Đề thi học kì 2 môn Vật lí 2 năm 2021-2022 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn sinh viên cùng tham khảo Đề thi học kì 2 môn Vật lí 2 năm 2021-2022 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM dưới đây giúp các bạn dễ dàng hơn trong việc ôn tập và nâng cao kiến thức chuẩn bị cho kì thi sắp tới. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học kì 2 môn Vật lí 2 năm 2021-2022 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỀ THI HỌC KỲ II NĂM HỌC 2021-2022 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Môn: Vật lý 2 KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG Mã môn học: PHYS131002 Đề số: 01. Đề thi có 02 trang. BỘ MÔN VẬT LÝ Ngày thi: 06/06/2022. Thời gian: 90 phút. ------------------------- Được phép sử dụng một tờ giấy A4 chép tay. Câu 1: (0,5 điểm) Một vật A được treo lơ lửng trong không khí bằng một sợi dây cách điện. Nếu vật A bị hút bởi một vật B đã được tích điện dương, ta kết luận vật A: A. là vật trung hòa điện. B. có điện tích âm. C. là vật trung hòa điện và làm bằng chất cách điện. D. có điện tích âm hoặc vật A là vật trung hòa điện. Câu 2. (0,5 điểm) Xét một hệ gồm một electron và một vật A tích điện âm đứng yên. Cho electron chuyển động từ trạng thái nghỉ trong điện trường do vật A gây ra. Hỏi động năng của electron và thế năng của hệ gồm electron và vật A thay đổi như thế nào? A. Động năng của electron giảm, thế năng của hệ gồm electron và vật A tăng. B. Động năng của electron tăng, thế năng của hệ gồm electron và vật A không đổi. C. Động năng của electron tăng, thế năng của hệ gồm electron và vật A giảm. D. Động năng của electron tăng, thế năng của hệ gồm electron và vật A tăng. Câu 3. (0,5 điểm) Hãy tính điện dung tương đương của bộ tụ điện ở hình bên. Cho biết 𝐶1 = 𝐶2 = 10,0 𝜇𝐹, 𝐶3 = 30,0 𝜇𝐹. A. 8,0 𝜇𝐹 B. 20,0 𝜇𝐹 𝐶1 𝐶2 𝐶3 C. 32, 0 𝜇𝐹 D. 40, 0 𝜇𝐹 Câu 4. (0,5 điểm) Phát biểu nào sau đây là sai về lực từ tác dụng lên hạt mang điện? A. Trong một từ trường, khi bỏ qua tác dụng của trọng lực thì hạt mang điện luôn chuyển động theo quỹ đạo tròn. B. Lực từ tác dụng lên một hạt mang điện không làm thay đổi tốc độ của hạt. C. Lực từ tác dụng lên một hạt mang điện luôn vuông góc với vận tốc của hạt. D. Một hạt mang điện đứng yên trong từ trường thì không chịu tác dụng của lực từ. Câu 5. (1 điểm) Trong thực tế, nhiều ô tô có vỏ bằng kim loại khi đi trong mưa bị sét đánh nhưng người ngồi trong ô tô vẫn được an toàn. Hãy giải thích tại sao? Câu 6. (1 điểm) Hãy phát biểu và viết biểu thức của định luật Gauss trong điện trường. Câu 7. (1.5 điểm) Một mặt hình trụ rất dài (xem như dài vô hạn) có bán kính R = 5,0 cm đặt trong chân không. Mặt trụ này được tích điện đều trên bề mặt với mật độ điện mặt 𝜎 = 2,0 × 10−8 𝐶/𝑚2 . Hãy dùng định luật Gauss để xác định cường độ điện trường do mặt trụ gây ra tại điểm M, biết M cách trục của mặt trụ một đoạn bằng a = 10,0 cm. Trang 1
Câu 8. (1.5 điểm) Một thanh AB rất mảnh, thẳng, không dẫn điện có chiều dài L đặt trên trục y L d x trong chân không như hình vẽ. Đầu B của x thanh cách gốc O một đoạn d. Thanh được tích điện không đều với mật độ điện dài A O B 𝜆 = 𝑎. 𝑥, trong đó a là hằng số. Xác định điện thế do thanh gây ra tại gốc O nếu chọn gốc điện thế tại vô cùng. Câu 9. (1.5 điểm) Cho dòng điện I = 2,0 A chạy qua một dây dẫn dài vô hạn đặt trong không khí được uốn như hình vẽ trong đó: AB là 3/4 đường tròn tâm O bán kính R = 10,0 cm; một phần dây dẫn là thẳng và vuông góc với bán kính OA; phần dây thẳng kia có đường kéo dài qua O. Hãy xác định cảm ứng từ ⃗𝐵 do cả dòng điện gây ra tại O. Câu 10. (1.5 điểm) Một khung dây dẫn tròn gồm 100 vòng dây, có diện tích 60cm2, đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ ⃗𝐵 và mặt phẳng khung dây hợp nhau một góc 300. Trong thời gian 0,01s từ trường tăng đều từ 0 lên 0,5T. Hãy xác định chiều của dòng điện và suất điện động cảm ứng trung bình sinh ra trong khung dây dẫn. ** Biết: hằng số điện 𝜀0 = 8,85 × 10−12 𝐶 2 /𝑁. 𝑚2 , hằng số từ 𝜇0 = 4𝜋 × 10−7 𝐻/𝑚 Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi. Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra [CĐR 1.1] Hiểu rõ các khái niệm, định luật liên quan đến điện trường và từ Câu 1, 2, 3,4, 5, 6 trường cũng như lý thuyết về trường điện từ. [CĐR 2.1] Vận dụng kiến thức về điện trường, từ trường để giải thích các Câu 7,8,9,10 hiện tượng và giải bài tập có liên quan. Ngày 27 tháng 05 năm 2022 Thông qua bộ môn Trang 2
ĐÁP ÁN VÀ BẢNG ĐIỂM VẬT LÝ 2-HK2 2021-2022 THI NGÀY 18 - 1 -2021 1 Đáp án D 0.5 đ Một vật A được treo lơ lửng trong không khí bằng một sợi dây cách điện. Nếu vật A bị hút bởi một vật B đã được tích điện dương, ta kết luận vật A có điện tích âm hoặc vật A là vật trung hòa điện. 2 Đáp án C 0.5 đ Xét một hệ gồm một electron và một vật A tích điện âm đứng yên. Cho electron chuyển động từ trạng thái nghỉ trong điện trường do vật A gây ra thì động năng của electron tăng, thế năng của hệ gồm electron và vật A giảm. 3 Đáp án A 0.5 đ Điện dung tương đương của bộ tụ điện là 8,0 𝜇𝐹 𝐶1 𝐶2 𝐶3 4 Đáp án A 0.5 đ Trong một từ trường, khi bỏ qua tác dụng của trọng lực thì hạt mang điện luôn chuyển động theo quỹ đạo tròn là phát biểu sai về lực từ tác dụng lên hạt mang điện 5 Kim loại là vật dẫn. Theo tính chất vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh 1đ điện, khi ô tô nhận điện tích do đám mây phóng xuống thì các điện tích này chỉ phân bố ở bề mặt ngoài của vỏ ô tô và các điện tích đó không gây ra điện trường bên trong ô tô (là phần rỗng của vật dẫn). Do đó người ngồi trong ô tô vẫn được an toàn. Các điện tích ở bề mặt ngoài của vỏ ô tô sau đó được truyền xuống đất qua bánh xe. 6 Thông lượng điện trường gửi qua một mặt kín bất kỳ bằng tổng đại số các điện 0.5 đ tích bên trong mặt kín đó chia cho hằng số điện 𝜀0 𝑞 𝑖𝑛 ΦE = 0.5 đ 𝜀0
7 + Do đối xứng, cường độ điện trường ⃗𝐸 tại điểm M có phương vuông góc với trục của mặt trụ và có chiều hướng ra xa mặt trụ. + Chọn mặt kín A là mặt trụ có bán kính a = 10,0 cm, chiều cao h và có trục trùng với trục của mặt trụ mang điện. Thông lượng của vecto cường độ điện trường ⃗𝐸 gửi qua mặt A: Φ = ∮ ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 0.5 đ (𝐴) Φ = ∫ ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 + ∫ ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 + ∫ ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 (𝐴1 ) (𝐴2 ) (𝐴3 ) Trong đó 𝐴1 là mặt xung quanh của A và 𝐴2 ; 𝐴3 là 2 đáy của A. R 𝐴2 𝐴1 Mặt Gauss A a 𝑑𝐴 h ⃗𝐸 𝐴3 Tại mỗi điểm trên 2 đáy 𝐴2  và 𝐴3 , 2 vectơ E và 𝑑𝐴 vuông góc nhau nên ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 = 0 trên 𝐴2 và 𝐴3 . Tại mỗi điểm trên mặt xung quanh 𝐴1 , 2 vectơ ⃗𝐸 và 𝑑𝐴 cùng chiều nhau nên ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 = 𝐸. 𝑑𝐴 trên 𝐴1 . Ngoài ra, cường độ điện trường ⃗𝐸 có độ lớn 𝐸 như nhau tại mọi điểm trên mặt 𝐴1 . Do đó: Φ = ∫ 𝐸. 𝑑𝐴 = 𝐸. 2𝜋𝑎ℎ 0.5 đ (𝐴1 )
+ Lượng điện tích q chứa bên trong mặt A bằng: 𝑞 = 2𝜋𝑅. ℎ. 𝜎 + Theo định luật Gauss: 𝑞 Φ = ∫ ⃗𝐸 . 𝑑𝐴 = 𝜀0 (𝐴) Suy ra: 0.5 đ 1 𝜎𝑅 𝐸. 2𝜋𝑎ℎ = 2𝜋𝑅. ℎ. 𝜎 => 𝐸= = 1,1 × 103 𝑉/𝑚 𝜀0 𝜀0 𝑎 8 Chia thanh thành những đoạn nhỏ có chiều dài dx và tọa độ là x. Mỗi đoạn mang điện tích: 𝑑𝑞 = 𝜆. 𝑑𝑥 = 𝑎𝑥. 𝑑𝑥 Điện thế do điện tích 𝑑𝑞 gây ra tại O: 𝑑𝑞 𝑑𝑞 0.5 đ 𝑑𝑉 = 𝑘 = 𝑘 𝑟 −𝑥 Điện thế do cả thanh gây ra tại M: −𝑑 𝑎𝑥. 𝑑𝑥 𝑉 = ∫ 𝑑𝑉 = ∫ 𝑘 0.5 đ −𝑥 −(𝐿+𝑑) 𝑉 = −𝑘𝑎𝐿 0.5 đ 9 Chia dòng điện thành 3 (1) phần. A Cảm ứng từ ⃗⃗𝑩 𝟏 do phần I R thứ nhất (1) gây ra tại O có B phương vuông góc mặt (2) O (3) 0.25 đ phẳng hình vẽ, có chiều hướng vào mặt phẳng này và có độ lớn: 𝜇0 𝐼 𝐵1 = ( 𝑐𝑜𝑠𝜃1 4𝜋𝑑 − 𝑐𝑜𝑠𝜃2 ) Với 𝑑 = 𝑅 ; 𝜃1 = 00 ; 𝜃2 = 900 Nên:
𝝁𝟎𝑰 0.25 đ 𝑩𝟏 = 𝟒𝝅𝑹 Cảm ứng từ ⃗⃗𝑩 𝟐 do phần thứ hai (2) gây ra tại O: Chia dòng điện thành những đoạn nhỏ ds. ⃗ Cảm ứng từ 𝑑𝐵 do mỗi đoạn ds gây ra tại O có phương vuông góc mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng ra và có độ lớn: 0.25 đ 𝜇0 𝐼𝑑𝑙 𝑑𝐵 = 4𝜋 𝑅2 A Cảm ứng từ ⃗𝐵2 do cả phần thứ hai gây ra tại O: 𝑑𝑠 R ⃗𝐵2 = ∫ 𝑑𝐵 ⃗ B Suy ra ⃗𝐵2 có chiều hướng ra ngoài và có O độ lớn: 0.25 đ 𝜇0 𝐼𝑑𝑙 𝜇0 𝐼 3𝜋 𝐵2 = ∫ 𝑑𝐵 = ∫ 2 = 4𝜋 𝑅 4𝜋 𝑅 2 Cảm ứng từ ⃗⃗𝑩 𝟑 do phần thứ ba (3) gây ra tại O: ⃗𝐵3 = 0 0.25 đ Cảm ứng từ ⃗𝐵 do cả dòng điện gây ra tại O: ⃗𝐵 = ⃗𝐵1 + ⃗𝐵2 + ⃗𝐵3 Vậy ⃗𝐵 có phương vuông góc mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng ra và có độ lớn: 0.25 đ 𝜇0 𝐼 3𝜋 𝐵 = 𝐵2 − 𝐵1 = ( − 1) = 7,4 × 10−6 𝑇 4𝜋 𝑅 2 10 Dòng điện 𝐼 có chiều cùng chiều kim đồng hồ 0.5 đ Từ thông 𝛷 𝐵 đầ𝑢 = 0 𝛷 𝐵 𝑠𝑎𝑢 = 𝐵 𝐴 𝑐𝑜𝑠60 = 1,5 × 10−3 𝑊𝑏 0.5 đ Suất điện động cảm ứng trong khung dây: 𝑑Φ ∆Φ 𝛷 𝐵 đầ𝑢 − 𝛷 𝐵 𝑠𝑎𝑢 0.5 đ 𝜀 𝑐 = −𝑁 = −𝑁 = = 15 𝑉 𝑑𝑡 ∆𝑡 ∆𝑡