Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
-------------------------
ĐỀ THI HỌC KỲ I NĂM HỌC 2019-2020
Môn: Vật lý 2
Mã môn học: PHYS131002
Đề số: 01. Đề thi có 02 trang.
Ngày thi: 09/01/2020. Thời gian: 90 phút.
Được phép sử dụng một tờ giấy A4 chép tay.
Câu 1: (0,5 điểm)
Có ba điện tích đặt ở ba đỉnh của một hình vuông như hình vẽ
bên, điện trường tại đỉnh còn lại của hình vuông có phương chiều như
thế nào?
A. Hướng (a) B. Hướng (b) C. Hướng (c)
D. Hướng (d) E. Hướng (e) (vuông góc với mặt phẳng trang
giấy)
Câu 2: (0,5 điểm)
Hãy chọn những phát biểu đúng về hiện tượng tán sắc ánh sáng.
A. Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra là do chiết suất của một vật liệu
không đổi theo bước sóng của ánh sáng truyền qua vật liệu đó.
B. Đối với hiện tượng tán sắc, chiết suất tăng khi bước sóng giảm.
C. Ánh sáng tím bị lệch nhiều hơn ánh sáng đỏ khi đi qua môi trường
khúc xạ.
D. Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng phương của các tia sáng
bị lệch đi khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường
trong suốt khác nhau.
Câu 3: (0,5 điểm)
Hai điểm A và B nằm trong một điện trường như hình bên.
Một điện tích âm ban đầu nằm tại A, sau đó di chuyển đến vị trí B. Sự
biến thiên của thế năng có giá trị như thế nào?
A. dương B. âm C. bằng 0.
Câu 4: (0,5 điểm)
Cho mạch điện kín có điện trở R đặt gần một nam châm điện như
hình vẽ. Đặc điểm dòng điện cảm ứng IC trong mạch có điện trở R khi
đóng khóa S như thế nào?
A. Bằng 0
B. IC khác 0 và có chiều từ a đến b.
C. IC khác 0 và có chiều từ b đến a.
D. Cần phải biết cực của nam châm mới xác định được.
Câu 5: (1,0 điểm)
Hỏi một từ trường đều có thể làm một electron đang đứng yên chuyển động được không ?
Hãy giải thích câu trả lời.
Câu 6: (1,0 điểm)
Sét là hiện tượng thiên nhiên ấn tượng, vừa đẹp vừa nguy hiểm. Để hạn
chế sự nguy hiểm của sét, Benjamin Franklin đã phát minh ra cột thu lôi mà
ngày nay đã trở thành vật không thể thiếu với các tòa nhà cao tầng, các công
trình, cao ốc. Cột thu lôi thường là những thanh kim loại nhọn được nối đất. Từ
tính chất nào của vật dẫn kim loại có thể giải thích được vì sao cột thu lôi làm
bằng kim loại có hình dạng như trên? Từ đó, hãy giải thích vì sao cột thu lôi có
thể giảm thiểu được sét đánh trực tiếp vào tòa nhà.
Hình câu 1
Hình câu 3
Hình câu 4
−
+
Trang 2
Câu 7: (1,5 điểm)
Một khối trụ đặc có thể xem là rất dài có bán kính R. Điện tích được phân bố đều trên khối
trụ với mật độ điện khối ρ. Hãy xác định điện trường tại một điểm cách trục của khối trụ một đoạn r
trong hai trường hợp r > R và r < R.
Câu 8: (2,5 điểm)
Ba dây dẫn thẳng, dài vô hạn, song song với nhau,
mỗi dây mang dòng điện I = 3A đặt trong không khí như
hình vẽ. Trên hình vẽ biểu diễn mặt cắt của các dây dẫn, với
chiều dòng điện hướng ra. Biết a = 2 cm. Xác định phương,
chiều, độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại các điểm A, B và C?
Câu 9: (2,0 điểm)
Khi chế tạo tấm pin năng lượng mặt trời, người ta phủ lên trên nền Si có chiết suất 3,5 một
màng mỏng SiO trong suốt có bề dày không đổi, chiết suất 1,45.
a. Xác định bề dày mỏng nhất của lớp màng mỏng SiO để nó giảm tới mức tối thiểu sự phản xạ đối
với ánh sáng vàng có bước sóng 550 nm đi tới tấm pin năng lượng mặt trời theo phương pháp
tuyến.
b. Với bề dày tìm được ở câu a, hỏi có những bức xạ nào trong vùng ánh sáng khả kiến cũng được
tăng cường sự phản xạ? (biết ánh sáng khả kiến có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38 m đến
0,74 m)
Biết: hằng số điện
o = 8,8510−12 C2/N.m2, hằng số từ
0=4
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
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.
Câu 1, 3,4, 5, 6,7,8
[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.
Câu 2, 9
Ngày 31 tháng 12 năm 2019
Thông qua Bộ môn
Hình câu 8
Trang 1
Đáp án và bảng điểm vật lý 2
Thi ngày 09/01/2019
Câu
Điểm
1
Đáp án: D. (d)
- Điện trường do 2 điện tích âm gây ra tại đỉnh
còn lại có phương chiều như hình vẽ, có độ
lớn
. Suy ra điện trường tổng
hợp do 2 điện tích âm tại đỉnh còn lại là
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
như hình vẽ và độ lớn
√ .
- Điện trường do điện tích +2Q gây ra tại đỉnh
còn lại là
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
cùng phương ngược chiều với
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
và có độ lớn
( √ )
- Ta có nên điện trường tổng hợp do 3 điện tích gây ra tại đỉnh còn lại
là
󰇍
có độ lớn và phương chiều như hình vẽ.
0 ,5
2
Đáp án: B, C
Chiết suất của một vật liệu thay đổi theo bước sóng của ánh sáng truyền qua vật
liệu đó. Sự phụ thuộc của n vào được gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Theo định luật Snell, ánh sáng có bước sóng khác nhau sẽ bị gập những góc khác
nhau khi truyền qua vật liệu khúc xạ. Chiết suất của một vật liệu nói chung giảm
khi bước sóng tăng lên. Ánh sáng tím bị gập nhiều hơn ánh sáng đỏ khi băng
qua môi trường khúc xạ.
0,5
3
Đáp án: A. dương
Liện hệ giữa điện trường và điện thế là Vectơ điện trường hướng theo chiều giảm
của điện thế. Ở đây vectơ điện trường hướng từ A đến B nên VA > VB hay
Lại có độ biến thiên thế năng:
Theo đề ra, q < 0 nên suy ra
0,5
4
Đáp án: B. IC đi qua điện trở khác 0 và có chiều từ a
đến b
Khi đóng công tắc, dòng điện có chiều từ cực dương đến
âm của nguồn. Dùng quy tắc bàn tay phải ta xác định
được từ trường
󰇍
trong lòng ống dây như hình vẽ.
Ta có khi đóng công tắc, dòng điện chạy trong cuộn dây
tăng lên nên từ trường trong lòng ống dây tăng. Suy ra từ
thông gửi qua mạch điện kín tăng. Áp dụng định luật
Lenz, ta xác định được chiều của từ trường cảm ứng
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
ngược chiều với
󰇍
như hình vẽ. Từ quy tắc bàn tay phải ta suy ra dòng điện IC đi
qua điện trở có chiều từ a đến b.
(Do đề ghi thiếu “đi qua điện trở” nên SV chọn B hoặc C hoặc B, C đều được
chấp nhận)
0,5
5
Không thể làm một electron đang đứng yên chuyển động nhờ một từ trường đều
được.
Vì muốn làm một vật đứng yên chuyển động thì cần một lực gây ra gia tốc cho vật
đó.
Từ trường tác dụng lên một điện tích cho bởi công thức:
[
󰇍
].
Khi vật đứng yên thì lực từ sẽ bằng 0, do đó, không thể làm cho electron đang
đứng yên chuyển động được.
0,5
0,5
6
Sét là hiện tượng dòng điện tích từ đám mây trên trời được truyền xuống đất. Khi
đám mây trên trời tích điện sẽ làm cho cột thu lôi bị tích điện trái dấu do
Trang 2
hiện tượng điện hưởng.
- Do tính chất của kim loại là điện tích chỉ tập trung ở bề mặt của kim loại và bề
mặt nhọn thì sẽ tích điện nhiều hơn ở bề mặt ít lồi, do đó điện tích sẽ tập trung rất
nhiều ở đầu nhọn của cột thu lôi. Điện tích tập trung cao ở đầu nhọn tạo ra một
điện trường rất lớn ở đầu cột thu lôi (điện trường ở bên ngoài vật dẫn tỉ lệ thuận
với mật độ điện tích).
- Giống như một cái tụ điện, với 2 điện cực là đám mây và cột thu lôi, còn điện
môi
là không khí. Cột thu lôi có dạng que nhọn sẽ giải phóng điện tích lên giữa tầng
điện môi và theo điện trường tiến đến gần đám mây, Các đám mây dông chuyển
động hỗn hợp tiếp sát mặt đất đến mức nào đó đủ để phóng điện, và dòng điện này
(chính là sét) sẽ được cột thu lôi dẫn xuống đất an toàn.
Vậy cột thu lôi không phải là để chống sét mà nhằm thu hút sét đánh vào nó, và
dòng điện đó được dẫn xuống đất nhằm bảo vệ an toàn cho các tòa nhà.
0,5
0,5
7
Hãy xác định điện trường tại một điểm cách trục của khối trụ một đoạn r
trong hai trường hợp r > R và r < R.
Chọn mặt Gauss là mặt trụ tâm là tâm của khối trụ đặc, bán kính r, chiều dài a.
- Thông lượng điện trường gửi qua mặt Gauss đã chọn:
∮
󰇍
∫
∫
- Điện tích chứa trong mặt Gauss :
+ Trường hợp r < R:
+ Trường hợp r > R:
- Áp dụng định luật Gauss
ta tính được điện trường trong từng trường
hợp như sau:
+ Trường hợp r < R: Từ (1) và (2) suy ra
+ Trường hợp r > R: Từ (1) và (3) suy ra
0,5
0,5
0,5
8
Ta xác định được từ trường do các dòng điện 1, 2, 3 gây ra tại các điểm A, B, C
như hình vẽ.
- Vec tơ cảm ứng từ
A
B
tại A là sự tổng hợp của ba vectơ:
1 2 3A A A A
B B B B
Trong đó:
0,5
0,25
Trang 3
0
12
22
AA
I
BB
a

0
323
A
I
Ba
Do đối xứng nên tổng
12AA
BB
hướng cùng chiều với
3A
B
. Kết quả là
A
B
hướng
thẳng xuống và có độ lớn:
75
0 0 0
23
22 4 10 3
2 2 4 10 ( )
2 3 3 3 0,02
22
A A A
I I I
B B B T
aa
a
- Vectơ cảm ứng từ
B
B
tại B là sự tổng hợp của ba vec tơ:
1 2 3B B B B
B B B B
Do đối xứng nên tổng
12
0
BB
BB
. Kết quả là
B
B
chỉ có thành phần
3B
B
hướng
thẳng xuống và có độ lớn:
75
0
3
4 10 3 1,5 10 ( )
2 2 2 2 0,02
BB
I
B B T
a



- Vectơ cảm ứng từ
C
B
tại C là sự tổng hợp của ba vec tơ:
1 2 3C C C C
B B B B
Trong đó:
0
12
22
CC
I
BB
a

0
32
C
I
Ba
Do đối xứng nên tổng
12CC
BB
hướng thẳng lên trên, ngược chiều với
3C
B
, với
độ lớn:
00
1 2 1 3
22 2
22
C C C C
II
B B B B
a
a

Như vậy cảm ứng từ tại C bằng 0.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
9
- Tia sáng đi từ không khí (chiết suất bằng 1)
phản xạ trên lớp màng SiO tại M có chiết suất
lớn hơn bị đảo pha 1800 tạo ra tia phản xạ (1),
tức là quang lộ của tia (1) thay đổi một lượng
⁄.
- Một phần tia sáng khúc xạ vào môi trường SiO
rồi phản xạ trên mặt phân cách SiO-Si tại N
cũng bị đảo pha 1800, do chiết suất Si lớn hơn
của SiO, hình thành tia (2). Quang lộ của tia (2)
cũng thay đổi một lượng
⁄
Từ đó ta tính được hiệu quang lộ giữa hai tia:
a. Để giảm tới mức tối thiểu sự phản xạ đối với , cần hình thành cực
0,5
n’ = 3,5 (Si)
n = 1,45 (SiO)
R’ R
S
M
t
N