40. Trong quá trình cất cánh, động cơ phản lực của máy bay trên tàu sân bay không đủ để đạt tốc độ cất cánh trên boong tàu. Nếu lắp đặt hệ thống phóng điện từ hỗ trợ cất cánh (như hình A), máy bay có thể đạt tốc độ cất cánh. Một thiết kế của hệ thống phóng điện từ có thể được đơn giản hóa như hình B, trong đó $M N , P Q$ là thanh dẫn kim loại song song nhẵn (không tính điện trở), $A B$ là xe phóng điện từ, mạch điện $P B A M$ có dòng điện không đổi, từ trường do dòng điện này tạo ra tác dụng lực lên xe phóng, từ đó đẩy máy bay trên tàu sân bay từ trạng thái đứng yên bắt đầu tăng tốc sang phải để cất cánh, không tính lực cản của không khí, về hệ thống này, câu nào sau đây là đúng?
 Đường ray A (mặt bên)  Đường ray B (mặt trên) "Bài tập vật lý trung học ngày 29 tháng 10 năm 2025"
- A. A. Trường từ giữa $M N , P Q$ là trường từ đồng nhất.
- B. B. Xe phóng thực hiện chuyển động gia tốc giảm dần.
- C. C. Năng lượng động học của xe phóng tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện.
- D. D. Trong mạch PBAM, dòng điện xoay chiều vẫn có thể truyền qua, và xe phóng vẫn có thể tăng tốc bình thường.
Answer: D
Solution: A. Theo quy tắc xoắn ốc tay phải, giữa các thanh dẫn kim loại song song tồn tại một từ trường thẳng đứng hướng lên trên. Từ trường do dây dẫn thẳng có dòng điện tạo ra là từ trường hình vòng, càng xa dây dẫn thì từ trường càng yếu. Do đó, từ trường giữa $M N , P Q$ không phải là từ trường đồng nhất, nên A là sai;
B. Dọc theo hướng thanh dẫn, từ trường không thay đổi, và $M , P$ hai đầu được nạp điện áp không đổi, điện trở không thay đổi, do đó cường độ dòng điện cũng không thay đổi, chiều rộng của thanh dẫn song song cũng không thay đổi, do đó theo lực Ampere $$
F _ { \text {安 } } = B I L
$$
có thể biết lực Ampere không thay đổi, do đó gia tốc của xe phóng không thay đổi, xe phóng thực hiện chuyển động thẳng đều, B sai; C. Theo định lý động năng, có thể biết $$
E _ { \mathrm { k } } = F _ { \text {安 } } X
$$ khi điện áp tăng, dòng điện trong mạch tăng, và dòng điện tăng làm cho từ trường giữa các đường ray cũng tăng, tức là điện áp sẽ ảnh hưởng đến từ trường và dòng điện, do đó từ
$$
F _ { \text {安 } } = B I L
$$ có thể thấy lực Ampere không tỷ lệ thuận với điện áp, do đó động năng cũng không tỷ lệ thuận với điện áp, C sai; D. Theo quy tắc xoắn ốc tay phải, khi hướng dòng điện dọc theo mạch PBAM, giữa các thanh dẫn sẽ tạo ra từ trường thẳng đứng hướng lên trên, kết hợp với quy tắc tay trái, có thể thấy lực Ampere tác dụng lên xe phóng điện từ hướng về phía phải; Khi hướng dòng điện dọc theo mạch $M A B P$, theo quy tắc xoắn ốc tay phải, giữa các thanh dẫn sẽ tạo ra từ trường thẳng đứng hướng xuống, kết hợp với quy tắc tay trái, có thể thấy lực Ampere tác dụng lên xe phóng điện từ vẫn hướng sang phải. Do đó, sự thay đổi của dòng điện không làm thay đổi hướng lực Ampere tác dụng lên xe phóng điện từ, tức là hệ thống phóng điện từ có thể hoạt động bình thường, D đúng.