in

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

1/ Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động (đóng vai trò như nguồn điện). Suất điện động trong trường hợp này cũng gọi là suất điện động cảm ứng.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

2/ Qui tắc bàn tay phải xác định cực

Lòng bàn tay phải hứng các đường cảm ứng từ, ngón cãi choãi ra 90o chỉ chiều của \[\vec{v}\] khi đó chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện từ cực âm sang cực dương của nguồn điện trong đoạn dây chuyển động.

Lưu ý:

  • Khi mạch được nối kín thì trong mạch có dòng điện cảm ứng i$_{c}$
  • Bên trong nguồn điện, dòng điện có chiều từ cực âm sang cực dương, bên ngoài thì ngược lại.

3/ Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

Xét trường hợp \[\vec{B}\] vuông góc với mặt phẳng khung dây

$e_{c}$ = \[\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}\] = B\[\dfrac{\Delta S}{\Delta t}\]

ΔS = l.v.Δt => $e_{c}$ = B.l.v

Tổng quát

$e_{c}$ = B.l.v.sinα

Trong đó:

  • $e_{c}$: suất điện động cảm ứng của đoạn dây (V)
  • B: cảm ứng từ (T)
  • l: chiều dài đoạn dây (m)
  • v: vận tốc của đoạn dây
  • α: góc hợp bởi \[\vec{v}\] và \[\vec{B}\]

II/ Bài tập suất điện động cảm ứng của đoạn dây chuyển động trong từ trường vật lí lớp 11 chương cảm ứng điện từ.

Bài tập 1. Vận dụng quy tắc bàn tay phải xác định các cực của đoạn dây và xác định chiều của dòng điện dòng cảm ứng trong các mạch cho như hình vẽ

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 2. một thanh dẫn điện dài 1m, chuyển động trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4T (Véc tơ B vuông góc với thanh) với vận tốc 2m/s, vuông góc với thanh và làm với véc tơ B một góc 30o

a/ Tính suất điện động cảm ứng trong thanh

b/ Dùng dây có điện trở không đáng kể nối với hai đầu thanh với một điện trở R = 2Ω thành một mạch kín tính cường độ dòng điện qua điện trở.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 3. Đặt khung dây ABCD cạnh một dây dẫn thẳng có dòng điện như hình.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Thanh AB có thể trượt trên thanh DE và CF. Điện trở R không đổi và bỏ qua điện trở của các thanh. AB song song với dòng điện thẳng và chuyển động thẳng đều với vận tốc vuông góc với AB. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch. Cho biết độ lớn của nó có thay đổi không

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 4. Đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường đều có chiều như hình vẽ. Thanh AB có thể trượt. Điện trở R không đổi và bỏ qua điện trở các thanh. Xác định chiều và cường độ dòng điện cảm ứng trong mạch

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 5. thanh kim loại AB dài 20cm kéo trượt đều trên hai thanh ray kim loại nằm ngang như hình vẽ. Các dây nối với nhau bằng điện trở R = 3Ω, vận tốc của thanh AB là 12m/s. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,4T, véc tơ B vuông góc với mạch điện

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ tìm suất điện động cảm ứng trong khung

b/ cường độ dòng điện cảm ứng trong khung

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 6. Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong r = 0,1Ω, thanh MN có chiều dài 1m có điện trở R = 2,9Ω. Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ B = 0,1T.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên? tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó

a/ ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía phải với vận tốc v = 3m/s sao cho hai đầu MN luôn tiếp xúc với hai thanh đỡ bằng kim loại? tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

c/ Muốn ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phái nào với vận tốc bằng bao nhiêu.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 7. Cho hệ thống như hình vẽ.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Thanh MN = 20cm, khối lượng m = 10g, B = 0,1T, E = 1,2V; r = 0,5Ω. Do lực điện từ và lực ma sát, MN trượt đều với vận tốc 10m/s. Bỏ qua điện trở ray và các nơi tiếp xúc. lấy g = 10m/s2

a/ Tính độ lớn và chiều của dòng điện trong mạch, hệ số ma sát giữa MN và ray

b/ Muốn dòng điện trong thanh MN chạy từ N đến M với cường độ 1,8A phải kéo MN trượt đều theo chiều nào và với vận tốc bằng bao nhiêu. Tính lực từ tác dụng lên thanh.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 8. Cho hệ thống như hình vẽ thanh MN có chiều dài 50cm chuyển động với vận tốc 10m/s trong từ trường đều B = 0,25T. Tụ điện có điện dung C = 10µF. Tính độ lớn điện tích của tụ điện và cho biết bản nào tích điện dương.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 9. Đầu trên của hai thanh kim loại thẳng song song cách nhau L đặt thẳng đứng nối với hai cực của tụ có điện dung C như hình vẽ. Hiệu điện thế đánh thủng tụ là U$_{T}$. Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng hai thanh. Một thanh kim loại MN cũng có chiều dài L trượt từ đỉnh hai thanh kia xuống dưới với vận tốc vo. Cho rằng trong quá trình trượt MN luôn tiếp xúc và vuông góc với hai thanh kim loại. Giả thiết các thanh kim loại đủ dài và bỏ qua điện trở của mạch điện, ma sát không đáng kể

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ Chứng minh rằng chuyển động của thanh MN là chuyển động thẳng nhanh dần đều và tìm gia tốc của nó.

b/ Hãy tìm thời gian trượt của thanh MN cho đến khi tụ điện bị đánh thủng.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 10. Một dây cứng có điện trở rất nhỏ, được uốn thành khung ABCD như hình vẽ. AB, CD song song cách nhau một khoảng l = 50cm. Khung đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 0,5T. Thanh kim loại MN có điện trở R = 0,5Ω có thể trượt không ma sát dọc theo AB và CD.

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ Tính công suất cơ cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc 2m/s dọc theo các thanh AB và CD. so sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN

b/ MN đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh có thể trượt thêm một đoạn bằng bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m = 5g.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 11. Hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện C = 2µF. Một đoạn dây dẫn AB độ dài l = 20cm, khối lượng m = 20g tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 1T bỏ qua điện trở

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ Tính gia tốc của thanh AB

b/ thanh kim loại nghiêng so với phương ngang góc 30o. độ lớn và chiều của B như cũ. Ban đầu AB được thả từ vị trí cách đầu dưới của thanh kim lọi đoạn d = 10cm. Tìm thời gian để Ab bắt đầu rời khỏi thanh kim loại và tốc độ của AB khi đó.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 12. Một thanh kim loại đồng chất, tiết diện đều, điện trở không đáng kể được uốn thành cung tròn đường kính d. Thanh MN có điện trở cho mỗi đơn vị chiều dài là r, gác lên cung tròn. Cảm ứng từ B vuông góc. Tác dụng lực F theo phương ngang lên thanh MN sao cho MN chuyển động tịnh tiến với vận tốc v không đổi. Bỏ qua ma sát, bỏ qua điện trở. Coi B, v, r, d đã biết

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

a/ Xác định chiều và cường độ của dòng điện qua thanh MN

b/ Tại thời điểm ban đầu t = 0, thanh MN ở vị trí tiếp tuyến với cung tròn. Viết biểu thức lực F theo thời gian t.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 13. hệ thống khung dây như hình vẽ

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

α = 45o, R = 0,1Ω, MN = l = 10cm điện trở r = 0,1Ω khối lượng m = 20g đặt vuông góc với hai dây dẫn nói trên trượt không ma sát. cảm ứng từ B = 1T có chiều thẳng đứng từ dưới lên

a/ Thanh kim loại trượt xuống dốc, xác định chiều của dòng điện cảm ứng chạy qua R

b/ Chứng minh rằng lúc đầu thanh kim loại chuyển động nhanh dần đến một lúc chuyển động với vận tốc không đổi. Tính giá trị của vận tốc không đổi ấy. Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R là bao nhiêu lấy g = 10m/s2

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 14. Cho hệ khung dây như hình vẽ

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

AD cách CB một khoảng d, có khối lượng m và điện trở R, bỏ qua ma sát. ở thời điểm đầu CD đứng yên, thanh AB chuyển động với vận tốc vo.

a/ Sau khoảng thời gian rất lớn khoảng cách giữa AB và CD bằng bao nhiêu

b/ Xác định nhiệt lượng tỏa ra sau khoảng thời gian đó.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

Bài tập 15. Cho hệ như hình vẽ

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

mn, xy là hai bản kim loại đặt song song chiều dài rất lớn.

B =0,8T, ab = L = 0,2 có điện trở Ro = 0,1Ω chuyển động không ma sát.

a/ Khi ab chuyển động sang phải với vận tốc v = 2m/s thì ngoại lực tác dụng lên nó có chiều nào, độ lớn bằng bao nhiêu.

b/ Nếu trong lúc chuyển động thanh ab đột nhiên dừng lại thì ngay lúc đó lực từ tác dụng vào ab sẽ có chiều nào, độ lớn bằng bao nhiêu.

Hướng dẫn

Bài tập suất điện động cảm ứng của khung dây chuyển động

[Ẩn HD]

What do you think?

Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Loading…

0

Comments

0 comments

Bài tập suất điện động cảm ứng

Lý thuyết về lăng kính, vật lí quang hình học