Chiều dài đoạn dây là $I = \frac{{R\pi {d^2}}}{{4\rho }} = \frac{{100\pi {{\left( {0,4 \cdot {{10}^{ – 3}}} \right)}^2}}}{{4 \cdot 110 \cdot {{10}^{ – 8}}}} = 11,42\;m$.
Câu 4: Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có $U = 1000\;V$, khoảng cách giữa hai bản là $d = 1\;cm$. Chính giữa hai bản có một giọt thủy ngân bị nhiễm điện nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống còn $995\;V$. Lấy $g = 10\;m/{s^2}$. Tìm thời gian để giọt thủy ngân rơi xuống bản dưới?
Lời giải
Khi giọt thủy ngân nằm lơ lửng $F = P \Leftrightarrow \left| q \right|\frac{U}{d} = mg \Rightarrow \frac{{\left| q \right|}}{d} = \frac{{mg}}{U}$.
Khi hiệu điện thế giảm xuống $a = \frac{{{F_{hl}}}}{m} = \frac{{P – F’}}{m} = \frac{{mg – \left| q \right|\frac{{U’}}{d}}}{m} = \frac{{mg – \frac{{mg}}{U} \cdot U’}}{m} = 0,005$ gam.
Thời gian rơi $t = \sqrt {\frac{{2\;h}}{a}} = \sqrt {\frac{{2 \cdot \frac{d}{2}}}{{0,005\;g}}} \approx 0,45\;s$.
Câu 5: Hai bóng đèn có hiệu điện thế định mức lần lượt bằng ${U_1} = 36\;V$ và ${U_2} = 12\;V$. Tìm tỉ số các điện trở của chúng nếu công suất định mức của hai bóng đèn đó bằng nhau.
Lời giải
Công suất định mức của bóng đèn 1 là ${P_1} = \frac{{U_1^2}}{{{R_1}}}$
Công suất định mức của bóng đèn 2 là ${P_2} = \frac{{U_2^2}}{{{R_2}}}$
Ta có ${P_1} = {P_2} \Leftrightarrow \frac{{U_1^2}}{{{R_1}}} = \frac{{U_2^2}}{{{R_2}}} \Leftrightarrow \frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{U_1^2}}{{U_2^2}} = 9$
Câu 6: Một bếp điện đun 2 lít nước ở nhiệt độ ${t_1} = {20^ \circ }C$. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì bếp điện phải có công suất là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước $c = 4,18\;kJ/kg$.K và hiệu suất của bếp điện $H = 70\% $.
Lời giải
Nhiệt lượng cần để đun sôi nước là $Q = mc\left( {{t_2} – {t_1}} \right)$
Trong đó $m = 2\;kg$ là khối lượng nước cần đun, ${t_1} = {20^ \circ }C,{t_2} = {100^ \circ }C$.
Mặt khác, nhiệt lượng có ích để đun nước do bếp điện cung cấp trong thời gian $t$ là $Q = HPt$, với $P$ là công suất của bếp điện.
$ \Rightarrow P = \frac{{mc\left( {{t_2} – {t_1}} \right)}}{{Ht}} = \frac{{2 \cdot 4,18 \cdot {{10}^3}\left( {100 – 20} \right)}}{{0,7 \cdot 20.60}} = 796\;W$.
