CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DẠNG : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG TRONG TỪ TRƯỜNG 1/ Suất điện động cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động từ trường r · r v) + eC = v.B.l.sinθ ; với θ = (B, + Đoạn dây xem nguồn điện chuyển động từ trường 2/ Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động từ trường (Quy tắc bàn tay phải) r + chiều ngón cái: chiều vectơ vận tốc v r + chiều cảm ứng từ B : xuyên vào lòng bàn tay + chiều IC: từ cổ tay đến ngón tay r r * Lưu ý: đoạn dây l ⊥ B, vaø l ⊥ v Bài 1: Cho dây dẫn MN có chiều dài l = 15 cm chuyển động có độ lớn vận tốc v = m/s từ trường có B = 0,5 T, MN có điện trở R = 0,5 Ω, biết r r B ⊥ v Tính cường độ dòng điện cảm ứng qua MN Bài 2: Cho dây dẫn MN có chiều dài l = 80 cm chuyển động có độ lớn vận tốc r r ·r r v = 0,5 m/s từ trường có B = 0,06 T Biết l ⊥ B, vaø l ⊥ v , (B, v) = 300 Thanh MN có điện trở R = 0,5 Ω Tính suất điện động, cường độ dòng điện cảm ứng Bài 3:Một dẫn điện dài 1m,chuyển động từ trường có cảm ứng từ r r B=0,4T( B vuông góc với thanh) với vận tốc 2m/s,vuông góc với làm với B góc θ = 450 a/Tính suất điện động cảm ứng b/Nối hai đầu với điện trở R=0,2 Ω thành mạch kín cường độ dòng điện qua điện trở bao nhiêu? ĐS:a ec=0,564V ; b I=2,82A N’ N Bài 4:Thanh dẫn MN trượt từ trường hình vẽ.Biết B=0,3T.Thanh MN dài 40cm,vận tốc 2m/s,điện kế có điện trở R=3 Ω Tính cường độ dòng điện qua điện kế rõ chiều dòng điện M’ M ĐS: IA=0,08A; dòng điện theo chiều từ N’ → N r r v ⊗B A Bài 5: Hai ray kim loại Ax, By không điện trở, kim loại CD = 40 cm, có điện trở R = Ω chuyển động xa AB từ trường B = 0,04 T với vận tốc m/s Tính cường độ xác định chiều dòng điện cảm ứng? Bài 6: Mạch điện hình vẽ Ax By không điện trở Từ trường B = 0,4 T Nguồn có E = 1,2 V r = 0,2 Ω Thanh kim loại CD = l = 100 cm, điện trở RCD = 1,8 Ω a/ Nếu CD chuyển động lại gần nguồn với v = m/s Tính cường độ dòng điện qua CD b/ Thanh CD chuyển động với vận tốc có chiều dòng điện qua CD Bài 7: Cho hệ thống hình vẽ: kim loại MN = l = 100 cm, RMN = 2,9 Ω Suất điện động r nguồn E = 1,5 V, r = 0,1 Ω Cảm ứng từ B thẳng đứng hướng xuống, B = 0,1 T Điện trở ampe kế hai ray không đáng kể a/ Tìm số ampe kế lực điện từ đặt lên đoạn MN MN giữ đứng yên b/ Tìm số ampe kế lực điện từ đặt lên MN MN chuyển động sang phải với vận tốc v = m/s c/ Muốn ampe kế 0, MN chuyển động phía với vận tốc bao nhiêu? Bài 8: Thanh Cu MN có khối lượng 2kg trượt không ma sát với vận tốc 5m/s Cu thẳng đứng song song cách khoảng 50cm ,từ trường nằm ngang hình bên B = 0,2T.Bỏ qua điện trở điện trở tiếp xúc.Lấy g = 10 m/s2 a/Tính suất điện động cảm ứng MN b/Tính lực điện từ Xác định chiều độ lớn dòng điện cảm ứng c/Tính R ? ĐS: a/ 0,5V b/F = 0,02N,I = 0,2A c/2,5A TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Một dây dẫn dài 20 cm chuyển động tịnh tiến từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-4 T Vectơ vận tốc vuông góc với thanh, vuông góc với vectơ cảm ứng từ có độ lớn m/s Suất điện động cảm ứng là: A 0,05 V B 50 mV C mV D 0,5 mV Câu 2: Một dẫn điện dài 20 cm nối hai đầu với hai đầu mạch điện có điện trở 0,5 Ω Cho chuyển động tịnh tiến từ trường cảm ứng từ B = 0,08 T với vận tốc m/s, vectơ vận tốc vuông góc với đường sức từ vuông góc với thanh, bỏ qua điện trở dây nối Cường độ dòng điện mạch là: A 0,224 A B 0,112 A C 11,2 A D 22,4 A Câu 3: Một dẫn điện dài 40 cm, chuyển động tịnh tiến từ trường đều, cảm ứng từ 0,4 T Vectơ vận tốc vuông góc với hợp với đường sức từ góc 300, độ lớn v = m/s Suất điện động hai đầu là: A 0,4 V B 0,8 V C 40 V D 80 V Câu 4: Một dẫn điện dài 40 cm, chuyển động tịnh tiến từ trường đều, cảm ứng từ 0,4 T Vectơ vận tốc vuông góc với hợp với đường sức từ góc 300 Suất điện động hai đầu 0,2 V Vận tốc là: A v = 0,0125 m/s B v = 0,025 m/s C v = 2,5 m/s D v = 1,25 m/s Câu 5: Một đoạn dây dẫn MN có chiều dài l=0,5m chuyển động từ trường có cảm ứng từ B=0,04T với vận tốc v=0,5m/s theo phương hợp với đường sức từ góc θ = 300 Tính suất điện động suất đoạn dây A.ec=0,5V B.ec=0,05V C.ec=0,005V D.ec=0,0005V DẠNG : HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM VÀ NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG *Các công thức cần nhớ liên quan đến tượng tự cảm : +Suất điện động tự cảm : etc = − L +Hệ số tự cảm : L =10 −7.4π ∆i ∆t N2 S l +Năng lượng từ trường : W = Li = 10 B V 8π +Mật độ lượng từ trường: ω = 10 B 8π Bài : Tính độ tự cảm cuộn dây biết sau thời gian ∆ t = 0,01 s , dòng điện mạch tăng từ đến 2,5 A suất điện động tự cảm 10 V ĐS : L = 0,2 H Bài 2: Một ống dây dài 50cm, có 1000 vòng dây Diện tích tiết diện ống 20cm2 Tính độ tự cảm ống dây Giả thiết từ trường ống dây từ trường ĐS: L ≈ 5.10-3H Bài 3: Một cuộn dây có lượng từ trường 32.10 -3J có dòng điện 0,4A chạy qua Tính độ tự cảm cuộn dây ĐS: 0,4H Bài : Ống dây dài l = 31,4 cm có 1000 vòng , diện tích vòng S = 20 cm có dòng điện I = A qua a) Tính từ thông qua vòng dây b) Tính suất điện động tự cảm cuộn dây ngắt dòng điện thời gian ∆ t = 0,1 s Suy độ tự cảm ống dây ĐS : a) φ = 16.10-6 Wb ; b) Etc = 0,16 V ; L = 0,008 H Bài 5: Một ống dây có độ tự cảm 400mH Dòng điện qua ống dây giảm từ 2A đến 1A thời gian 10-2 s Suất điện động tự cảm sinh ống dây bao nhiêu? ĐS: 40V Bài 6: Tính độ tự cảm ống dây dài 30cm, đường kính 2cm, có 1000 vòng dây Cho biết khoảng thời gian 0,01s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đặn từ 1,5A đến Tính suất điện động cảm ứng ống dây ĐS: L ≈ 2,96.10-3H ≈ 3.10-3H ; e = 0,45V *TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Điều sau không nói hệ số tự cảm ống dây? A phụ thuộc vào số vòng dây ống; B phụ thuộc tiết diện ống; C không phụ thuộc vào môi trường xung quanh; D có đơn vị H (henry) Câu 2: Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thông qua mạch gây A biến thiên cường độ điện trường mạch B chuyển động nam châm với mạch C chuyển động mạch với nam châm D biến thiên từ trường Trái Đất Câu 3: Suất điện động tự cảm mạch điện tỉ lệ với A điện trở mạch B từ thông cực đại qua mạch C từ thông cực tiểu qua mạch D tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch Câu 4: Năng lượng ống dây tự cảm tỉ lệ với A cường độ dòng điện qua ống dây B bình phương cường độ dòng điện ống dây C bậc hai lần cường độ dòng điện ống dây D bình phương cường độ dòng điện ống dây Câu 5:Ống dây có tiết diện với ống dây chiều dài ống số vòng dây nhiều gấp đôi Tỉ sộ hệ số tự cảm ống với ống A B C D Câu 6: Một ống dây tiết diện 10 cm , chiều dài 20 cm có 1000 vòng dây Hệ số tự cảm ống dây (không lõi, đặt không khí) A 0,2π H B 0,2π mH C mH D 0,2 mH Câu 7:Một dây dẫn có chiều dài xác định trên ống dây dài l tiết diện S có hệ số tự cảm 0,2 mH Nếu lượng dây dẫn trên ống có tiết diện chiều dài tăng lên gấp đôi hệ số tự cảm cảm ống dây A 0,1 H B 0,1 mH C 0,4 mH D 0,2 mH Câu 8:Một dây dẫn có chiều dài xác định trên ống dây dài l bán kính ống r có hệ số tự cảm 0,2 mH Nếu lượng dây dẫn trên ống có chiều dài tiết diện tăng gấp đôi hệ số từ cảm ống A 0,1 mH B 0,2 mH C 0,4 mH D 0,8 mH Câu 9: Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH có dòng điện với cường độ A chạy qua Trong thời gian 0,1 s dòng điện giảm Độ lớn suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn A 100 V B 1V C 0,1 V D 0,01 V Câu 10:Một ống dây có hệ số tự cảm 0,1 H có dòng điện 200 mA chạy qua Năng lượng từ tích lũy ống dây A mJ B mJ C 2000 mJ D J Câu 11:Một ống dây 0,4 H tích lũy lượng mJ Dòng điện qua A 0,2 A B 2 A C 0,4 A D A Câu 12: 13 Một ống dây có dòng điện A chạy qua tích lũy lượng từ trường 10 mJ Nếu có dòng điện A chạy qua tích lũy lượng A 30 mJ B 60 mJ C 90 mJ D 10/3 mJ Câu 13: Đơn vị hệ số tự cảm là: A Vôn (V) B Tesla (T) C Vêbe (Wb) D Henri (H) Câu 14: Biểu thức tính suất điện động tự cảm là: A e = −L ∆I B e = L.I ∆t C e = 4π 10-7.n2.V ∆I B L = Ф.I ∆t C L = 4π 10-7.n2.V D e = −L ∆t ∆I D L = −e ∆t ∆I Câu 15: Biểu thức tính hệ số tự cảm ống dây dài là: A L = −e Câu 16: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 (H), cường độ dòng điện qua ống dây giảm đặn từ (A) khoảng thời gian (s) Suất điện động tự cảm xuất ống khoảng thời gian là: A 0,03 (V) B 0,04 (V) C 0,05 (V) D 0,06 (V)