BÀI TẬP NÂNG CAO PHẦN CẢM ỨNG TỪ PHẦN I: TỰ LUẬN Bài 1 Trên hai cạnh AB và CD của một khung dây dẫn cạnh a = 0,5cm, điện trở R = 4 Ω, người ta mắc hai nguồn điện E 1 = 10V, E 2 = 8V; r 1 = r 2 = 0 như trên hình vẽ. Mạch điện được đặt trong từ truờng đều có véc tơ cảm ứng ứng từ B r vuông góc với mặt phẳng khung dây và hướng ra sau hình vẽ, độ lớn cảm ứng từ B tăng theo quy luật B = kt, k = 16 T/s. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch. Bài 2: Một cuộn dây dẹt hình tròn tròn gồm N = 100 vòng dây, mỗi vòng có bán kính R = 10cm, mỗi mét dài của dây có điện trở R 0 = 10cm cuộn dây đặt trong từ trường đều vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây và có độ lớn B = 10 -2 T giảm đều đến 0 trong thời gian t = 10 - 2 s. Tính cường độ dòng điện xuất hiện trong mạch? Bài 3 Hai thanh dẫn điện dài l = 50 cm chuyển đông trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,4T. Vectơ vận tốc của thanh và vectơ cảm ứng từ tạo vói nhau một góc α = 30 0 và cùng vuông góc với thanh. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh và hiệu điện thế hai đầu thanh. Đồng thời chỉ rõ chiều tăng của điện thế tại hai đầu thanh. Biết v = 2m/s . Bài 4 Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở R = 0,5 Ω. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l = 14 cm, khối lượng m = 2 g, điện trở r = 0,5 Ω tì vào hai thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B = 0,2T. 1. Xác định chiều dòng điện qua R. 2. chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính U AB . 3. Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc α = 60 0 . độ lớn và chiều của vẫn như cũ. Tính vận tốc v ' của chuyển động đều của thanh AB và U ' AB . Lấy g = 9,8 m/s 2 . Bài 5: Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, hai đầu trên được khép kín bằng một nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r = 0,2 Ω. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l = 20 cm, khối lượng m = 10 g, điện trở R = 2 Ω trượt không ma sát theo hai thanh kim loại đó (AB luôn vuông goc với từ trường đều , có B = 1T) a. giả sứ nguồn điện có suất điện động E = 1V và AB đi xuống. Hãy tính vận tốc của AB khi đã đạt tới giá trị không đổi vo. b. Nguồn điện phải có suất điện động bằng bao nhiêu để AB đi lên với vận tốc v o . Bài 6: 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 ω π = .Tính suất điện động trung bình trong khung day trong thời gian nó quay được 15 0 kể từ vị trí ban đầu? ĐS: 20,5 V Bài 7 : Có hai vòng dây kín, diện tích của các vòng là S 1 và S 2 được đặt trong một từ trường đều B đang biến thiên đều. Mặt phẳng của hai vòng dấy song song với nhau. Nếu trong vòng một xuất hiện một suất điện động cảm ứng là e c1 thì trong vòng hai xuất hiện một suất điện động là bao nhiêu? Bài 8: Tại tâm của một vòng dây tròn phẳng gồm N = 50 vòng, mỗi vòng có bán kính r 1 = 20 cm, người ta đặt một khung dây nhỏ gồm N 2 = 100 vòng, mỗi vòng có diện tích 1 cm 2 . Khung dây nhỏ này quay xung quanh một đường kính của khung dây lớn với vận tốc không đổi 300 ω = vòng/giây. Tìm suất điện động cực đại trong khung nếu dòng trong khung lớn có cường độ I = 10 A. ĐS: 4,7.10 -3 V Bài 9: Một thanh kim loại dài l = 1m quay với vận tốc góc không đổi 20( / )rad s ω = trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10 -2 T. Trục quay đi qua một đầu của thanh, thẳng góc với thanh và song song với đường sức từ của từ trường. Tìm hiệu điện thế xuất hiện giữa hai đầu của thanh. ĐS: 0,5 V Bài 10 : Một cuộn dây gồm N = 100 vòng quay trong từ trường đều với vận tốc không đổi 5 ω = vòng/s. Cảm ứng từ B = 0,1 T. Tiết diện ngang của ống dây là 100 cm 2 . Trục quay vuông góc với trục của ống dây và vuông góc với đường sức từ trường. Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây và tìm giá trị cực đại của nó. ĐS: max os(2 nt+ ) e 2 e NBSc NBS NBSn π ϕ ω π = = = E 1 E 2 ⊕ B A B R B • A B E ⊕ B A B R B B A C ⊕ B Bài 11:Trên một mặt phẳng nghiêng góc α so với mặt phẳng ngang có hai dây dẫn thẳng song song điện trở không đáng kể nằm dọc theo đường dốc chính của mặt phẳng nghiêng ấy. Đầu trên của hai dây dẫn nối với điện trở R. Một thanh kim loại MN =l, điện trở r, khối lượng m, đặt vuông góc với hai dây dẫn nói trên, trượt không ma sát trên hai dây dẫn ấy. Mạch điện đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ B có phương thẳng đứng và hướng lên. 1) thanh trượt xuống dốc, xác định chiều của dòng điện cảm ứng chạy qua R 2) Chứng minh rằng ngay lúc đầu thanh kim laọi chuyển động nhanh dần đến một lúc chuyển động với vận tốc không đổi. Tính giá trị vận tốc khôi đổi ấy? ĐS: ax 2 2 2 ( ) sin os m R r mg v B l c α α + = Bài 12: Cho hệ thống như hình vẽ, thanh AB = l trượt thẳng đứng không ma sát trên hai thanh ray trong từ trường đều B r nằm ngang. Bỏ qua điện trở trong mạch. Tính gia tốc chuyển động của thanh AB và cho biết sự biến đổi năng lượng trong mạch. ĐS: 2 2 mg a m CB l = + Bài 13: Cho hệ thống như hình vẽ, thanh AB = 20 cm, khối lượng m= 10 g, B r vuông góc với khung dây dẫn, độ lớn là 0,1 T, nguồn có suất điện động 1,2 V và điện trở trong 0,5 Ω . Do lực điện từ và lực ma sát, AB trượt đều với vận tốc 10 m/s. Bỏ qua điện trở các ray và các nơi tiếp xúc. a) Tính độ lớn và chiều của dòng điện trong mạch, hệ số ma sát giữa AB và ray. b) Muốn dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A, cường độ 1,8 A phải kéo Ab trượt theo chiều nào và vận tốc bằng bao nhiêu ? ĐS: a) 2 A; 0,4 b) sang phải, 15 m/s, 4.10 -3 N Bài 14: Một khung dây hình chữ nhật chiều rộng a, chiều cao b được thả không vận tốc đầu sao cho mặt phẳng khung dây thẳng đứng và đi vào một vùng từ trường B r vuông góc với khung. Cho biết cạnh b đủ dài để khung có thể đạt vận tốc không đổi khi mép trên của khung ra khỏi từ trường. Hỏi vận tốc không đổi đó là bao nhiêu? Cho biết khối lượng của khung m và điện trở là R. ĐS: mgR/(aB) 2 Bài 15: một từ trường đều 0,05 T hướng lên thẳng đứng. Một thanh kim loại dài 60 cm, nhìn từ trên xuống, quay theo chiều kim đồng hồ trong một mặt phẳng nằm ngang quanh một đều của bó với tần số 100Hz. a) Đầu nào của thanh là cực dương khi xuất hiện suất điện động cảm ứng ở hai đầu thanh? b) Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh là bao nhiêu? ĐS: b)5,65 V Bài 16: Một vòng dây dẫn tròn bán kính r được đặt trong một từ trường đều vuông góc với mặt phẳng dây dẫn và có độ lớn B. Vòng nối với tâm bằng 2 thanh kim loại: thanh OA cố định và thanh OB quay quanh O với vận tốc góc ω không đổi. Hãy lập biểu thức cường độ dòng điện qua các thanh và các cung theo thời gian, cho biết điện trở của mỗi đơn vị chiều dài của vòng và thanh là R 0 . ĐS: 2 2 0 0 0 2 2 Br I R R R t π ω π ω ω = + − ; 1 2 1 (2 ); 2 2 I I t I t π ω ω π π = − = PHẦN II. TRẮC NGHIỆM C1: Một cuộn dây dẫn được đặt trong từ trường của một nam châm điện sao cho từ thông của từ trường xuyên qua cuộn dây. Với điều kiện ban đầu đó , muốn làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong cuộn dây, cần phải: A. Quay cuộn dây B. Kéo cuộn dây ra khỏi nam châm C. Thay đổi hình dạng của cộn dây D. Thay đổi dòng điện trong nam châm điện E. tất cả các đáp án đã cho C2: Một cuộn dây diện tích 4 cm 2 và 10 vòng được kéo nhanh ra khỏi từ trường 0,04T trong 20 ms (miligiây).Suất điện động cảm ứng là: A. 8.10 3 V B. 8 mV C. 4.10 3 V D. 4 mV C3: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây 500 vòng diện tích 0,1 m 2 khi nó quay trong từ trường 0,1 T với tần số 60 Hz có giá trị lớn nhất là: A. 1885 V B. 200V C. 1430 V D. Không xác định được C4: Một ống dây lõi không khí dài 60 cm, bán kính 1,8 cm có 2000 vòng. Hỏi suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là bao nhiêu nếu dòng điện qua cuộn dây thay đổi đều từ 2A tới 8 A trong 3 s. A. 1,8 V B.0,018 V C. 3,6 V D. 3,6 mV C5: Một cuộn dây dẫn tròn đường kính 2 cm có 100 vòng được đặt trong một từ trường đều 0,05 T sao cho mặt phẳng của nó tạo với phương của từ trường một góc 60 0 . Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây nếu nó được kéo ra khỏi từ trường trong 10 ms. A. 1,5 V B.1,5 mV C. 0,136 V D. 0,136 mV C6: Mt cun dõy 2000 vũng in tr 2 c un thnh mt ng dõy bỏn kớnh 0,2 m cú s vũng cun 10000 vũng /m. Tỡm cng dũng in xut hin trong cun dõy khi dũng in trong ng thay i vi tc 2 A/s. A. 1,6 A B. 3,2 A C.4,8 A D. khụng xỏc nh c C7: Khi mt dũng in qua cun dõy thay i vi vn tc 4000A/s thỡ xut hin trong cun dõy sut in ng 4 V. t cm ca cun dõy l: A. 10 H B.1 mH C.1H D.0,1 H C8: Mt thanh dn in di 25 cm, chuyn ng trong t trng u ,cm ng t B = 8.10 -3 T. Vect vn tc v r vuụng gúc vi thanh v vuụng gúc vi vect cm ng t B, hóy tớnh sut in ng cm ng trong thanh. Vi v = 3m/s A. 6 V B.6mV C.12 V D.12 mV C9: Gi s trong thớ nghim hỡnh v, cm ng t B = 0,3T, thanh CD di 20 cm v chuyn ng vi vn tc v = 1m/s sang phi. in k cú in tr R = 2 .Cng dũng in qua in k l A. 0,3 A B.0,003A C. 30mA D.3 mA C10: Từ thông qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,2 (s) từ thông giảm từ 1,2 (Wb) xuống còn 0,4 (Wb). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng: A. 6 (V). B. 4 (V). C. 2 (V). D. 1 (V). C11: Mt hỡnh ch nht kớch thc 3 (cm) x 4 (cm) t trong t trng u cú cm ng t B = 5.10 -4 (T). Vect cm ng t hp vi mt phng mt gúc 30 0 . T thụng qua hỡnh ch nht ú l: A. 6.10 -7 (Wb). B. 3.10 -7 (Wb). C. 5,2.10 -7 (Wb). D. 3.10 -3 (Wb). C12: Một hình vuông cạnh 5 (cm), đặt trong từ trờng đều có cảm ứng từ B = 4.10 -4 (T). Từ thông qua hình vuông đó bằng 10 -6 (Wb). Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến với hình vuông đó là: A. = 0 0 . B. = 30 0 . C. = 60 0 . D. = 90 0 . C13: Một khung dây phẳng, diện tích 20 (cm 2 ), gồm 10 vòng dây đặt trong từ trờng đều. Vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc 30 0 và có độ lớn B = 2.10 -4 (T). Ngời ta làm cho từ trờng giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01 (s). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian từ trờng biến đổi là: A. 3,46.10 -4 (V). B. 0,2 (mV). C. 4.10 -4 (V). D. 4 (mV). C14: Một khung dây phẳng, diện tích 25 (cm 2 ) gồm 10 vòng dây, khung dây đợc đặt trong từ trờng có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung và có độ lớn tăng dần từ 0 đến 2,4.10 -3 (T) trong khoảng thời gian 0,4 (s). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong khoảng thời gian có từ trờng biến thiên là: A. 1,5.10 -2 (mV). B. 1,5.10 -5 (V). C. 0,15 (mV). D. 0,15 (V). C15: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có kích thớc 3 (cm) x 4 (cm) đợc đặt trong từ trờng đều cảm ứng từ B = 5.10 -4 (T). Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30 0 . Từ thông qua khung dây dẫn đó là: A. 3.10 -3 (Wb). B. 3.10 -5 (Wb). C. 3.10 -7 (Wb). D. 6.10 -7 (Wb) C16: Mt cun dõy cú h s t cm L = 3H, c ni vi mt ngun in cú sut in ng 6V. in tr ca ton mch khụng ỏng k.Sau bao lõu tớnh t lỳc ni vo ngun, cng dũng in qua cun dõy tng n giỏ tr 5A? A. 2,5 s B.khụng xỏc nh c C.2 s D. 1,2 s C17: Cho ng dõy dn hỡnh tr di N= 1000 vũng, din tớch mi vũng l 100 cm 2 , ng dõy cú in tr R = 16. Hai u c ni on mch, ng dõy t trong mt t trng u.Vect cm ng t vuụng gúc vi cỏc vũng dõy v cú ln tng u 4.10 -2 T/s.Cụng sut ta nhit trong ng dõy l A. 10 -2 J B. 10 -2 W C. 1 J D. 1W C18: Vũng dõy dn in, din tớch 100 cm 2 ni vo mt t in C = 200 F, c t trong t trng u, cm ng t B vuụng gúc vi mt phng vũng dõy, cú ln B tng u vi tc 5.10 -2 (T/s). in tớch ca t in l: A. 10 C B. 0,1 C C. 10 C D. 0,1 C C19: Cho mt mch in cú t cm L = 0,6H cú dũng in gim u t I 1 = 0,2A n I 2 = 0 trong khong thi gian 0,2 phỳt.Sut in ng t cm trong mch l: A. 0,01 V B.1V C.0,6 D.6V C10: Từ thông qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,1 (s) từ thông tăng từ 0,6 (Wb) đến 1,6 (Wb). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng: A. 6 (V). B. 10 (V). C. 16 (V). D. 22 (V) . BÀI TẬP NÂNG CAO PHẦN CẢM ỨNG TỪ PHẦN I: TỰ LUẬN Bài 1 Trên hai cạnh AB và CD của một khung dây dẫn cạnh a = 0,5cm, điện trở R = 4 Ω, người ta mắc hai nguồn điện E 1 = 10V,. trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,4T. Vectơ vận tốc của thanh và vectơ cảm ứng từ tạo vói nhau một góc α = 30 0 và cùng vuông góc với thanh. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh và hiệu điện. 0 như trên hình vẽ. Mạch điện được đặt trong từ truờng đều có véc tơ cảm ứng ứng từ B r vuông góc với mặt phẳng khung dây và hướng ra sau hình vẽ, độ lớn cảm ứng từ B tăng theo quy luật B