Đề cương ôn tập học kỳ II vật lí 11 có lời giải chi tiết

Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm M cách dòng thứ nhất 30cm và cách dòng thứ hai 20cm.. Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm N cách dòng thứ nhất 30cm và cách dòng thứ hai 80cm.. Xác định

+ M +

N

ĐỀ CƯƠNG HỌC KỲ II TRƯỜNG THPT CHUYÊN

HÀ NỘI AMSTERDAM NĂM 2018

I LÝ THUYẾT

II BÀI TẬP

Bài 1: Hai dòng điện có cường độ I11A và I2 2A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, cùng chiều, đặt trong chân không và cách nhau 50cm

a Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm M cách dòng thứ nhất 30cm và cách dòng thứ hai 20cm

b Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm N cách dòng thứ nhất 30cm và cách dòng thứ hai 80cm

c Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm P cách dòng thứ nhất 30cm và cách dòng thứ hai 40cm

d Xác định vecto cảm ứng từ tại điểm Q cách dòng thứ nhất và dòng thứ hai những đoạn dài 50cm

e Hãy tính lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của hai dây

f Hãy tìm quỹ tích những điềm mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp bằng không

g Làm lại các ý trên khi hai dòng điện ngược chiều nhau

Bài giải:

a Có

{

 

1

1

0, 3 3

M

I

r

 

2

2

2

0, 2

M

I

r

Ta có : B M B1M B2M

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều của B1M,B2M  B1M B2M

1 2

M M M

1, 33.10 T



b Có

{

 

1

1

0,3 3

N

I

r

 

2

2

0,8 2

N

I

r

Ta có : B N B1N B2N

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều của B1N,B2N B1N B2N

1 2

N N N

   =2.106 1.106 7.10 ( )6

1,167.10 T



+ +

P

Q

c Có

{

 

1

1

0, 3 3

P

I

r

 

2

2

2

0, 4

P

I

r

Ta có : B P B1PB2P

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều của B1P,B2P   0

1P, 2P 90

2 2

1 2

P P P

   = 2 6 2  6 2 13 6 

1, 201.10 T



d Có

{

 

1

1

1

0, 5

Q

I

r

 

2

2

2

0, 5

Q

I

r

Ta có : B Q B1QB2Q

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều của B1Q,B2Q

1Q, 2Q 60

 

1 2 2 1 1 cos60 4 7.10

Q Q Q Q Q

1, 06.10 T



e Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của hai dây là lực hút với độ lớn:

 

7 1 2 71.2.1 7 2.10 2.10 8.10

0,5

I I l

d

f Gọi M là điểm có cảm ứng từ bằng không ta có B M B1B2 0 B1  B2 {B1B2

1 2

B B

 M phải nằm trên đường thẳng d song song với hai dây I1 và I2 nằm trên mặt phẳng chứa hai dây và cách hai dây các khoảng r1 và r2thỏa mãn:

{

1 2

1 2

1 2 0, 5

r  r



{

1

1 6

r  m

2

1 3

r  m

+

+

+

+

M

Bài 2: Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R = 10cm mang dòng điện I = 50A

a Độ lớn của vecto cảm ứng từ tại tâm vòng tròn là bao nhiều?

b Nếu cho dòng điện nói trên qua vòng dây có bán kính R'R/ 4thì độ lớn của cảm ứng từ B tại tâm vòng dây là bao nhiêu?

Bài giải:

a Ta có: 7

2 10 I

B

r

 

2 10 10

4 ' 4 4 10 '

Bài 3: Một dây dẫn có đường kính tiết diện d = 0,5cm, bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một

ống dây các vòng của ống dây được quấn sát nhau Cho dòng điện I = 0,4A đi qua ống dây Tính cảm ứng từ trong ống dây

Bài giải: Ta có: B 4 107 I

d

 

4 10 3, 2 10

1, 0048.10 T



Bài 4: Ba dòng điện cùng cường độ I1I2 I3 10A chạy trong ba dây

dẫn thẳng dài vô hạn và song song với nhau đặt trong chân không Mặt

phẳng vuông góc với ba dây tạo thành tiết diện ngang là tam giác đều

ABC, cạnh a = 10cm Chiếu các dòng điện cho ở hình vẽ Xác định cảm

ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều ba dây dẫn

Bài giải: M cách đều ba dây  M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC

Ta có:

1

2

3

10 2.10 2.10 2 3.10 3, 464.10

0,1 / 3 10 2.10 2.10 2 3.10 3, 464.10

0,1 / 3 10 2.10 2.10 2 3.10 3, 464.10

0,1 / 3

I

MA I

MB I

MC



















Ta có B13 B1B3mà   0

1, 3 120

Ta lại có B M B13B2mà B13 B2

13 2 4 3.10 6,93.10

M

Để ấn dấu “ ”

ta nhấn “shift” rồi nhấn dấu “(-)”

như trên hình

I

Cách 2: Dùng máy tính: Ta có 7 5 

1 2 3 2.10 I 2 3.10

r

Ta có:

1

2

3

3

2

3









 

 





 











Ta bấm máy như sau:

Mode 1  1 2 2 3

B   B   B 

 shift  2  3  =

Chú ý: Máy phải để ở rad, nếu máy để độ thì nhấn các góc  là độ

Bài 5: Một thanh MN có khối lượng m = 5g, dài l = 20cm treo bới hai sợi dây Hệ thống ở trong từ trường đều

có độ lớn B = 0,3T Lấy 2

10 /

g m s Xác định lực căng mỗi dợi dây khi dòng điện có chiều từ M đến N và có

độ lớn I = 0,5A trong hai trường hợp:

a Bhướng thẳng đứng lên trên

b Bvuông góc với mặt phẳng chứa hai dây và

thanh, hướng vào trong mặt phẳng

Bài giải: a Khi Bhướng thẳng đứng lên trên áp dụng

quy tắc bàn tày trái ta có chiều của lực từ Fhướng ra

ngoài như hình dưới

Áp dụng định luật I Newton ta có:

 

P T  F T   PF mà PF

2T P F mg BIlsin 90 0, 0583N T 0, 029N

b Có Bvuông góc với mặt phẳng chứa hai dây và thanh, hướng vào trong mặt

phẳng áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được lực từ Fhướng lên trên như

hình 2 Áp dụng định luật I Newton ta có:

0 sin 90

T    P F T     N

Bài 6: (NC) Một khung dây hình chữ nhật ABCD có dòng điện cường độ I

chạy qua Hãy tính mômen lực từ tác dụng lên khung dây ABCD trong hai

trường hợp:

a Cảm ứng từ Bsong song với mặt phẳng của khung

b Cảm ứng từ Bvuông góc với mặt phẳng của khung

I +

Hình 2

A

M

N

Bài giải: a Do cảm ứng từ Bsong song với mặt phẳng của khung khi đó xuất hiện ngẫu lực làm khu quay với momen : M = B.I.S

Chứng minh: áp dụng quy tắc bàn tay trái xấc định được lực từ tác dụng lên các dạnh của khung dây có phương

vuông góc với mặt phẳng của khung dây, trong đó hai cạnh đối diện thì có chiều lực từ là ngược nhau Ta có:

2

AB CD

AD BC

B I S





Khi đó xuất hiện một ngẫu lực làm quay khung: M M ABM CDM ADM BC= B.I.S

b Do cảm ứng từ Bvuông góc với mặt phẳng của khung  lực từ nằm trong mặt phẳng khung dây và

có phương vuông góc với các cạnh của khung  momen lực từ tác dụng lên khung dây ABCD bằng 0

 Khi đó các lực tác dụng lên khung không làm quay khung chỉ làm cho khung giãn ra hoặc co lại

Bài 7: Cho một điện tích q3, 2.1019C, khối lượng m6, 4.1027kgbay vào trong một từ trường đều với vận tốc v2.107m s/ có phương vuông góc với đường sức của từ trường Biết cảm ứng từ B = 4T

a Tính lực lorenxo tác dụng lên q và tính bán kính quỹ đạo chuyển động của q?

b Khi q bay vào trong từ trường được khoảng thời gian 10

25 10

t   sthì người ta đột ngột giảm từ trường

về 0 Hỏi sau đó q chuyển động như thế nào và lệch một góc bao nhiêu so với hướng chuyển động ban đầu?

Bài giải: a ta có f L  q vBsin 3, 2.10 2.10 419 7 2,56.1011N

Ta có f L  v Vật chuyển động tròn

Theo định luật II Newton ta có: f L P ma Chiếu lên phương chuyển động ta có f Lđóng vai trò là lực hướng tâm

2

L

    0,1m

b Sau khi tắt từ trường q chuyển động thẳng đều theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo

.10 25 10



 quỹ đạo lệch một góc = α = 90

Bài 8: (NC) Cho mạch điện E1,5V; r0,1, thanh MN dài l = 1m có thể trượt

trên thanh ray, R MN 2,9, B = 0,1T Điện trở của ampe kế và thanh ray không

đáng kể

a Tính số chỉ của ampe kế và lực từ tác dụng lên thanh MN khi được giữ

đứng yên

b Tính số chỉ của ampe kế và lực từ tác dụng lên thanh MN khi thanh chuyển

động sang phải với vận tốc v3 /m s

0

(V)

t(s)

-5

5

c Để ampe kế chỉ 0 thì thanh MN phải chuyển động hướng nào, với vận tốc bằng bao nhiêu

Bài giải: a) Áp dụng định luật ôm ta có: I E 0,5A

R r



.sin 0,1.0,5.1.sin 90 0, 05

sin 0,1.1.3.sin 90 0,3

c

Áp dụng quy tắc bàn tày trái xác định được M (-) và N(+) 1,5 0,3 0, 6

2,9 0,1

C

E e

R r

.sin 0,1.0, 6.1.sin 90 0, 06

c) Để ampe kế chỉ 0 thì e C    E 1,5V

( ); ( )

1,5

15 / sin 0,1.1.1

C

e

 





 Vậy MN chuyển động sang bên

trái với vận tốc v = 15m/s

Bài 9: Từ trường qua khung dây ABCD biến đổi theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ

a) Xác định chiều dòng điện cảm ứng qua khung ABCD

b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến đổi theo thời gian của suất điện động cảm ứng trong khung

Bài giải: a) Nhìn vào đồ thị ta có:

+ Từ 0s  1s  tăng B C  B B hướng vào trong mặt phẳng tờ giấy Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải C

xác định được chiều của dòng điện cảm ứng là chiều ADCB

+ Từ 1s  3s  giảm B C  B B hướng ra ngoài mặt C

phẳng tờ giấy Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định được

chiều của dòng điện cảm ứng là chiều BCDA

b) Từ 0s  1s có:

1

5 0

5 1

C

t





C

D

t(s)

5

Từ 1s  3s: có:

2

0 5

5 1

C

t





Bài 10: Một ống dây thẳng dài 30cm gồm 1500 vòng dây quấn sát nhau, đường kính ống dây là 2cm

a Tính độ tự cảm của ống dây

b Cho biết trong khoảng thời gian 0,01s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đều đặn từ 1,5A đến

0 Tính suất điện động cảm ứng trong ống dây

Bài giải: a) Có 2 4 2

.10

4 10 N S

L

l

 

3.10 H 3 mH

b) 3.10 3 0 1,5 0, 45

0, 01

tc

I

t





Bài 11: Một cái gậy dài 2 m cắm thẳng đứng ở đáy hồ (đáy phẳng nằm ngang) Phần gậy nhô lên khỏi mặt nước

là 0,5m Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến góc 300 Tính chiều dài bóng của gậy in trên đáy hồ Biết triết xuất của nước bằng 4/3 và triết xuất của không không khí bằng 1

Bài giải: Ta có

0

0

n sin sin 30 3

3

kk

kk nc

nc

i

n

Bóng gậy trong nước là IK

Ta có BK = BH + HK = AI + HK = 0,5.tani1,5.tanr0,895 m Tổng quát ta có:

1tan 1 tanr

hd i dd với d1 là phần gậy nhô lên khỏi mặt nước và d là chiều dài gậy

Bài 12: (NC) Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5

a Hãy tìm tiêu cực của các thấu kính khi đặt trong không khí Nếu:

+ Hai mặt lồi có bán kính 10cm, 30cm

+ Mặt lồi có bán kính 10cm, mặt lõm có bán kính 30cm

b Tìm lại tiêu cự của thấu kính trên khi chúng được dìm vào trong nước có triết suất n’ = 4/3?

Bài giải: Ta có:

1 2

1

mt

n

    

0,5m

1,5m

i

i

r

I

H K

B

Nước Không khí

A

a) - Có

1

2

1,5 1 0,1m

R 0,3

mt

n n

f R

m





 

 



 



0,15m = 15cm

- Có

1

2

1,5 1 0,1m

R 0,3

mt

n n

f R

m





 

 



  



0,3m = 30cm

b) Với 4

3

mt

n 

- 1 1,5 1 1 1 0, 6 60

4 0,1 0,3 3

f

      

- 1 1, 5 1 1 1 1, 2 120

4 0,1 0, 3 3

f

      

Bài 13: Chiếu một chùm sáng (song song với trục chính cua thấu kính) tới một thấu kính L Cho biết chùm tia

ló hội tụ tại một điểm phía sau thấu kính

a L là thấu kính gì?

b Điểm hội tụ của chùm sáng tới là một điểm ở sau thấu kính, cách L là 25cm Tìm tiêu cự đó và độ tụ của

thấu kính

c Đặt vật AB bằng 2cm vuông góc với trục chính của một thấu kính L một đoạn 40cm Nêu tính chất ảnh

của vật AB

Bài giải: a) L là thấu kính hội tụ

b) Điểm hội tụ của chùm tia ló là tiêu điểm ảnh  f = 25cm 1 1 4

0, 25

f

c) có 1 1 1 ' 0, 4.0, 25 2 67

' 0, 4 0, 25 3

df

Ta lại có ' ' d' 5 ' ' 10

A B

AB    d   ( chú ý: dấu chỉ thể hiện ảnh ngược chiều vật)

Vậy ảnh của vật AB qua thấu kính là ảnh thật cách thấu kính 67cm ngược chiều với vật và cao 10/3cm

Bài 14: Vật sáng AB cao 2cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ có độ tụ 2đp

a Tính tiêu cự của thấu kính

b Vật sáng AB cách thấu kính 50cm Xác định tính chất, vị trí, chiều cao của ảnh Vẽ hình

c Vật sáng AB phải đặt tại đâu để thu được ảnh nhỏ bằng ¼ lần vật

Bài giải: a) f 1 0,5m 50cm

D

     (vì là thấu kính phần kỳ nên f < 0)

b) 1 1 1 ' 0, 25 25

f  d d      A B' ' AB d' 1cm

d

Vậy ảnh là ảo, cùng chiều với vật cách thấu kính 25cm có chiều cao 1cm

c) Vật thật thì ảnh thu được qua thấu kính phân kỳ luôn ảo nên 1

4

4

d d

   ' 1

4

  

ta lại có 1 1 1 1 1 4

'

f  d d  f  d d   d 3f 150cm

Vậy đặt vật cách thấu kính 150cm

Bài 15: Một vật phẳng nhỏ đặt thẳng góc với trục chính của một TKHT O cách O một đoạn d Khi lần lượt dịch

chuyển vật sáng một đoạn 5cm lại gần rồi lại ra xa TK đều từ vị trí ban đầu thì ta thu được hai ảnh có cùng độ cao Khoảng cách giữa hai ảnh là 90cm Tìm f

Bài làm: Nếu giải nhanh ta dùng công thức

1

kab f

k



 với k = -1, a = 10, b = - 90  f = 15cm

Chú ý: 2

1

k

k

k

 , a là khoảng dịch chuyển của vật, và b là khoảng dịch chuyển của ảnh Do vật luôn thật nên ta quy ước:

 Nếu vật dịch lại gần thấu kính: a < 0

 Nếu vật dịch ra xa thấu kính: a > 0

 Do qua thấu kính, vật và ảnh luôn di chuyển cùng chiều, nên ta luôn có: ab < 0

Chứng minh: Do hai ảnh có cùng độ cao nên trái tính chất nên k2  k1

Lúc đầu

1

1

1

1 (1)

' 1 (2)

d f

k

 

  



F F’

Lúc sau khi đưa vật ra xa a cm

2

2

1

1 (3)

' b 1 (4)

k

  

   



Lấy (3)-(1) và (2)-(4) ta có:

2 1

1 2

2 1

a f

k k



 





  



2 1 2

1 2

k k



  

2

2 1

abk k f





Chia cả tử và mẫu cho 2

1

k ta có:

2

2

1

1 1

k ab

f

k k

k







 



 

 

1

kab f

k





Bài 16: Một người cận thi đeo kính phân kỳ -5đp thì nhìn rõ được các vật cách mặt từ 20cm đến vô cực Nếu

chỉ đeo kính -2,5đp thì khoảng nhìn rõ là gì? Xét hai trường hợp:

a Kính sát mắt b Kính cách mắt 2cm

Bài giải: a) có f 1 0, 2m 20cm

D

    

Khi quan sát ở cực cận: có d K  OC CK 20 d K' df 10cm

d f

 OC c  d K' 10 cm

Khi quan sát ở cực viễn: có d K OC VK   d K'  f 20cm OC V  d K'20cm

Vậy mắt bình thường sẽ nhìn thấy các vật từ 10 tới 20cm

Khi đeo kính có D 2,5dp f 1 40cm

D

      Ta có:

10 40 '

13, 33

20 40 '

40

C K

CK

K C

V K

VK

K V

OC f

OC f

 





 





Vậy nếu chỉ đeo kính -2,5đp thì khoảng nhìn rõ từ

13,3 cm tới 40cm

b) có f = -20cm

Khi quan sát ở cực cận: có d K  OC CK 20 d K' df 10cm

d f

 OC c  d K' L 12cm

Khi quan sát ở cực viễn: có d K OC VK   d K'  f 20cm OC V  d K' L 22cm

Vậy mắt bình thường sẽ nhìn thấy các vật từ 12 tới 22cm

Khi đeo kính có D 2,5dp f 1 40cm

D

      Ta có:

10 40 '

13, 33

20 40 '

40

C K

CK

K C

V K

VK

K V

OC f

OC f

 





 





Vậy nếu chỉ đeo kính -2,5đp thì khoảng nhìn rõ từ

15,3 cm tới 42cm

Bài 17: Một mắt cận thị có điểm cực cận cách mắt 11cm, và điểm cực viễn cách mắt 51cm

1 Để sửa tật cho mắt cận thị thì phải đeo kính gì? Tính độ tụ của kính cần đeo, vị trí điểm cực cận khi;

a Đeo kính sát mắt

b Đeo kính cách mắt 1cm

2 Để đọc sách cách mắt 21cm, mắt không điều tiết thì đeo kính có tiêu cự bằng bao nhiêu? Kính cách mắt 1cm

3 Để đọc sách trên mà chỉ có kính có độ tiêu cự f = 28,8cm thì kính phải đặt cách mắt bao nhiêu

Bài giải: 1 Để sửa tật cho người mắt cận đeo kính phân kì

a Đeo kính sát mắt có

'

1, 96 d

K V

K

D

   



    

  

Ta lại có d K' OC C  11cm ' 14, 025

'

K K



b Đeo kính cách mắt 1cm Có

'

2 d

K VK V

K

D

      



    

  

Ta lại có d K ' OC CK  OC C  1 10 cm ' 12, 5

'

K K



2 Kính cách mắt 1cm d K 20 cm

Mắt không điều tiết d'K  OC V   1 50cm ' 33, 33 3

'

K K

d d

3 Để đọc sách trên ta có d 21L

Mắt không điều tiết d'K  OC V    L 51 L cm 

21  51 

'

K K

d d

3 69

L cm loai





  

  kính cách mắt 3cm

Bài 18: Xác định độ tụ và tiêu cự của thấu kính cần đeo sát mắt để một người có tật viễn thị có thể đọc được

trang sách đặt cách mắt anh ta gần nhất là 25cm Cho biết khoảng nhìn thấy rõ ngắn nhất của mắt người đó là 50cm Giải lại bài toán nếu kính cách mắt 2cm

Bài giải: Khi kính đeo sát mắt ta có 1 1 1 ' 25. 50 1

d d



Khi kính cách mắt 2cm ta có: ' (50 2) 48 cm ' 52, 2 1 1, 92

    

