CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ [Bài 1] Một sợi dây dẫn thẳng dài l chuyển động với vận tốc v từ trường cảm ứng từ B Xác định hiệu điện hai đầu dây góc đoạn dây cảm ứng từ , góc cảm ứng từ vận tốc v  góc vận tốc đoạn dây dẫn  Áp dụng số với  = 300,  = 400,  = 500, l = 0,5 m, v = m/s B = 0,5 mT [Bài 2] Từ thông từ trường B qua vòng kim loại thay đổi theo thời gian Do tạo nên suất điện động 12 V vòng Một vơn kế nối vào vịng hình vẽ với đầu cách 1/4 vịng Vơn kế giá trị bao nhiêu? [Bài 3] Bên hình trụ trịn, bán kính r từ trường lấp đầy song song với trục hình trụ Một kim loại MN dài r, đặt thẳng góc với từ trường, hai đầu M N nằm chu vi hình trịn tiết diện ngang hình trụ Từ trường biến đổi với tốc độ B/t = k Hãy tìm độ lớn suất điện động tạo MN [Bài 4] Hai vịng dây có bán kính R điện trở r, chuyển động tịnh tiến mặt phẳng tiến phía  với vận tốc, từ trường B hướng vào vng góc với mặt phẳng hình vẽ Tính lực tác dụng lên vòng dây thời A R (1) (2) (3) α O1 O2 B điểm mà vận tốc v góc   ; A, B điểm tiếp xúc điện tốt, bỏ qua độ tự cảm mạch điện [Bài 5] Một cuộn dây phẳng bán kính r gờm n vòng đặt cách dây dẫn thẳng dài đoạn l (r Bd  0 r =>   h N (20 r   ) dh Bài 12 Trang 33 I Một kim loại hình trịn khối lượng m, bán kính R chiều dày d (d m  Xác định độ dãn x lị xo cho dịng điện có cường độ I chạy qua lị xo Lị xo có độ cứng k tuân theo định luật Húc ( (x  ); điện trở suất dây Bài giải + Khi dòng điện chạy qua vòng dây ống dây  có lực tác dụng Xét ống dây dài có độ tự cảm L nối với ng̀n có sức điện động E Gọi điện trở mạch r dịng điện ổn định ống : i  E r (1) + ống dây biến dạng chậm  từ thông qua ống dây biến thiên cuộn cảm L cuộn dây biến thiên  xuất dòng điện cảm ứng i  i c  Ec d  r r dt Công nguồn sinh giảm lượng là: Eidt  E(i  i)dt  Eidt  E d  id r Năng lượng dòng điện giảm  d  ri2 dt  r(i  i)2 dt  2ri.idt  2id + Trong suốt thời gian biến thiên từ thông   lượng thêm là: W  2id  id  id  i(iL  iL1 )  i L thời gian lượng từ trường tăng 2 lượng là: ( LI )  i ( L2  L1 )  i L  WB + Phần lượng cịn lại chuyển thành cơng nén vòng dây 1 A  (W  WB )  i (L  L )  i L 2 + Độ dài ống dây thay đổi đoạn   A  F ( theo định luật Húc) N  mặt khác: L   n V   ( ) S ( V thể tích ống dây, n số vòng đơn vị dàI ống)  L  . S  F N2 N2     i   S    F l 2 2 i . SN i . SN   K  x   x  2 2K Thay i từ phương trình (1) vào (2) suy x Cách giải khác: Trang 36 (2) L 0 N 2S  N 2S d d(Li)    Li   i  Et / c       dt dt Khi có dịng điện (i) qua lị xo, lị xo xuất lực lạ có xu hướng kéo lị xo trở lại vị trí ban đầu 1 d(Li) 1 d d(q.E t / c )  Fl ¹ d  idt   Fl ¹  d   dLi  Fl ¹  d    N Si ( )  Fl ¹ d 2 dt 2  Có: (cách 2  N Si  Fl ¹   Kx  x 2 giải khác) + Ban đầu mg  K + Cuộn dây có: W  L (1) dịng điện ổn định I  E R J 0 N   SI 2  + Giả sử lò xo giãn   dW    N SI d 2 + Trong vòng dây xuất lực lạ kéo vịng lo xo lại với nhau(có thể giải thích lực tác dụng vịng dây có dịng điện chiều) FLa d  dw (vì cơng lực lạ công âm)  N SI  N SI   d   F   La 2 2 2 FLa  K(x  )  mg  FLa  Kx  x FLa d  Bài 12: Hai dây dẫn dài, dây có điện trở R=0,41  uốn thành hai đường ray nằm mặt phẳng ngang hình vẽ Hai ray phía bên phải cách l1=0,6m nằm từ trường có cảm ứng từ B1=0,8T, hướng từ lên Hai ray bên trái cách khoảng l2=0,5m nằm từ trường B2=0,5T, hướng từ xuống a c v2 Ft ic d b Hai kim loại nhẵn ab điện trở r1=0,41  cd điện trở r2=0,16  đặt nằm ray hình vẽ, ma sát không đáng kể Tác dụng lực kéo để ab chuyển động sang phải với vận tốc v1=10m/s; cd cũng chịu tác dụng ngoại lực chuyển động sang trái với vận tốc v2=8m/s Hãy tìm: a Độ lớn ngoại lực tác dụng lên cd, biết lực nằm mặt phẳng ngang? b Hiệu điện hai đầu c d? Trang 37 c Công suất điện mạch trên? Nếu khơng có ngoại lực tác dụng vào cd chuyển động nào? c a Lời giải: v2 Ft Sđđ cảm ứng xuất hai thanh: Trên ab: e1 = l1v1B1 = 4,8 (V) Trên cd: e2 = l2v2B2 = 2V < e1 ic d b  ic có chiều hình vẽ iC = e1  e2 = 2,5 (A) R r1  r2 a) Lực từ tác dụng lên cd: F2 = il2B2 = 0,625 (N) = Fk2 (Vì cd chuyển động đều) b) ucd = -e2-ir2 = -2,4 (V) c) Công suất điện mạch là: P = i2Rtđ = (W) 2/ Nếu khơng có ngoại lực tác dụng vào cd Ngay ab chuyển động có dịng điện chạy qua cd theo chiều d-c  có lực từ tác dụng lên cd theo chiều hướng vào mạch điện, cd chuyển động lại xuất cd suất điện động cảm ứng e2 có cực (+) nối với đầu c Xét thời điểm t, vận tốc cd v2, gia tốc a i= vl B v l B e1  e2 = 11 2 2 R r1  r2 R r1  r2  Ft=ma=il2B2= v1l1B1  v2l2 B2 l2B2 R r1  r2 m.(2 R  r1  r2 ) dv2 =v1l1B1 -l2B2v2 dt l2 B2  Từ tính quãng đường mà sau khoảng thời gian t = tính v2 @ Chú ý: Giải phương trình vi phân bậc x’ – kx = dx dx = kx  = kdt  dt x x t dx x k (t t ) x x = k t dt  ln x0 = k(t-t0)  x = xo e o o + Trở lại toán: m.(2 R  r1  r2 ) dv2 =v1l1B1 -l2B2v2 dt l2 B2 (với k= - m.(2 R  r1  r2 ) ) l22 B22 Trang 38 Đặt : B1l1v1- B2l2v2 = x  dx = -B2l2dv2 Vậy: - m.(2 R  r1  r2 ) dx =x dt l22 B22  x =xo e kt Do đó:  dv2= (Đặt k= -  dx B2l2 B22l22 ) m(2 R  r1  r2 ) (tại t=0 thì: v2=0 nên x0 = B1l1v1 x = B1l1v1 e kt  v = B1v1l1(1- e kt ) * Tính quãng đường: Từ :  m.(2 R  r1  r2 ) dv2 =v1l1B1 -l2B2v2 dt l2 B2 m.(2 R  r1  r2 ) dv2 = v1l1B1dt -l2B2v2dt = v1l1B1dt -l2Bds l2 B2 Tích phân hai vế được: m.(2 R  r1  r2 ) v2 = v1l1B1.t -l2B.s  s = l2 B2 Trang 39