Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 11 - Bài tập chương cảm ứng điện từ

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 11 - Bài tập chương cảm ứng điện từ

1. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu hỏi 1: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hoặc ra xa vòng dây kín:
2. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu hỏi 2: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây dịch chuyển lại gần hoặc ra xa nam châm:
3. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu hỏi 3: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng ngay khi nam châm đang đặt thẳng đứng tại tâm vòng dây ở trên bàn thì bị đổ:
4. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu hỏi 4: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho cả nam châm và vòng dây dịch chuyển, với v1 > v2: v v v2 v2 2 2 I I Icư cư cư v v v1 1 v1 A. S N 1 B. S N C. S N D. S N Icư=0
5. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ N Câu 5: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trường S hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định như hình vẽ: v A. Lúc đầu dòng điện cùng kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngược kim đồng hồ. B. Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều cùng kim đồng hồ. C. không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây. D. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ.
6. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 6: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc v trong từ trường đều: B B v B v v v A. B. C. D. B Icư = 0 I Icư Icư cư
7. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 7: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc v trong từ trường đều B v B v v v B D. A. B B. C. B I = 0 I I cư Icư cư c ư
8. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 8: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: B giảm I giảm R tăng I I1 1 Icư v v . + + C. D. I A. B. A cư I Icư cư . + + vòng dây cố định
9. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 9: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: I Icư=0 A cư A Icư + . I giảm I tăng Icư + + C. D. A. B. A A I tăng I giảm R giảm R tăng R tăng R giảm
10. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 10: Tương tác giữa khung dây và ống dây ở hình vẽ bên khi cho khung dây dịch chuyển ra xa ống dây là: A. đẩy nhau B. hút nhau C. Ban đầu hút nhau, khi đến gần thì đẩy nhau D. không tương tác
11. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 11: Cho dòng điện thẳng cường độ I không đổi. Khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt sát dòng điện thẳng, cạnh MQ trùng với dòng I điện thẳng như hình vẽ. Hỏi khi nào thì trong khung dây KHÔNG có dòng điện cảm ứng: M N A. khung quay quanh cạnh MQ B. khung quay quanh cạnh MN Q P C. khung quay quanh cạnh PQ D. khung quay quanh cạnh NP
12. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DẠNG 2: TÍNH TỪ THÔNG, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG -Biểu thức: =NBS. . .cos -Đơn vị:  : Từ thông (Wb) B : Từ trường (T) S : Diện tích (m2) -Trường hợp đặc biệt: + B // n  = B.S + B ⊥ n  = 0
13. Biểu thức suất điện động cảm ứng −  = = 21 tt Nếu B thay đổi thì B=B2-B1 Nếu S thay đổi thì S=S2-S1 Nếu thay đổi thì cos = cos 2- cos 1
14. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DẠNG 2: TÍNH TỪ THÔNG, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG Bài 1: Một hình vuông cạnh 5cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=8.10-4T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6Wb.Tính góc hợp bởi véc tơ cảm ứng từ và mfk  = NBScos 10-6 = 0,052. 8.10-4 .cos cos = 0,5 = 600 góc hợp bởi véc tơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó la: 300
15. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 2: Một khung dây hình tròn diện tích S=15cm2 gồm N=10 vòng dây,đặt trong từ trường đều có B hợp với véc tơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây một góc =300. B=0,04T.Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây khi: a.Tịnh tiến khung dây trong vùng từ trường đều b.Quay khung dây quanh đường kính MN một góc 1800 c.Quay khung dây quanh đường kính MN một góc 3600 HD: a. Khi tịnh tiến thì số đường sức từ qua khung không đổi do M N đó độ biến thiên từ thông bằng không
16. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ b. Khung quanh quanh đường kính MN một góc 1800 Từ thông ban đầu và từ thông lúc sau là 0 =11NBS.cos =22NBS.cos Với 2 = 1+180  = 2 −  1 =NBS.(cos 2 − cos 1 ) =10.0,04.15.10−−4 .(cos(30 + 180) 0 − cos(30 0 )) = − 10,4.10 3Wb c.Quay khung dây quanh đường kính MN một góc 3600 12 =   = 0
17. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 3: Một mạch kín hình vuông,cạnh 10cm,đặt vuông góc với từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i=2A và điện trở của mạch r=5  B.S.cos e = c t B B i. r 2.5 i. r= . S .cos003 = = = 10 ( T / s ) t t S 0,12
18. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 4: Một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, gồm N = 100 vòng, mỗi vòng có bán kính R = 10cm, mỗi mét dài của dây dẫn có điện trở R0 = 0,5. Cuộn dây đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng các vòng dây và có độ lớn B = 10-2T giảm đều đến 0 trong thời gian t = 10-2s. Tính cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây. e i = R= l. R R 0 Với l là chiều dài của sợi dây dùng để cuốn ống dây l== N. C N .2 r S là tiết diện của ống dây Sr= 2 Kết quả I=0,1A
19. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 5: Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a=10cm, đặt cố định trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung.Trong khoảng thời gian 0,05 s,cho độ lớn của cảm ứng từ tăng đều từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung B.S.cos eV= − = 0,1 c t
20. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 6: Một khung dây phẳng,diện tích 20cm2,gồm 50 vòng đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc =π/6và có độ lớn bằng 2.10-4T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01s.Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi B, mfk = = 600 ( ) 6 NB. .S.cos eV= − =10−3 c t
21. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 7: Một dây đồng điện trở R=3 Ω được uốn thành hình vuông cạnh a=40cm,hai đầu dây đồng được nối với hai cực của một nguồn điện có suất điện động ξ=6V,điện trở không đáng kể. Mạch điện đặt trong một từ trường đều có cùng hướng với véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng hình vuông như hình vẽ. Cảm ứng từ tăng theo thời gian theo quy luật B=15t(T).Xác định độ lớn và chiều dòng điện trong mạch. Ta chọn t1 =0 =>B1 =0 B= 15(t2-t1)=15. t t2 =t =>B2 =15t Vì B tăng nên ec ngược dấu với ξ=> ξbộ = ξ-ec NB. .S.cos eV= − = 2,4 =>ξ = 6-2,4=3,6V c t bộ e iA==1,2 i trong mạch cùng chiều với dòng điện do ξ gây ra R
22. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 8: Một khung dây dẫn có 2000 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung.Diện tích mặt phẳng mỗi vòng là 2dm2.Cảm ứng từ của từ trường giảm đều từ giá trị 0,5T đến 0,2T trong thời gian 0,1s.Tính suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây và trong toàn khung dây? B.S.cos eV= − = 0,06 1 t Ekhung= e1.N= 120V
23. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 9: Một khung dây tròn,phẳng,gồm 1200 vòng,đường kính mỗi vòng là d=10cm,quay trong từ trường đều quanh trục đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng khung dây. Ở vị trí ban đầu,mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ,ở vị trí cuối,mặt phẳng khung dây song song với đường sức từ.Thời gian quay là 0,1s.Cảm ứng từ trường là B=0,005T. Tính suất điện động xuất hiện trong cuộn dây 0 =11NBS.cos =22NBS.cos Với 1 = 0 và 2=90  = 2 −  1 =NBS.(cos 2 − cos 1 )  eV= − = 0,471 c t
24. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 11: Một khung dây cứng, phẳng diện tích 25cm2,gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều.Khung dây nằm trong mặt phẳng như hình vẽ.Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian theo đồ thị a. Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t=0 đến t=0,4s b. Xác định suất điện động cảm ứng trong khung t=0 thì B=2,4.10-3 T a.  = N B . S .cos = − 6.10−5 Wb t=0,4 thì B= 0 A B  −4 + (B⊥ mfk ) = 0 b. ec = − = 1,5.10 V t + D C
25. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 12: Tại tâm của một vòng dây tròn phẳng gồm N = 50 vòng, mỗi vòng có bán kính r1 = 20 cm, người ta đặt một khung dây nhỏ gồm N2 = 100 vòng, mỗi vòng có diện tích 1 cm2. Khung dây nhỏ này quay xung quanh một đường kính của khung dây lớn với vận tốc không đổi  = 300 vòng/giây. Tìm suất điện động cực đại trong khung nếu dòng trong khung lớn có cường độ I = 10 A. N1 Suất diện động cực đại là: E0 = .N2 .B1 .S2 N =300v/s=300.2 rad/s 2 I B BT==2 .10−−73 .N . 1,57.10 + 1 11r E0 =0,03V
26. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 13: Một khung dây kín phẳng hình vuông ABCD có cạnh a=10cm gồm N=250 vòng.Khung chuyển động thẳng đều tiến lại khoảng không gian trong đó có từ trường.Trong khi chuyển động cạnh AB và AC luôn nằm trên hai đường thẳng song song như hình vẽ.Tính cường độ dòng điện chạy trong khung trong khoảng thời gian từ khi cạnh CB của khung bắt đầu gặp từ trường đến khi khung vừa vặn nằm hẳn trong từ trường.Chỉ rõ chiều dòng điện trong khung.Cho biết điện trở của khung là 3Ω .Vận tốc của khung v=1,5m/s và cảm ứng từ của từ trường B=0,005T
27. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 13: Khung chuyển động thẳng đều tiến lại khoảng không gian trong đó có từ trường thì diện tích S có từ trường tăng lên do đó từ thông tăng. 2 -4 2 Lúc đầu S1 = 0 ; lúc sau khi khung vừa vặn nằm hẳn trong từ trường thì S2 =a =10 m . Thời gian để từ thông biến thiên là thời gian để cạnh AB đi vào trong từ trường AB 0,1 1 ts = = =  =N. B . S .cos = 1,25.10−4 Wb v 1,5 15 => |e| = 1,875.10-3 V A B => i=e/r= 6,25.10-4 A . Do từ thông tăng nên từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu . D C
28. BÀI TẬP CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 14: Một khung dây hình chữ nhật có các cạnh lần lượt là : a = 10 cm; b = 20 cm gồm 50 vòng dây quay đều trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Trục quay của khung nằm vuông góc với đường sức từ. Lúc đầu mặt phẳng khung vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Khung quay với tốc độ góc  =100 (rad / s ) Tính suất điện động trung bình trong khung dây trong thời gian nó quay được 150 kể từ vị trí ban đầu. Lúc đầu =0 sau đó =150  = 2 −  1 =NBS.(cos 2 − cos 1 ) /12 1 ts = = =  100 1200 =>|e| = 20,44 V
29. BÀI TẬP VỀ NHÀ  LÀM TIẾP DẠNG 3+4 CHƯƠNG 5  THỜI GIAN NỘP THỨ 4 TUẦN SAU 17/4/2020