Câu 1: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. Những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua

Giải thích:

Các đường sức từ quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua. Đây là một kiến thức cơ bản về từ trường của dòng điện thẳng.

---

Câu 2: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. lực từ chỉ tác dụng vào trung điểm của đoạn dây.

Giải thích:

Phát biểu không đúng là: "lực từ chỉ tác dụng vào trung điểm của đoạn dây". Lực từ tác dụng lên toàn bộ đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường, không chỉ tập trung ở trung điểm. Điểm đặt của lực từ là trung điểm của đoạn dây, nhưng điều này không có nghĩa là lực chỉ tác dụng vào trung điểm. Các phát biểu khác đúng vì: Lực từ tác dụng lên đoạn dây khi nó không song song với đường sức từ (khi đoạn dây song song với đường sức từ, lực từ bằng 0). Lực từ tác dụng lên đoạn dây có điểm đặt là trung điểm của đoạn dây.

---

Câu 3: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. lực từ làm nén khung.

Giải thích:

Phân tích hình vẽ và áp dụng quy tắc bàn tay trái: Xác định chiều dòng điện: Dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ. Áp dụng quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện. Khi đó, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực từ. Xét lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây: Cạnh trên và cạnh dưới: Lực từ tác dụng lên cạnh trên hướng xuống dưới, lực từ tác dụng lên cạnh dưới hướng lên trên. Cạnh trái và cạnh phải: Lực từ tác dụng lên cạnh trái hướng sang phải, lực từ tác dụng lên cạnh phải hướng sang trái. Kết luận: Các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây đều hướng vào trong, do đó, lực từ có tác dụng làm nén khung. Vậy đáp án đúng là C.

---

Câu 4: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. I = 0,52 A và có chiều từ N đến M.

Giải thích:

Tóm tắt lý thuyết: Lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện: $F = BIL\sin\alpha$, trong đó $\alpha$ là góc hợp bởi dây dẫn và véctơ cảm ứng từ $\vec{B}$. Điều kiện cân bằng của vật rắn: $\sum \vec{F} = \vec{0}$ và $\sum \vec{M} = \vec{0}$. Lời giải chi tiết: 1. Phân tích lực: Trọng lực của thanh: $\vec{P}$ có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, đặt tại trung điểm của thanh. Lực từ tác dụng lên thanh: $\vec{F}$ có phương vuông góc với thanh và $\vec{B}$. Lực căng của hai sợi dây: $\vec{T_C}$ và $\vec{T_D}$ có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên, đặt tại C và D. 2. Chọn chiều dòng điện: Giả sử dòng điện có chiều từ M đến N. Theo quy tắc bàn tay trái, lực từ $\vec{F}$ sẽ có phương thẳng đứng, chiều hướng lên. 3. Điều kiện cân bằng: Vì thanh cân bằng nên: $\vec{T_C} + \vec{T_D} + \vec{P} + \vec{F} = \vec{0}$. Chiếu lên phương thẳng đứng: $T_C + T_D = P - F$. Vì một trong hai sợi chỉ bị đứt nên lực căng của sợi dây còn lại đạt giá trị tối đa là $T_{max} = 0,04 N$. Để một trong hai sợi dây đứt khi dòng điện nhỏ nhất thì lực căng của sợi dây còn lại đạt giá trị lớn nhất. 4. Xét hai trường hợp: Trường hợp 1: Sợi CM đứt. Khi đó $T_C = T_{max} = 0,04 N$ và $T_D < T_{max}$. Chọn trục quay tại điểm D. Áp dụng quy tắc moment: $T_C \cdot CD = P \cdot \frac{MN}{2} - F \cdot \frac{MN}{2}$. Suy ra: $T_C = \frac{P - F}{2} \Rightarrow F = P - 2T_C$. $P = mg = 5 \times 10^{-3} \times 9,8 = 0,049 N$. $F = 0,049 - 2 \times 0,04 = -0,031 N < 0$, điều này vô lý vì $F > 0$ khi giả sử chiều dòng điện từ M đến N. Trường hợp 2: Sợi DN đứt. Khi đó $T_D = T_{max} = 0,04 N$ và $T_C < T_{max}$. Chọn trục quay tại điểm C. Áp dụng quy tắc moment: $T_D \cdot CD = P \cdot \frac{MN}{2} + F \cdot \frac{MN}{2}$. Suy ra: $T_D = \frac{P + F}{2} \Rightarrow F = 2T_D - P$. $F = 2 \times 0,04 - 0,049 = 0,031 N$. $F = BIL \Rightarrow I = \frac{F}{BL} = \frac{0,031}{0,3 \times 0,2} = 0,5167 A \approx 0,52 A$. 5. Kết luận: Vì $F > 0$ nên chiều dòng điện phải ngược lại, tức là từ N đến M. Cường độ dòng điện nhỏ nhất là $I = 0,52 A$. Vậy đáp án đúng là D. I = 0,52 A và có chiều từ N đến M.

---

Câu 5: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm Đúng/Sai)

Đáp án đúng: B.

Giải thích:

Để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi di chuyển lại gần hay ra xa nam châm, ta sử dụng định luật Lenz: 1. Khi vòng dây dịch chuyển lại gần nam châm: - Từ thông qua vòng dây tăng lên. - Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây để tạo ra từ trường cảm ứng chống lại sự tăng lên của từ thông ban đầu. - Áp dụng quy tắc bàn tay phải: ngón cái hướng theo chiều của từ trường cảm ứng, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều của dòng điện cảm ứng. 2. Khi vòng dây dịch chuyển ra xa nam châm: - Từ thông qua vòng dây giảm đi. - Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây để tạo ra từ trường cảm ứng chống lại sự giảm đi của từ thông ban đầu (tức là cùng chiều với từ trường của nam châm). - Áp dụng quy tắc bàn tay phải để xác định chiều của dòng điện cảm ứng. Xét từng hình vẽ: Hình A: Khi vòng dây lại gần nam châm, từ thông tăng, dòng điện cảm ứng phải tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường nam châm. Theo hình vẽ, dòng điện cảm ứng tạo ra từ trường cùng chiều với nam châm. Sai. Hình B: Khi vòng dây lại gần nam châm, từ thông tăng, dòng điện cảm ứng phải tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường nam châm. Theo hình vẽ, chiều dòng điện cảm ứng tạo ra từ trường ngược chiều từ trường nam châm. Khi vòng dây ra xa nam châm, từ thông giảm, dòng điện cảm ứng phải tạo ra từ trường cùng chiều với từ trường nam châm. Theo hình vẽ, chiều dòng điện cảm ứng tạo ra từ trường cùng chiều từ trường nam châm. Đúng. Hình C: Khi vòng dây lại gần nam châm, từ thông tăng, dòng điện cảm ứng phải tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường nam châm. Theo hình vẽ, dòng điện cảm ứng tạo ra từ trường cùng chiều với nam châm. Sai. Hình D: Khi vòng dây ra xa nam châm, từ thông giảm, dòng điện cảm ứng phải tạo ra từ trường cùng chiều với từ trường nam châm. Theo hình vẽ, dòng điện cảm ứng tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường nam châm. Sai. Vậy đáp án đúng là B.

---

Câu 6: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: A. có độ lớn tăng lên.

Giải thích:

Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi có sự biến thiên từ thông qua một mạch kín. Độ lớn của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào tốc độ biến thiên từ thông: * Khi tăng tốc độ di chuyển nam châm, từ thông biến thiên càng nhanh, do đó dòng điện cảm ứng trong ống dây có độ lớn tăng lên. Vậy đáp án đúng là A. có độ lớn tăng lên.

---

Câu 7: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. Dịch chuyển đoạn dây dẫn MN tịnh tiến theo phương ngang.

Giải thích:

Để giải thích khi nào kim của ampe kế bị lệch (tức là xuất hiện dòng điện cảm ứng), ta cần xem xét điều kiện để có dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kín. Trong trường hợp này, mạch kín bao gồm đoạn dây dẫn MN và ampe kế. Từ thông: $\Phi = B \cdot S \cdot \cos{\alpha}$, trong đó: $B$ là độ lớn cảm ứng từ. $S$ là diện tích của mạch kín. $\alpha$ là góc giữa vectơ pháp tuyến của diện tích $S$ và vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi từ thông $\Phi$ qua mạch kín thay đổi. Điều này có thể xảy ra khi $B$, $S$ hoặc $\alpha$ thay đổi. Xét các trường hợp: A. Dịch chuyển đoạn dây dẫn MN tịnh tiến xuống dưới: Trong trường hợp này, diện tích hình chiếu của mạch kín lên mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ không đổi, $B$ không đổi, $\alpha$ không đổi, do đó từ thông không đổi, nên không có dòng điện cảm ứng. B. Dịch chuyển đoạn dây dẫn MN tịnh tiến theo phương ngang: Trong trường hợp này, đoạn dây MN dịch chuyển theo phương ngang, diện tích hình chiếu của mạch kín lên mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ thay đổi (tăng hoặc giảm), $B$ không đổi, $\alpha$ không đổi, do đó từ thông thay đổi, nên có dòng điện cảm ứng. * C. Dịch chuyển đoạn dây dẫn MN tịnh tiến lên trên: Trong trường hợp này, diện tích hình chiếu của mạch kín lên mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ không đổi, $B$ không đổi, $\alpha$ không đổi, do đó từ thông không đổi, nên không có dòng điện cảm ứng. Vậy đáp án đúng là B.

---

Câu 8: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: B. độ lớn cực đại và hướng về phía tây.

Giải thích:

Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần hiểu về mối quan hệ giữa cảm ứng từ và cường độ điện trường trong sóng điện từ. Trong sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường $\vec{E}$ và vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Ba vectơ này tạo thành một hệ tọa độ thuận phải. Theo quy tắc bàn tay phải: Ngón cái chỉ phương truyền sóng. Ngón trỏ chỉ phương của $\vec{B}$. Ngón giữa chỉ phương của $\vec{E}$. Trong bài toán này: Phương truyền sóng là hướng thẳng đứng hướng lên trên. * $\vec{B}$ có độ lớn cực đại và hướng về phía nam. Áp dụng quy tắc bàn tay phải, ta xác định được $\vec{E}$ phải có độ lớn cực đại và hướng về phía tây. Vậy, đáp án đúng là B.

---

Câu 9: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. -25.10^-6 Wb.        

Giải thích:

Từ thông qua khung dây được tính bằng công thức: $\Phi = B.S.cos\alpha$, trong đó $\alpha$ là góc giữa vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây và vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$. Ban đầu, đường sức từ vuông góc với mặt khung, nghĩa là $\alpha_1 = 0^\circ$. Từ thông ban đầu là: $\Phi_1 = B.S.cos\alpha_1 = B.S.cos0^\circ = B.S$ Với $B = 0,01 T$ và cạnh của hình vuông là $a = 5 cm = 0,05 m$, diện tích của khung dây là $S = a^2 = (0,05)^2 = 0,0025 m^2$. Do đó, $\Phi_1 = 0,01 \times 0,0025 = 0,000025 Wb = 25 \times 10^{-6} Wb$. Sau khi quay, mặt phẳng khung song song với đường sức từ, nghĩa là $\alpha_2 = 90^\circ$. Từ thông lúc này là: $\Phi_2 = B.S.cos\alpha_2 = B.S.cos90^\circ = 0$. Độ biến thiên từ thông là: $\Delta\Phi = \Phi_2 - \Phi_1 = 0 - 25 \times 10^{-6} = -25 \times 10^{-6} Wb$. Vậy đáp án đúng là C.

---

Câu 10: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: A. 1 mV.        

Giải thích:

Công thức suất điện động cảm ứng: $e_c = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$ Độ biến thiên từ thông: $\Delta \Phi = \Phi_2 - \Phi_1 = BS\cos\alpha_2 - BS\cos\alpha_1$ Trong đó: - B là cảm ứng từ (T) - S là diện tích khung dây ($m^2$) - $\alpha$ là góc hợp bởi véctơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây và véctơ cảm ứng từ $\vec{B}$. Trong bài này: - Ban đầu, khung dây vuông góc với từ trường nên $\alpha_1 = 0^\circ \Rightarrow \cos\alpha_1 = 1$ - Sau đó, từ trường giảm đều đến 0 nên $B_2 = 0 \Rightarrow \Phi_2 = 0$ - $B_1 = 0.08$ T - Cạnh hình vuông $a = 5$ cm = 0.05 m. Diện tích hình vuông: $S = a^2 = (0.05)^2 = 0.0025 m^2$ - Thời gian biến thiên từ trường $\Delta t = 0.2$ s Vậy $\Delta \Phi = 0 - B_1 S \cos\alpha_1 = - 0.08 \times 0.0025 \times 1 = -0.0002$ Wb. Suất điện động cảm ứng: $e_c = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -\frac{-0.0002}{0.2} = 0.001$ V = 1 mV Chọn đáp án A.

---

Câu 11: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian.

Giải thích:

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian. Vì vậy, đáp án đúng là B.

---

Câu 12: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. Có thể thu được từ phổ bằng rắc mạt sắt lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường.

Giải thích:

A. Đúng. Từ phổ là hình ảnh trực quan của từ trường, được tạo ra bằng cách rắc mạt sắt lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường. Mạt sắt sẽ sắp xếp theo hình dạng của các đường sức từ, giúp ta hình dung được từ trường. B. Sai. Từ phổ là hình ảnh về các đường sức từ, không phải đường sức điện. Đường sức điện liên quan đến điện trường, không phải từ trường. C. Sai. Nơi nào mạt sắt dày thì từ trường mạnh, vì mật độ mạt sắt thể hiện mật độ đường sức từ. D. Sai. Nơi nào mạt sắt thưa thì từ trường yếu, vì mật độ mạt sắt thể hiện mật độ đường sức từ.

---

Câu 13: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. Công suất.

Giải thích:

Giá trị hiệu dụng được sử dụng để mô tả điện áp, cường độ dòng điện và suất điện động trong mạch điện xoay chiều. Công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều được tính bằng công thức $P = UI\cos\varphi$ hoặc $P = I^2R$ hoặc $P = \frac{U^2}{R}\cos^2\varphi$, trong đó U và I là giá trị hiệu dụng của điện áp và cường độ dòng điện, $\varphi$ là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện. Do đó, công suất không được biểu diễn trực tiếp bằng giá trị hiệu dụng duy nhất, mà là một hàm của các giá trị hiệu dụng và độ lệch pha.

---

Câu 14: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. I = 2 A.     

Giải thích:

Cường độ dòng điện trong mạch có dạng $i = I_0 \cos(\omega t)$, trong đó $I_0$ là cường độ dòng điện cực đại. Từ phương trình $i = 2\sqrt{2}\cos(100\pi t)$ A, ta có cường độ dòng điện cực đại là $I_0 = 2\sqrt{2}$ A. Cường độ dòng điện hiệu dụng $I$ được tính bằng công thức: $I = \frac{I_0}{\sqrt{2}} = \frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 2$ A. Vậy đáp án đúng là C.

---

Câu 15: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. 2,8 A.

Giải thích:

Điện áp xoay chiều có giá trị cực đại là $U_0$. Điện trở là $R$. Cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở là $I$. Ta có công thức liên hệ giữa giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại của điện áp xoay chiều: $U = \frac{U_0}{\sqrt{2}}$ Áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở, ta có: $I = \frac{U}{R} = \frac{U_0}{R\sqrt{2}}$ Thay số: $U_0 = 400V$, $R = 100\Omega$ $I = \frac{400}{100\sqrt{2}} = \frac{4}{\sqrt{2}} = 2\sqrt{2} \approx 2,8 A$ Vậy cường độ dòng điện hiệu dụng qua điện trở là 2,8A.

---

Câu 16: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. P = 180 W.     

Giải thích:

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch được tính bằng công thức: $P = UI\cos\varphi$ Trong đó: - $U$ là điện áp hiệu dụng của đoạn mạch. - $I$ là cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch. - $\varphi$ là độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện. Từ phương trình điện áp và dòng điện, ta có: - $U = 200/\sqrt{2} = 100\sqrt{2}$ V. - $I = 1,8/\sqrt{2} = 0,9\sqrt{2}$ A. - Độ lệch pha $\varphi = \pi/6 - \pi/3 = -\pi/6$. Vậy $\cos\varphi = \cos(-\pi/6) = \cos(\pi/6) = \sqrt{3}/2$. Thay các giá trị vào công thức tính công suất: $P = (100\sqrt{2})(0,9\sqrt{2})\cos(-\pi/6) = 100\sqrt{2} \cdot 0,9\sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$ $P = 100 \cdot 0,9 \cdot 2 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 90 \cdot \sqrt{3} \approx 180 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$ Ta tính lại như sau: $P = UI\cos\varphi = 100\sqrt{2} \cdot \frac{1,8}{\sqrt{2}} \cdot \cos(\frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{3}) = 100\sqrt{2} \cdot \frac{1,8}{\sqrt{2}} \cdot \cos(-\frac{\pi}{6}) = 100 \cdot 1,8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 180 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} $ Tính lại lần nữa. Ta có $u = 200\cos(\omega t + \pi/6)$ và $i = 1.8\cos(\omega t + \pi/3)$. Vậy $U = \frac{200}{\sqrt{2}}$ và $I = \frac{1.8}{\sqrt{2}}$. $\varphi = \frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{3} = -\frac{\pi}{6}$. $P = UI\cos\varphi = \frac{200}{\sqrt{2}} \cdot \frac{1.8}{\sqrt{2}} \cdot \cos(-\frac{\pi}{6}) = \frac{200 \cdot 1.8}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 100 \cdot 1.8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 180 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 155.88$ Có vẻ như đề bài có lỗi. Kiểm tra lại đề bài. Đề bài cho $u=200\cos(\omega t + \pi/6)$ V và $i=1.8\cos(\omega t + \pi/3)$ A Vậy $U = 200/\sqrt{2}$ và $I = 1.8/\sqrt{2}$ Độ lệch pha $\varphi = \pi/6 - \pi/3 = -\pi/6$, vậy $\cos(-\pi/6) = \sqrt{3}/2$ $P = UI\cos\varphi = \frac{200}{\sqrt{2}} \frac{1.8}{\sqrt{2}} \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{200 \cdot 1.8}{2} \frac{\sqrt{3}}{2} = 100 \cdot 1.8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 180 \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 155.88 \text{ W}$ Giá trị gần nhất là đáp án C. Tuy nhiên đáp án C là $P = 180$ W. Nếu như $i=1.8\cos(\omega t - \pi/3)$ thì $\varphi = \frac{\pi}{6} - (-\frac{\pi}{3}) = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{2}$, vậy $\cos(\frac{\pi}{2}) = 0$ và $P = 0$. Nếu như đề là $u=200\cos(\omega t + \pi/6)$ và $i=1.8\cos(\omega t + \pi/6)$ thì $\varphi = 0$ và $\cos(0) = 1$ $P = UI\cos\varphi = \frac{200}{\sqrt{2}} \frac{1.8}{\sqrt{2}} 1 = \frac{200 \cdot 1.8}{2} = 200 \cdot 0.9 = 180 \text{ W}$ Do đó, có thể đề bị sai dấu. Nếu sửa thành $i=1.8\cos(\omega t + \pi/6)$ thì đáp án C đúng.

---

Câu 17: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. A

Giải thích:

Biểu thức điện áp có dạng: $u = U_0\cos(\omega t + \varphi_u)$ Biểu thức dòng điện có dạng: $i = I_0\cos(\omega t + \varphi_i)$ Từ đề bài ta có: - Điện áp hiệu dụng: $U = 120\sqrt{2}$ V - Cường độ dòng điện hiệu dụng: $I = 5$ A - Dòng điện chậm pha hơn điện áp góc $\frac{\pi}{4}$, tức là $\varphi_i - \varphi_u = -\frac{\pi}{4}$ Từ biểu thức điện áp, ta có: - Biên độ điện áp: $U_0 = 120\sqrt{2} \times \sqrt{2} = 240$ V - Tần số góc: $\omega = 100\pi$ rad/s - Pha ban đầu của điện áp: $\varphi_u = -\frac{\pi}{4}$ rad Ta có $I_0 = I\sqrt{2} = 5\sqrt{2}$ A Vì dòng điện chậm pha hơn điện áp góc $\frac{\pi}{4}$, nên $\varphi_i = \varphi_u - \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{2}$ Vậy biểu thức của cường độ dòng điện là: $i = 5\sqrt{2}\cos(100\pi t - \frac{\pi}{2})$ A Đáp án đúng là C.

---

Câu 18: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: B. i = 4cos(100πt + π/2) A.

Giải thích:

Lời giải chi tiết: Ta có: Điện áp giữa hai đầu mạch: $u = 200\cos(100\pi t + \frac{\pi}{6}) \, V$ Cường độ hiệu dụng của dòng điện: $I = 2\sqrt{2} \, A$ * Dòng điện nhanh pha hơn điện áp một góc $\frac{\pi}{3}$ Tính cường độ dòng điện cực đại: $I_0 = I\sqrt{2} = 2\sqrt{2} \cdot \sqrt{2} = 4 \, A$ Pha ban đầu của dòng điện: $\varphi_i = \varphi_u + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{2}$ Vậy, biểu thức của cường độ dòng điện là: $i = 4\cos(100\pi t + \frac{\pi}{2}) \, A$ Chọn đáp án B.

---

Câu 19: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. Hạt mang điện đứng yên

Giải thích:

Từ trường được tạo ra bởi các điện tích chuyển động hoặc dòng điện. A. Dòng điện không đổi: Dòng điện là dòng các điện tích chuyển động có hướng, do đó tạo ra từ trường. B. Hạt mang điện chuyển động: Điện tích chuyển động tạo ra từ trường. C. Hạt mang điện đứng yên: Điện tích đứng yên chỉ tạo ra điện trường, không tạo ra từ trường. D. Nam châm chữ U: Nam châm có từ trường riêng. Vậy, đáp án đúng là C. Hạt mang điện đứng yên.

---

Câu 20: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D.

Giải thích:

Để giải bài tập này, ta cần nắm vững quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường do dòng điện gây ra: Quy tắc nắm tay phải: Bước 1: Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái hướng theo chiều dòng điện trong dây dẫn. Bước 2: Khi đó, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều của đường sức từ. Áp dụng quy tắc này vào từng hình vẽ: Hình A: Dòng điện đi theo chiều kim đồng hồ. Khi nắm tay phải, ngón cái hướng xuống, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều từ trường hướng vào trong. Hình vẽ này sai. Hình B: Dòng điện đi ngược chiều kim đồng hồ. Khi nắm tay phải, ngón cái hướng lên, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều từ trường hướng ra ngoài. Hình vẽ này sai. Hình C: Dòng điện đi theo chiều kim đồng hồ. Khi nắm tay phải, ngón cái hướng xuống, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều từ trường hướng vào trong. Hình vẽ này sai. Hình D: Dòng điện đi ngược chiều kim đồng hồ. Khi nắm tay phải, ngón cái hướng lên, các ngón tay còn lại khum lại chỉ chiều từ trường hướng ra ngoài. Hình vẽ này đúng. Vậy đáp án đúng là D.

---

Câu 21: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. Các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau.

Giải thích:

Đường sức từ là một khái niệm quan trọng trong việc mô tả từ trường. Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần nhớ lại các tính chất của đường sức từ. Tính chất 1: Đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. Tính chất 2: Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ. Tính chất 3: Chiều của các đường sức từ là chiều của từ trường tại điểm đó. Tính chất 4: Các đường sức từ của cùng một từ trường không cắt nhau. Dựa vào các tính chất trên, ta thấy đáp án D "Các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau" là sai. Vậy đáp án đúng là D.

---

Câu 22: (0.4 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. A là cực Nam, B là cực Bắc

Giải thích:

Để giải quyết câu hỏi này, ta cần áp dụng quy tắc nắm tay phải (hoặc quy tắc vặn đinh ốc) và kiến thức về từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua. Bước 1: Xác định chiều dòng điện. Đề bài cho biết có dòng điện chạy qua ống dây AB. Tuy nhiên, chiều của dòng điện (từ A đến B hay từ B đến A) không được chỉ rõ trong đề bài. Do đó, ta cần dựa vào hình ảnh và thông tin về nam châm thử. Bước 2: Xác định chiều đường sức từ. Nam châm thử đặt ở đầu B của ống dây, khi đứng yên nằm theo một hướng nhất định. Kim của nam châm thử sẽ chỉ theo hướng của từ trường tại vị trí đó. Cụ thể, cực Bắc của nam châm thử sẽ chỉ theo chiều của đường sức từ. Trong hình vẽ (không được cung cấp đầy đủ), giả sử cực Bắc của nam châm thử hướng về phía đầu B của ống dây. Điều này có nghĩa là từ trường do ống dây tạo ra có chiều từ A đến B bên trong ống dây. Bước 3: Áp dụng quy tắc nắm tay phải. Nắm bàn tay phải sao cho các ngón tay khum lại chỉ chiều dòng điện chạy trong các vòng dây của ống dây. Khi đó, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây. Bước 4: Xác định các cực của ống dây. Đầu mà các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu mà các đường sức từ đi vào là cực Nam. Trong trường hợp này, đường sức từ có chiều từ A đến B bên trong ống dây, vậy: Đầu B là cực Bắc. Đầu A là cực Nam. Vậy, đáp án đúng là B. A là cực Nam, B là cực Bắc.

---

Câu 23: (0.4 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Giải thích:

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần áp dụng quy tắc bàn tay phải để xác định hướng của từ trường do dòng điện thẳng dài gây ra. 1. Xác định dòng điện: Dòng điện có chiều từ M đến A, nằm trên đường thẳng AM. 2. Xác định điểm xét từ trường: Điểm O là giao điểm của AC và BD, tức là tâm của hình chữ nhật ABCD. 3. Áp dụng quy tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái chỉ theo chiều dòng điện (từ M đến A). Các ngón tay còn lại khum lại sẽ chỉ chiều của các đường sức từ. 4. Xác định hướng từ trường tại O: Tại điểm O, đường sức từ sẽ có dạng đường tròn bao quanh dòng điện AM. Trong mặt phẳng hình hộp chữ nhật, đường sức từ sẽ vuông góc với mặt phẳng chứa AM và O. Do dòng điện đi từ M đến A, ta có thể suy ra hướng của từ trường tại O như sau: Từ M đến A, nhìn từ phía trên (phía mặt MNPQ), từ trường sẽ có hướng đi vào. Từ M đến A, nhìn từ phía dưới (phía mặt ABCD), từ trường sẽ có hướng đi ra. 5. So sánh với các phương án: Vì O là tâm của hình chữ nhật ABCD, từ trường tại O sẽ nằm trên mặt phẳng ABCD và vuông góc với nó. Quan sát hình vẽ, ta thấy vectơ $\overrightarrow{DQ}$ thỏa mãn điều kiện này và hướng lên trên. Vậy, từ trường do dòng điện gây ra tại điểm O có hướng trùng với hướng của vectơ $\overrightarrow{DQ}$. Kết luận: Hướng từ trường tại O trùng với hướng của vectơ $\overrightarrow{DQ}$.

---

Câu 24: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: B. ngược với chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay.

Giải thích:

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực từ. Trong trường hợp này, ngón cái choãi ra chỉ chiều dòng điện. Vậy chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện ngược với chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay.

---

Câu 25: (0.4 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: A. Lực từ luôn bằng không khi tăng cường độ dòng điện.

Giải thích:

Vì đoạn dây dẫn đặt song song với đường sức từ nên góc giữa vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ và vectơ dòng điện $\vec{I}$ bằng $0^\circ$ hoặc $180^\circ$. Do đó, lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là: $F = BIL\sin\alpha = BIL\sin0^\circ = 0$ hoặc $F = BIL\sin\alpha = BIL\sin180^\circ = 0$ Vậy lực từ luôn bằng không, không phụ thuộc vào cường độ dòng điện. Do đó, đáp án A đúng.