HỌC SINH GIỎI vật lý PHẦN cảm ỨNG từ

HC SINH GII VT Lí - PHN CM NG T Cõu 1: cho mch in nh hỡnh v, ngun E = 1,5V, r = 0,1 , MN= l = m, RMN = 2,9 , B vuụng gúc vi khung dõy., hng t trờn xung, B = 0,1T in tr Ampe k v hai ray khụng ỏng k Thanh MN cú th trt trờn hai ng ray a, Tỡm s ch ca Ampe k v lc in tt lờn MN MN c gi ng yờn b, Tỡm s ch ca Ampe k v lc in t t lờn MN MN chuyn ng u sang phi vi v = m/s c, Mun Ampe k ch 0, MN phi chuyn ng v hng no vi tc bao nhiờu? Cõu Mt dn in c treo nm ngang trờn hai dõy dn nh thng ng Thanh t mt t trng u, vect cm ng t thng ng hng xung v cú ln B = T Thanh cú chiu di l = 0,2m , lng m = 10 g , dõy dn cú chiu di l1 = 0,1m Mc vo cỏc im gi cỏc dõy dn mt t C = 100 àF c tớch in ti hiu in th U = 100V Cho t in phúng in Coi rng quỏ trỡnh phúng in xy thi gian rt ngn, cha kp ri v trớ cõn bng m ch nhn c theo phng ngang mt ng lng p no ú Tớnh tc ri v trớ cõn bng v gúc lch cc i ca dõy v trớ cõn bng Cho g = 10 m/s2 ur B Cõu Hai ray cú in tr khụng ỏng k c ghộp song song vi nhau, cỏch mt khong l trờn mt phng nm ngang Hai u ca hai c ni vi bng in tr R Mt kim loi cú chiu di cng bng l, lng m, in tr r, t vuụng gúc ur v tip xỳc vi hai H thng t mt t trng u B cú phng thng ng (hỡnh 2) R Kộo cho chuyn ng u vi tc v l a) Tỡm cng dũng in qua v hiu in th gia hai u b) Tỡm lc kộo nu h s ma sỏt gia vi ray l Ban u ng yờn B qua in tr ca v ma sỏt gia vi ray Thay in tr R bng mt t in C ó c Hỡnh tớch in n hiu in th U0 Th cho t do, t phúng in s lm chuyn ng nhanh dn Sau mt thi gian, tc ca s t n mt giỏ tr n nh vgh Tỡm vgh? Coi nng lng h c bo ton 1) Sut in ng cm ng: E = Blv Blv BlvR a) Cng dũng in: I = Hiu in th hai u thanh: U=I.R= R+r R+r 2 Bl v 2) Lc t cn tr chuyn ng: Ft = B.l.I = R+r 2 Bl v Lc kộo: F = Ft + Fms = + mg R+r Khi chuyn ng n nh thỡ gia tc ca nú bng cng dũng in mch bng hiu in th trờn t bng sut in ng cm ng: U = E = Blvgh Bo ton nng lng: r v Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 Nghiờm Anh Dng 1 1 1 2 2 2 CU 02 = CU + mv gh hay CU = CB l v gh + mv gh 2 2 2 C vgh = U 2 CB l + m Cõu Mt dõy dn cng cú in tr khụng ỏng k, c un thnh khung ABCD nm mt phng nm ngang,cú AB v CD song song vi nhau, cỏch mt khong l=0,5m, c r B M t mt t trng u cú cm ng t B=0,5T hng vuụng gúc vi mt A B phng ca khung nh hỡnh v Mt dn MN cú in tr R=0,5 cú th r trt khụng ma sỏt dc theo hai cnh AB v CD v D a) Hóy tớnh cụng sut c hc cn thit kộo MN trt u vi C N tc v=2m/s dc theo cỏc AB v CD So sỏnh cụng sut ny vi cụng sut ta nhit trờn MN v nhn xột b) Thanh ang trt u thỡ ngng tỏc dng lc Sau ú cũn cú th trt thờm c on ng bao nhiờu nu lng ca l m=5gam? Khi MN chuyn ng thỡ dũng in cm ng trờn xut hin theo chiu MN E Bvl Cng dũng in cm ng ny bng: I = = R R Khi ú lc t tỏc dng lờn MN s hng ngc chiu vi tc v v cú ln: Ft = BIl = B 2l v R Do chuyn ng u nờn lc kộo tỏc dng lờn phi cõn bng vi lc t Vỡ vy cụng sut c hc (cụng ca lc kộo) c xỏc nh: B 2l 2v P = Fv = Ft v = R Thay cỏc giỏ tr ó cho nhn c: P = 0,5W B 2l 2v R Cụng sut ny ỳng bng cụng sut c hc kộo Nh vy ton b cụng c hc sinh c chuyn hon ton thnh nhit (thanh chuyn ng u nờn ng nng khụng tng), iu ú phự hp vi nh lut bo ton nng lng b) Sau ngng tỏc dng lc, ch cũn chu tỏc dng ca lc t ln trung bỡnh ca lc ny l: Ft B l v F= = 2R Gi s sau ú trt c thờm on ng S thỡ cụng ca lc t ny l: B 2l v 0.25 A = FS = S 2R ng nng ca trc ngng tỏc dng lc l: W = mv Theo nh lut bo ton nng lng thỡ n dng li thỡ ton b ng nng ny c chuyn thnh B 2l v cụng ca lc t (lc cn) nờn: mv = S 2R mvR T ú suy ra: S = 2 = 0,08(m) = 8cm B l Cụng sut ta nhit trờn MN: Pn = I R = Cõu Mt vt nh lng m v in tớch +q c buụng khụng tc ban u t mt bn ca t in phng, khong cỏch gia bn t l d Ngi ta t hiu in th U gia bn t v mt t trng B cú hng nh hỡnh v Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 Nghiờm Anh Dng a/ Chng t rng nu U lc kộo F cõn bng vi lc t tỏc dng lờn Lc t tỏc dng lờn l : Ft = B.I.2l.tan.sin90o = 2B2.v.lsin.tan/[(1 + sin).ro] Cõu Mt khung dõy dn hỡnh vuụng cú in tr khụng ỏng k c t trờn mt phng nm ngang nhn Khung dõy cú lng m v chiu di cnh l b H nm t trng thng ng cú ln cm ng t thay i dc theo trc x: B = B0(1 + kx) vi B0 v k l cỏc hng s ó bit t khung dõy cho mt cnh ca nú song song vi trc x v truyn cho khung tc v hng dc theo trc x Sau ú mt khong thi gian l t0, thỡ vt dng li a) Mụ t quỏ trỡnh chuyn ng ca vt t trng b) ỏnh giỏ ln t cm L ca khung dõy Cõu Hai kim loi song song, thng ng cú in tr khụng ỏng k, mt R u ni vo in tr R = 0,5 Mt on dõy dn AB, di l = 14cm , lng m = g , in tr r = 0,5 tỡ vo hai kim loi t trt khụng ma sỏt xung di v luụn luụn vuụng gúc vi hai kim loi ú Ton b h A B thng t mt t trng u cú hng vuụng gúc vi mt phng hai ur B kim loi cú cm ng t B = 0, 2T Ly g = 9,8m / s a) Xỏc nh chiu dũng in qua R b) Chng minh rng lỳc u AB chuyn ng nhanh dn, sau mt thi gian chuyn ng tr thnh chuyn ng u Tớnh tc chuyn ng u y v tớnh UAB ur c) Bõy gi t hai kim loi nghiờng vi mt phng nm ngang mt gúc = 60o ln v chiu ca B nh c Tớnh tc v ca chuyn ng u ca AB v UAB ỏp ỏn: R I a) Do i xung nờn t thụng qua mch tng p dng nh lut Lenx, dũng uuur ur in cm ng sinh Bcu ngc chiu B (Hỡnh v) p dng qui tc nm bn tay phi, I chy qua R cú chiu t A B Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 A uuu r ur Bcu B Nghiờm Anh Dng B b) Ngay sau buụng thỡ AB ch chu tỏc dng ca trng lc P = mg nờn chuyn ng nhanh dn v tng dn - ng thi, sau ú mch xut hin dũng in I nờn AB chu thờm tỏc dng ca lc t F = BIl cú hng i lờn e Blv B 2l v e = = Blv I = = - Mt khỏc, sut in ng xut hin AB l: nờn F = t R+r R+r R+r Cho nờn v tng dn thỡ F tng dn tn ti thi im m F=P Khi ú chuyn ng thng u -Khi chuyn ng u thỡ: F = mg B 2l v ( R + r )mg (0,5 + 0,5).2.10 3.9,8 = mg v = = = 25(m / s ) R+r B 2l 0, 22.0,142 - Hiu in th gia hai u ú l: U AB = I R = ur F uu r N Blv 0, 2.0,14.25 R = 0,5 = 0,35(V ) R+r 0,5 + 0,5 c) Khi nghiờng hai kim loi ta cú hỡnh v bờn: - Hin tng xy tng t nh trng hp b) ta thay P bng Psin, thay B bng B1 vi B1=Bsin - Lp lun tng t ta cú: I ur P1 F = mg sin ur B ur P uu r B1 uur B2 ( B sin ) l v ( R + r )mg sin (0,5 + 0,5).2.10 3.9,8.sin 60 = mg sin v = = = 28,87( m / s ) R+r ( B sin ) l (0, 2.sin 60o ) 0,14 - Hiu in th gia hai u ú l: U AB = I R = B sin lv 0, 2.sin 60o.0,14.28,87 R = 0,5 = 0,35(V ) R+r 0,5 + 0,5 Cõu 10 Mt prụtụn i vo mt vựng khụng gian cú b rng d = 4.10 -2 m v cú t trng u B1 = 0,2 T Sau ú prụtụn i tip vo vựng khụng gian cng cú b rng d nhng t trng B = 2B1 Ban u, prụtụn cú tc vuụng gúc vi cỏc vộct cm ng t v vuụng gúc vi mt biờn ca vựng khụng gian cú t trng (hỡnh 3) B qua tỏc dng ca trng lc Cho lng ca prụtụn mP = 1,67.10-27 kg, in tớch ca prụtụn q = 1,6.10-19 C a Hóy xỏc nh giỏ tr ca hiu in th U tng tc cho prụtụn cho prụtụn i qua c vựng u tiờn b Hóy xỏc nh hiu in th U cho prụtụn i qua c vựng th hai c Hóy xỏc nh hiu in th U0 cho prụtụn sau i qua c vựng th hai thỡ cú hng vộct tc hp vi hng ca vộct tc ban u mt gúc 600 Cõu 11 Mt si dõy dn ng nht, tit din ngang S0 = mm2, in tr sut c un thnh mt vũng trũn kớn, bỏn kớnh r = 25 cm t vũng dõy núi trờn vo mt t trng u cho cỏc ng sc t vuụng gúc vi mt phng vũng dõy Cm ng t ca t trng bin thiờn theo thi gian B = kt, vi t tớnh bng n v giõy (s) v a) Tớnh cng dũng in cm ng vũng dõy b) Tớnh hiu in th gia hai im bt kỡ trờn vũng dõy c) Ni vo gia hai im M, N trờn vũng dõy mt vụn k (cú in tr rt ln) bng mt dõy dn thng cú chiu di nh hỡnh v Tớnh s ch ca vụn k Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 M V r +B N Nghiờm Anh Dng Hỡnh cho cõu Câu 12 Hai vòng dây dẫn tròn có bán kính khác đặt mặt phẳng từ tr ờng có cảm ứng từ tăng theo thời gian B = B + kt ( B0, k số) Véc tơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến vòng dây góc Dòng điện cảm ứng vòng dây lớn khối lợng hai vòng dây nh đợc chế tạo vật liệu? ỏp ỏn + Để thuận tiện ta xét vòng có bán kính R mà không đa số Theo điều kiện đề B = B0 + kt , Bo k số 0.25đ + Nếu góc không đổi pháp tuyến mặt phẳng vòng dây cảm ứng từ B, từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây là: = R ( B0 + kt ) cos 0.25đ = R k cos 0,25đ +Suất điện động cảm ứng vòng dây: Ec = t Ec R k cos + Dòng điện chạy vòng dây: I = 0,5đ = r r 2R m r = s = 0,25đ So 2RD km cos R D + I = 0,5đ r= 4D m + Nhìn vào công thức ta thấy tất đại lợng đa vào công thức nh hai vòng dây.Do dòng điện cảm ứng hai vòng dây giống 0,5đ Cõu 13 Mt mch in gm cú: ng dõy cú h s t cm L = 2,00H v in tr Ro = 1,00; ngun in cú sut in ng E = 3,0V v in tr r = 0,25; in tr R = 3,00, c mc nh hỡnh B qua in tr dõy ni v khoỏ k a úng khoỏ k, sau mt thi gian cng cỏc dũng in mch t giỏ tr n nh Xỏc nh cng dũng in qua ng dõy v in tr R; cụng sut ca ngun E; b Tớnh nhit lng Q to trờn R sau ngt khoỏ k ỏp ỏn: a i vi dũng in khụng i, cun cm khụng cú tỏc dng cn tr E I= = 3A R oR Dũng in qua ngun v mch chớnh: r+ Ro + R Ro = = 0,75A Dũng in qua R: I R = Ro + R R 3 = = 2,25A Dũng in qua cun dõy: I R o = Ro + R Cụng sut ca ngun: P = E.I = 3.3 = 9W L.I k E,r L Ro Hỡnh 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Ro = 5,0625àJ Dũng in qua R v Ro luụn nh nờn nhit lng to trờn cỏc in tr t l vi giỏ tr cỏc in tr Nhit to trờn R: Q = W = 3,8àJ Nng lng ng dõy: W = Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 R Nghiờm Anh Dng 0,5 0,5 0,5 Cõu 14 Hai kim loi song song, thng ng cú in tr khụng ỏng k, mt R u ni vo in tr R = 0,5 Mt on dõy dn AB, di l = 14cm , lng m = g , in tr r = 0,5 tỡ vo hai kim loi t trt khụng ma sỏt xung di v luụn luụn vuụng gúc vi hai kim loi ú Ton b h thng t A ur mt t trng u cú hng vuụng gúc vi mt phng hai kim loi cú cm ng B t B = 0, 2T Ly g = 9,8m / s a) Xỏc nh chiu dũng in qua R b) Chng minh rng lỳc u AB chuyn ng nhanh dn, sau mt thi gian chuyn ng tr thnh chuyn ng u Tớnh tc chuyn ng u y v tớnh UAB c) Bõy gi t hai kim loi nghiờng vi mt phng nm ur ngang mt gúc = 60o ln v chiu ca B nh c Tớnh tc v ca chuyn ng u ca AB v UAB B Cõu 15: Trờn mt mt phng nghiờng gúc = 450 vi mt phng ngang cú hai dõy dn thng song song, in tr khụng ỏng k nm dc theo ng dc chớnh ca mt phng nghiờng y(Hỡnh H.4).u trờn ca hai dõy dn y ni vi in tr R = 0,1 Mt kim loi MN = l = 10 cm in tr r = 0,1 lng m = 20g t vuụng gúc vi hai dõy dn núi trờn, trt khụng ma sỏt trờn hai dõy dn y.Mch in t mt t trng u, r cm ng t B cú ln B = 1T cú hng thng ng t di lờn trờn a)Thanh kim loi trt xung dc.Xỏc nh chiu dũng in cm ng chy qua R b)Chng minh rng lỳc u kim loi chuyn ng nhanh dn n mt lỳc chuyn ng vi tc khụng i.Tớnh giỏ tr ca tc khụng i y.Khi ú cng dũng in qua R l bao nhiờu ?Cho g = 10 m/s2 Cõu 16 Mt khung dõy dn kớn nh hỡnh v, ú ABCD l hỡnh vuụng cnh a = 20cm, BCEF l hỡnh ch nht cú cnh a/2 v a Khung c t t trng cú vector cm ng t B vuụng gúc vi mt phng khung v B thay i theo thi gian theo quy lut B = 0,2t ( t tớnh bng s) Xỏc nh chiu v cng dũng in chy qua cỏc cnh BC v AB, EF, bit in tr mi cm chiu di l r = 0,1 s: Cõu 17 Mt ngun in cú sut in ng E = 5V, r = v dõy dn cú in tr R = to thnh mch kớn gii hn bi din tớch S = 0,2 m2 nh hỡnh v, t vuụng goc vi mt phng mch in Cm ng t bin thiờn theo quy lut B = 10t Tớnh cng dũng in mch hai trng hp: T.h.1 ( hỡnh v di) T.h.2 ( hỡnh v di) Bi 18 CHo mch in nh hỡnh v L = 1H, E = 12V, r = , R = 10 iu chnh bin tr R thi gian 0,1s R gim cũn a) Tớnh sut in ng t cm mch thi gian núi trờn b) Hi dũng in mch khong thi gian ny bng bao nhiờu Bi 19* Mt khung dõy dn trũn tõm O t t trng u B = 0,005T, ng sc t vuụng gúc vi mt phng khung dõy Thanh kim loi OM di l = 50cm, quay Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 Nghiờm Anh Dng quanh im O v u M ca luụn nm tip xỳc vi khung dõy im C ca khung dõy c ni vo u O ca kim loi qua mt ampe k Chiu quay ca kim loi OM v chiu ca ng sc t c ch rừ trờn hỡnh a) hóy ch chiu dũng in cm ng qua cỏc on dõy dn C1M v C2M b) si dõy dn lm khung cú tit din nh v cú in tr R = 0,05 Hi kim loi quay t im n im thỡ s ch ca ampe k thay i nh th no Bit quay u vi tc gúc vũng/s Bi 20* Mt khung dõy hỡnh vuụng MNPQ cnh a t t trng u, ng sc vuụng gúc vi mt phng khung dõy Gi nh M c nh sau ú kộo v xon cỏc cnh ca khung cho ta c hai hỡnh vuụng m din tớch ca hỡnh ny ln gp ln hỡnh Tớnh in lng dch chuyn khung CHo in tr ca khung l R CHo bit cỏc dõy dn c qun lp cỏch in CHo a = 6cm, B = 4.10-3T, R = 0,01 ( Hd Xon khung dõy cng cú ngha l lm cho phỏp tuyn i vi mt din tớch hỡnh vuụng i chiu) s: 96.10-5C Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 Nghiờm Anh Dng ... ca vụn k Ti liu bi dng hc sinh gii vt lý 11 M V r +B N Nghiờm Anh Dng Hỡnh cho cõu Câu 12 Hai vòng dây dẫn tròn có bán kính khác đặt mặt phẳng từ tr ờng có cảm ứng từ tăng theo thời gian B =... thời gian B = B + kt ( B0, k số) Véc tơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến vòng dây góc Dòng điện cảm ứng vòng dây lớn khối lợng hai vòng dây nh đợc chế tạo vật liệu? ỏp ỏn + Để thuận tiện ta xét... đổi pháp tuyến mặt phẳng vòng dây cảm ứng từ B, từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây là: = R ( B0 + kt ) cos 0.25đ = R k cos 0,25đ +Suất điện động cảm ứng vòng dây: Ec = t Ec R k cos