19 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Vật Lí 11 (có đáp án) Chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều

Câu 1:

Hỏi một hạt mang điện có thể chuyển động thẳng với vận tốc không đổi trong từ trường đều được không?

A. Có thể, nếu hạt chuyển động vuông góc với đường sức từ của từ trường đều

B. Không thể, vì nếu hạt chuyển động luôn chịu lực tác dụng vuông góc với vận tốc

C. Có thể, nếu hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều

D. Có thể, nếu hạt chuyển động hợp với đường sức từ trường một góc không đổi

Xem đáp án

Lời giải:

+ Nếu $\vec{v} ⊥ \vec{B}$

$\{\begin{matrix} f_{\max} = |q| v B \\ \vec{f} ⊥ \vec{v} \\ f = F_{h t} \leftrightarrow |q| v B = m \frac{v^{2}}{R} \end{matrix}$

Câu 2:

Một electron bay vào trong từ trường đều với vận tốc ${2.10}^{6} m / s$ vuông góc với từ trường có độ lớn 0,2T. Độ lớn của lực lorenxơ có giá trị là bao nhiêu? Biết $e = - 1, {6.10}^{- 19} C$

A. $6, {4.10}^{- 14} N$

B. $- 6, {4.10}^{- 14} N$

C. $3, {2.10}^{- 14} N$

D. $- 3, {2.10}^{- 14} N$

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có: $f = |e| v B \sin 90^{0} = 1, {6.10}^{- 19} {.2.10}^{6} .0, 2 = 6, {4.10}^{- 14} N$

Đáp án cần chọn là: A

Câu 3:

Một hạt có điện tích $q = 3, {2.10}^{- 19} C$ bay vuông góc vào vùng từ trường đếu với tốc độ $v = {2.10}^{6} m / s$ . Biết cảm ứng từ của từ trường B=0,2T. Xác định lực lorenxo tác dụng lên điện tích?

A. $6, {4.10}^{- 14} N$

B. $1, 6 {.10}^{- 14} N$

C. $1, 28 {.10}^{- 14} N$

D. ${4.10}^{- 14} N$

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có, độ lớn của lực lorenxo tác dụng lên hạt: $f = |q| v B . \sin 90^{0} = 3, {2.10}^{- 19} {.2.10}^{6} .0, 2 = 1, {28.10}^{- 13} N$

Đáp án cần chọn là: C

Câu 4:

Electron khối lượng $9, {1.10}^{- 31} k g$ , chuyển động với vận tốc $10^{7} m / s$ vuông góc trong từ trường đều. Quỹ đạo của electron là đường tròn bán kính 20mm. Độ lớn cảm ứng từ có giá trị là:

A. $8, {79.10}^{- 5} (T)$

B. $2, {84.10}^{- 3} (T)$

C. $2, {84.10}^{- 6} (T)$

D. ${5.10}^{- 5} (T)$

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có: $\vec{v} ⊥ \vec{B}$ , lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm $f = F_{h t} \leftrightarrow |q| v B = m \frac{v^{2}}{R}$ $\to B = \frac{m \frac{v}{R}}{|e|} = \frac{9, {1.10}^{- 31} \frac{10^{7}}{{20.10}^{- 3}}}{1, {6.10}^{- 19}} = 2, {84.10}^{- 3} (T)$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 5:

Một hạt có điện tích $q = {4.10}^{- 10} C$ bay vuông góc vào vùng từ trường đếu với tốc độ $v = {2.10}^{5} m / s$ . Biết định lực lorenxo tác dụng lên điện tích có giá trị là $f = {4.10}^{- 5} N$ . Cảm ứng từ của từ trường có giá trị là:

A. 0,5T

B. 2T

C. 0,05T

D. 0,2T

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có, độ lớn của lực lorenxo tác dụng lên hạt:

$f = |q| v B . \sin 90^{0}$ $\Rightarrow B = \frac{f}{|q| v} = \frac{{4.10}^{- 5}}{{4.10}^{- 10} {.2.10}^{5}} = 0, 5 T$

Đáp án cần chọn là: A

Câu 6:

Một hạt mang điện tích $10^{- 6} C$ , khối lượng $10^{- 4} g$ chuyển động vuông góc từ trường đều cảm ứng từ B=0,2T. Chu kì chuyển động của điện tích trên là:

A. $2 π (s)$

B. $\frac{1}{π} (s)$

C. $1 (s)$

D. $π (s)$

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có: $\vec{v} ⊥ \vec{B}$ , lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm

$f = F_{h t} \leftrightarrow |q| v B = m \frac{v^{2}}{R}$ $\to R = \frac{m v}{|q| B} = \frac{m . R . ω}{|q| B} \to ω = \frac{|q| B}{m} = \frac{10^{- 6} .0, 2}{10^{- 4} {.10}^{- 3}} = 2$ $\to T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{2} = π (s)$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 7:

Một hạt mang điện có điện tích ${2.10}^{- 6} C$ , khối lượng $10^{- 4} g$ chuyển động vuông góc với từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2T. Tính chu kì chuyển động của điện tích trên?

A. $2 π (s)$

B. $\frac{π}{2} (s)$

C. $π (s)$

D. $4 π (s)$

Xem đáp án

Lời giải:

+ Ta có, điện tích chuyển động vuông góc với từ trường đều

=> Chuyển độngc ủa điện tích là chuyển động tròn đều

Lực lorenxo đóng vai trò là lực hướng tâm:

Câu 8:

Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế 500V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ, có cảm ứng từ B=0,2T. Xác định bán kính quỹ đạo của electron. Biết $e = - 1, {6.10}^{- 19} C$ , $m_{e} = 9, {1.10}^{- 31} k g$

A. 5,03m

B. $5, 03.10 ^{- 3} m$

C. 3,77m

D. 3,77mm

Xem đáp án

Lời giải:

+ Theo định lý động năng, ta có:

$W_{d_{2}} - W_{d_{1}} = A = |q| U \leftrightarrow \frac{1}{2} m v^{2} - 0 = |q| U$ $\to v = \sqrt{\frac{2 |q| U}{m}} = \sqrt{\frac{2.1, {6.10}^{- 19} .500}{9, {1.10}^{- 31}}} = 1, {33.10}^{7} m / s$

+ Mặt khác: $\vec{v} ⊥ \vec{B}$ , lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm

$f = F_{h t} \leftrightarrow |q| v B = m \frac{v^{2}}{R}$ $\to R = \frac{m v}{|q| B} = \frac{9, {1.10}^{- 31} .1, {33.10}^{7}}{1, {6.10}^{- 19} .0, 2} = 3, {77.10}^{- 4} m$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 9:

Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế 200V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ, có cảm ứng từ B=0,2T. Xác định bán kính quỹ đạo của electron. Biết $e = - 1, {6.10}^{- 19} C, m_{e} = 9, {1.10}^{- 31} k g$

A. 5,03m

B. $2, {4.10}^{- 3} m$

C. 3,77m

D. $8, {4.10}^{- 3} m$

Xem đáp án

Lời giải:

+ Theo định lý động năng, ta có:

$\begin{array}{l} W_{d_{2}} - W_{d_{1}} = A = |q| U \\ \leftrightarrow \frac{1}{2} m v^{2} - 0 = |q| U \\ \to v = \sqrt{\frac{2 |q| U}{m}} = \sqrt{\frac{2.1, {6.10}^{- 19} .200}{9, {1.10}^{- 31}}} = 8, {4.10}^{6} m / s \end{array}$

+ Mặt khác: $\vec{v} ⊥ \vec{B}$ , lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm

$\begin{array}{l} f = F_{h t} \\ \leftrightarrow |q| v B = m \frac{v^{2}}{R} \\ \to R = \frac{m v}{|q| B} = \frac{9, {1.10}^{- 31} .8, {4.10}^{6}}{1, {6.10}^{- 19} .0, 02} \approx 2, {4.10}^{- 3} m \end{array}$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 10:

Một electron bay vào trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc $v_{1} = 1, {8.10}^{6} m / s$ thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn $f_{1} = {2.10}^{- 6} N$ . Nếu vận tốc $v_{2} = 4, {5.10}^{7} m / s$ thì độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là bao nhiêu?

A. $1, {25.10}^{- 3} N$

B. ${5.10}^{- 5} N$

C. $3, {2.10}^{- 9} N$

D. ${8.10}^{- 8} N$

Xem đáp án

Ta có: $f = |q| v B$

$\to \frac{f_{1}}{f_{2}} = \frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{1, {8.10}^{6}}{4, {5.10}^{7}} = 0, 04$

$\to f_{2} = 25 f_{1} = {25.2.10}^{- 6} = {5.10}^{- 5} N$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 11:

Một electron bay vào trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc $v_{1} = {2.10}^{6} m / s$ thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn $f_{1} = {2.10}^{- 6} N$ . Nếu vận tốc $v_{2} = 3, {6.10}^{7} m / s$ thì độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là bao nhiêu?

A. $1, {8.10}^{- 5} N$

B. $14, {4.10}^{- 6} N$

C. $1, 1 {.10}^{- 6} N$

D. $3, {6.10}^{- 5} N$

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có: $f = |q| v B$

$\to \frac{f_{1}}{f_{2}} = \frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{{2.10}^{6}}{3, {6.10}^{7}} = \frac{1}{18}$ $\to f_{2} = 18 f_{1} = {18.2.10}^{- 6} = 3, {6.10}^{- 5} N$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 12:

Một electron có vận tốc ${2.10}^{5} m / s$ đi vào trong điện trường đều vuông góc với đường sức điện trường có cường độ $10^{4} V / m$ . Để cho electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường. Xác định chiều véctơ cảm ứng từ và độ lớn của cảm ứng từ?

A. ${5.10}^{- 3} T$

B. $0, 025 T$

C. $0, 05 T$

D. ${2.10}^{- 2} T$

Xem đáp án

Câu 13:

Một electron có vận tốc ${4.10}^{5} m / s$ đi vào trong điện trường đều vuông góc với đường sức điện trường có cường độ $10^{4} V / m$ . Để cho electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường. Xác định chiều véctơ cảm ứng từ và độ lớn của cảm ứng từ?

A. ${5.10}^{- 3} T$

B. $0, 025 T$

C. $0, 05 T$

D. ${2.10}^{- 2} T$

Xem đáp án

+ Để electron chuyển động thẳng đều thì hợp lực tác dụng lên electron phải bằng 0.

Do đó, lực lorenxơ phải cân bằng với lực điện trường

=> Lực lorenxơ phải ngược chiều với lực điện

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra chiều của cảm ứng từ $\vec{B}$ có chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ

Câu 14:

Điện tích điểm $q = 10^{- 4} C$ khối lượng m=1g chuyển động với vận tốc $v_{0}$ vuông góc trong từ trường cảm ứng từ $B = 0, 1 T$ . Độ lớn của $v_{0}$ để điện tích chuyển động thẳng đều

A. 100m/s

B. 1000m/s

C. 10m/s

D. 1m/s

Xem đáp án

Lời giải:

Ta có: q chuyển động thẳng đều khi tổng hợp lực tác dụng lên nó bằng 0 hay lực lorenxơ cân bằng với trọng lực: $f = P \leftrightarrow |q| v B \sin α = m g$ $\to v = \frac{m g}{|q| B} = \frac{10^{- 3} .10}{10^{- 4} .0, 1} = 1000 m / s$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 15:

Thành phần nằm ngang của từ trường trái đất bằng ${3.10}^{- 5} T$ , thành phần thẳng đứng rất nhỏ. Một proton chuyển động theo phương ngang chiều từ Tây sang Đông thì lực Lorenxo tác dụng lên nó bằng trọng lượng của nó. Biết khối lượng của proton là $1, {67.10}^{- 27} k g$ và điện tích là $1, {6.10}^{- 19} C$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$ , xác định vận tốc của proton?

A. $2, {5.10}^{- 3} m / s$

B. $1, {5.10}^{- 3} m / s$

C. $3 {.10}^{- 3} m / s$

D. $3, {5.10}^{- 3} m / s$

Xem đáp án

Lời giải:

Lực lorenxơ bằng với trọng lượng nên ta có:

$\begin{array}{l} f = P \end{array}$ $\Leftrightarrow |q| v B \sin 90^{0} = m g$ $\Rightarrow v = \frac{m g}{|q| B} = \frac{1, {67.10}^{- 27} .10}{1, {6.10}^{- 19} {.3.10}^{- 5}} \approx 3, {5.10}^{- 3} m / s$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 16:

Sau khi được gia tốc bởi hiệu điện thế U=150V, người ta cho electron chuyển động song song với dây dẫn điện dài vô hạn, cường độ I=10A, cách dây dẫn 5mm. Xác định lực lorenxơ tác dụng lên electron. Biết $e = - 1, {6.10}^{- 19} C, m = 9, {1.10}^{- 31} k g$

A. $5, {03.10}^{- 19} N$

B. $6, {97.10}^{- 19} N$

C. $2, {32.10}^{- 16} N$

D. $4, {65.10}^{- 16} N$

Xem đáp án

Lời giải:

+ Theo định lý động năng, ta có

$W_{d_{2}} - W_{d_{1}} = A = |q| U \leftrightarrow \frac{1}{2} m v^{2} - 0 = |q| U$ $\to v = \sqrt{\frac{2 |q| U}{m}} = 7, {263.10}^{6} m / s$

+ Cảm ứng từ do dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn gây ra tại vị trí electron bay vào chiều hướng từ trong ra ngoài, có độ lớn: $B = {2.10}^{- 7} \frac{I}{r} = {4.10}^{- 4} (T)$

Câu 17:

Sau khi được gia tốc bởi hiệu điện thế U=220V, người ta cho electron chuyển động song song với dây dẫn điện dài vô hạn, cường độ I=5A, cách dây dẫn 2mm. Xác định lực lorenxơ tác dụng lên electron. Biết $e = - 1, {6.10}^{- 19} C, m = 9, {1.10}^{- 31} k g$

A. $5, {03.10}^{- 19} N$

B. $6, {97.10}^{- 19} N$

C. $7, {04.10}^{- 16} N$

D. $4, {65.10}^{- 16} N$

Xem đáp án

Lời giải:

+ Theo định lý động năng, ta có:

$\begin{array}{l} W_{d_{2}} - W_{d_{1}} = A = |q| U \\ \leftrightarrow \frac{1}{2} m v^{2} - 0 = |q| U \\ \to v = \sqrt{\frac{2 |q| U}{m}} = \sqrt{\frac{2.1, {6.10}^{- 19} .220}{9, {1.10}^{- 31}}} = 8, {8.10}^{6} m / s \end{array}$

+ Cảm ứng từ do dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn gây ra tại vị trí electron bay vào chiều hướng từ trong ra ngoài, có độ lớn:

$B = {2.10}^{- 7} \frac{I}{r} = {2.10}^{- 7} \frac{5}{{2.10}^{- 3}} = {5.10}^{- 4} (T)$

Câu 18:

Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức từ như hình vẽ. B=0,004T, $v = {2.10}^{6} m / s$ . Xác định hướng và cường độ điện trường $\vec{E}$

A. $\vec{E}$ hướng lên, E = 6000 V/m

B. $\vec{E}$ xuống lên, E = 6000 V/m

C. $\vec{E}$ xuống lên, E = 8000 V/m

D. $\vec{E}$ xuống lên, E = 8000 V/m

Xem đáp án

Lời giải:

Vì electron chuyển động thẳng đều nên lực Culong và lực Loren-xơ tác dụng lên electron cân bằng nhau

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái => hướng của lực Loren-xơ => Lực Culong có hướng ngược lại

Electron mang điện tích âm => Cường độ điện trường có hướng ngược với hướng của lực Culong

=> hướng xuống

+ Độ lớn của hai lực bằng nhau:

$\begin{array}{l} F_{C L} = f \\ \Leftrightarrow |e| E = |e| v B \\ \Rightarrow E = v B = {2.10}^{6} .0, 004 = 8000 V / m \end{array}$

Đáp án cần chọn là: C

Câu 19:

Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức từ như hình vẽ. B=0,024T, $v = {4.10}^{6} m / s$ . Xác định hướng và cường độ điện trường $\vec{E}$

A. $\vec{E}$ hướng lên, E = 96000 V/m

B. $\vec{E}$ hướng xuống, E = 96000 V/m

C. $\vec{E}$ hướng xuống, E = 9000 V/m

D. $\vec{E}$ hướng lên, E = 9000 V/m

Xem đáp án

Lời giải:

Vì electron chuyển động thẳng đều nên lực Culong và lực Loren-xơ tác dụng lên electron cân bằng nhau

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái => hướng của lực Loren-xơ => Lực Culong có hướng ngược lại

Electron mang điện tích âm => Cường độ điện trường có hướng ngược với hướng của lực Culong

=> hướng xuống

+ Độ lớn của hai lực bằng nhau:

$\begin{array}{l} F_{C L} = f \\ \Leftrightarrow |e| E = |e| v B \\ \Rightarrow E = v B = {4.10}^{6} .0, 024 = 96000 V / m \end{array}$

Đáp án cần chọn là: B