Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN VẬT LÝ
-------------------------
ĐỀ THI HỌC KỲ II NĂM HỌC 2022-2023
Môn: Vật lý 2
Mã môn học: PHYS131002
Đề số: 01. Đề thi có 02 trang.
Ngày thi: 26/05/2023. Thời gian: 90 phút.
Được phép sử dụng một tờ giấy A4 chép tay.
Câu 1: (1,0 điểm)
Lý giải tại sao khi sét đánh vào một vị trí nào đó thì các thiết bị điện, điện tử, đường
truyền dữ liệu…gần vị trí đó dễ bị hư hỏng?
Câu 2: (1,0 điểm)
Phát biểu và viết phương trình định luật Gauss trong điện trường.
Câu 3: (2,0 điểm)
Cho hệ thanh như hình vẽ, trong đó thanh (1) có
chiều dài L, thanh (2) dài vô hạn. Hai thanh đặt vuông
góc nhau tại K. Các thanh tích điện đều và có cùng mật
độ điện dài λ > 0. Tìm véc-tơ cường độ điện trường do
hai thanh gây ra tại M cách K một đoạn a.
Câu 4: (2,0 điểm)
Một tụ điện phẳng gồm hai bản cực song song, mỗi bản có diện tích 25,8 cm2 và cách
nhau một khoảng 0,180 cm. Chất điện môi là giấy, có hệ số điện môi là 3,70.
a. Nếu mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế 200 V, hãy tính điện trường giữa hai
bản tụ và điện dung của tụ.
b. Nêu ít nhất hai cách để tăng điện dung của tụ?
Câu 5: (2,0 điểm)
Một đường dây cao thế truyền tải một dòng điện hình sin
có phương trình 𝐼 = √2cos 100𝜋𝑡 (𝑘𝐴). Người ta đưa lại gần
một cuộn dây dẹt có N vòng hình vuông cạnh a = 30 cm, cách
xa đường dây một khoảng d = 2,00 cm như hình vẽ. Cuộn dây
có độ tự cảm và điện trở không đáng kể, được khép kín qua
một bóng đèn. Đèn sáng lên khi điện áp hiệu dụng ở hai cực
lớn hơn 1,50V.
a. Tính từ thông đi qua khung dây.
b. Tính suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung.
c. Xác định số vòng dây cần thiết để đèn sáng.
Câu 6: (2,0 điểm)
Chiếu một chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 700 nm vào một khe hẹp có bề rộng
0,025mm. Khoảng cách từ màn chứa khe hẹp đến màn quan sát là 1,50 m.
a. Xác định độ rộng của cực đại giữa.
b. Hình ảnh nhiễu xạ sẽ như thế nào nếu tăng độ rộng của khe lên gấp 5 lần ban đầu.
Biết: hằng số điện môi trong chân không 𝜀0= 8,86 ×10−12 𝐶2/𝑁. 𝑚2, độ từ thẩm của
chân không 𝜇0= 4𝜋 × 10−7 𝐻/𝑚
Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi.
(1)
K
M
(2)
a
Trang 2
Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức)
[CĐR 1.1] Hiểu rõ các khái niệm, định luật liên quan đến điện trường và từ
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
hiện tượng và giải bài tập có liên quan.
[CĐR 3.1] Hiểu rõ các hiện tượng, định luật về quang hình, quang học sóng.
[CĐR 3.2] Vận dụng kiến thức về quang hình học và quang học sóng để giải
thích các hiện tượng và giải bài toán về quang hình học và quang học sóng.
Ngày 22 tháng 05 năm 2023
Trưởng bộ môn
Trang 1
Đáp án và bảng điểm vật lý 2
Thi ngày 26-5-2023
Người soạn: Nguyễn Lê Vân Thanh
(Lưu ý: đáp án chỉ có giá trị tham khảo và làm thang điểm, bài làm cần trình bày chi tiết để lấy trọn
điểm)
Câu
Lời giải
Điểm
1
Khi sét đánh vào một vị trí nào đó thì trong vòng bán kính 2 km từ vị trí sét đánh,
điện trường nơi đó biến thiên theo thời gian tạo ra từ trường- làm phát sinh dòng
điện dịch rất lớn. Dòng điện dịch này cộng trừ vào dòng điện của các vật hiện tại tạo
nên dòng điện rất lớn trong đồ điện dẫn đến dễ gây hư hỏng.
(tổng 1 đ)
1
2
Thông lượng điện trường qua một mặt kín bất kỳ bằng tổng đại số các điện tích nằm
trong mặt kín đó chia cho hằng số điện môi 𝜺𝟎
𝝓𝑬=𝒒𝒊𝒏
𝜺𝟎
(tổng 1 đ)
0.5
0.5
3
Thanh (1) ((tổng 0.5 đ)
𝐸1𝑀 =∫𝑑𝐸 = ∫𝑘𝑑𝑞
𝑟2
𝑡ℎ𝑎𝑛ℎ =∫𝑘𝜆𝑑𝑟
𝑟2
𝑎+𝐿
𝑎 =𝑘𝜆𝐿
𝑎(𝐿+𝑎)=𝜆𝐿
4𝜋𝜀0𝑎(𝐿+𝑎)(𝑉
𝑚)
Thanh (2) dùng định lý Gauss (tổng 1 đ)
Xét mặt Gauss hình trụ, áp dụng Gauss:
∮𝐸
󰇍
.𝑑𝐴
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
=𝜆𝐿𝑡ℎ𝑎𝑛ℎ2
𝜀0
∮𝐸
󰇍
.𝑑𝐴
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
= ∫ 𝐸2𝑀.𝑑𝐴𝑥𝑞
𝑚ặ𝑡 𝑥𝑞
→ 𝐸2𝑀.2𝜋𝑎𝐿𝑡ℎ𝑎𝑛ℎ2 =𝜆𝐿𝑡ℎ𝑎𝑛ℎ2
𝜀0 → 𝐸2𝑀 =2𝑘𝜆
𝑎=𝜆
2𝜋𝜀0𝑎(𝑉
𝑚)
Kết luận (tổng 0.5 đ)
𝐸
󰇍
𝑀= 𝐸
󰇍
1𝑀 +𝐸
󰇍
2𝑀
𝑣ì 𝐸
󰇍
1𝑀 ↑↑ 𝐸
󰇍
2𝑀 𝑛ê𝑛 𝐸 = 𝐸1𝑀 +𝐸2𝑀=𝑘𝜆𝐿
𝑎(𝐿+𝑎)+2𝑘𝜆
𝑎=𝜆𝐿
4𝜋𝜀0𝑎(𝐿+𝑎)+𝜆
2𝜋𝜀0𝑎(𝑉
𝑚)
(tổng 2 đ)
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
Trang 2
phương, chiều : nằm trên đường nối dài thanh 1, chiều hướng sang phải
0.25
4
a. (tổng 1.5 đ)
𝐸 = ∆𝑉
𝑑= 1,1×105𝑉
𝑚
𝐶 = 𝜅𝜀0𝐴
𝑑=47×10−12𝐹
b. (tổng 0.5 đ)
Để tăng điện dung của tụ ( ít nhất 2 cách); ghép tụ, thay đổi chất điện môi,
tăng diện tích bản tụ, giảm khoảng cách giữa hai bản tụ.
(tổng 2 đ)
0.5
Ct 0.5, kq 0.5
0.5
5
a. Từ trường do sợi dây thẳng gây ra:
𝐵 = 𝜇0𝐼
2𝜋𝑟 =𝜇0√2103cos100𝜋𝑡
2𝜋𝑟
Từ thông đi qua khung dây.
𝜙𝐵= 𝑁∫ 𝜇0√2103cos100𝜋𝑡
2𝜋𝑟 𝑎𝑑𝑟
𝑑+𝑎
𝑑=𝜇0𝑁𝑎√2103cos100𝜋𝑡
2𝜋 𝑙𝑛𝑑+𝑎
𝑑
b. Suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung-Điện áp áp vào các cực bóng
đèn:
|𝑈|=|𝜀𝑐|= |𝜙𝐵𝑡
′| = 𝜇0𝑁𝑎√2103100𝜋 𝑠𝑖𝑛100𝜋𝑡
2𝜋 𝑙𝑛𝑑+𝑎
𝑑
c. Xác định số vòng dây N cần thiết để đèn sáng.
Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cực của bóng đèn lớn hơn 1,5 V
𝜇0𝑁𝑎 103100𝜋
2𝜋 𝑙𝑛𝑑+𝑎
𝑑≥ 1,5 → 𝑁 ≥ 29
(tổng 2 đ)
Ct 0.25, kq 0.25
Ct 0.25, kq 0.25
0.5
0.5
6
a. Độ rộng của cực đại giữa ĐRCĐG:
Đ𝑅𝐶Đ𝐺 = 2𝑦𝑡ố𝑖1
Đ𝑅𝐶Đ𝐺 = 2𝐿𝑡𝑔𝜃 ≈2𝐿𝑠𝑖𝑛𝜃 = 2𝐿𝜆
𝑎
Đ𝑅𝐶Đ𝐺 = 0,084m
b. Theo công thức Đ𝑅𝐶Đ𝐺 ≈2𝐿𝜆
𝑎, khi tăng độ rộng của khe lên gấp 5 lần
ban đầu, trên màn, Đ𝑅𝐶Đ𝐺 sẽ giảm 5 lần, các độ rộng cực đại khác cũng
giảm như vậy, kết quả là hình ảnh nhiễu xạ sẽ bị nhìn thấy co lại.
(tổng 2 đ)
0.5
0.5
0.5
0.5