Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 21 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
21
Dung lượng
892,58 KB
Nội dung
Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com CHUYÊN ĐỀ TỪ TRƢỜNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ A KIẾN THỨC CƠ BẢN Từ trƣờng 1.1 Định nghĩa, đƣờng sức từ: + Xung quanh nam châm hay dòng điện tồn từ trường + Từ trường dạng vật chất, mà biểu cụ thể xuất lực từ tác dụng lên nam châm hay dịng điện đặt khoảng khơng gian có từ trường + Tại điểm khơng gian có từ trường, hướng từ trường hướng Nam - Bắc kim nam châm nhỏ nằm cân điểm + Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có phương trùng với phương từ trường điểm + Các tính chất đường sức từ: - Qua điểm khơng gian có từ trường vẽ đường sức từ - Các đường sức từ đường cong khép kín vô hạn hai đầu - Chiều đường sức từ tuân theo quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam Bắc) - Quy ước vẽ đường sức từ cho chổ từ trường mạnh đường sức từ mau chổ từ trường yếu đường sức từ thưa 1.2 Lực từ - Cảm ứng từ + Tại điểm khơng gian có từ trường xác định véc tơ cảm ứng từ B : - Có hướng trùng với hướng từ trường; F - Có độ lớn , với F độ lớn lực từ tác dụng lên phần tử dịng điện có độ dài l, Il cường độ I, đặt vng góc với hướng từ trường điểm Đơn vị cảm ứng từ tesla (T) + Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện I l đặt từ trường đều, cảm ứng từ B : - Có điểm đặt trung điểm l; - Có phương vng góc với l B ; - Có chiều tuân theo qui tắc bàn tay trái; - Có độ lớn: F = BIlsin 1.3 Từ trƣờng chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt I + Cảm ứng từ dòng điện thẳng, dài: B = 2.10-7 r NI + Cảm ứng từ tâm khung dây điện tròn: B = 2.10-7 R + Cảm ứng từ lịng ống dây điện hình trụ dài: B = 2.10-7nI 1.4 Lực Lo-ren-xơ Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện tích q0 chuyển động từ trường B có phương vng góc với v B , có chiều tuân theo quy tác bàn tay trái, có độ lớn: f = |q0|vBsin CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 2.1 Từ thông - Cảm ứng điện từ + Từ thơng qua diện tích S đặt từ trường đều: = BScos( n, B ) Đơn vị từ thông vêbe (Wb): Wb = T.m2 + Khi từ thơng qua mạch kín (C) biến thiên (C) xuất dịng điện cảm ứng Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com + Dịng điện cảm ứng có chiều cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua (C) Nói riêng, từ thơng qua (C) biến thiên chuyển động gây từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói + Khi khối kim loại chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên khối kim loại xuất dòng điện cảm ứng gọi dòng điện Fu-cô 2.2 Suất điện động cảm ứng + Khi từ thơng qua mạch kín (C) biến thiên mạch kín xuất suất điện động cảm ứng tạo dịng điện cảm ứng + Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi: ec = - N t 2.3 Tự cảm + Khi mạch điện có cường độ dịng điện biến thiên mạch xuất suất điện động i tự cảm: etc = L t N2 + Hệ số tự cảm ống dây dài: L = 4.10-7 S l Đơn vị độ tự cảm henry (H) + Khi cuộn cảm có dịng điện cường độ i chạy qua cuộn cảm tích lũy lượng dạng lượng từ trường B Luyện tập Dạng Từ trƣờng gây dòng điện thẳng * Các công thức: + Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện thẳng gây có: Điểm đặt: điểm ta xét; Phương: vng góc với mặt phẵng chứa dây dẫn điểm ta xét Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, ngón tay khum lại cho ta chiều đường sức từ; I Độ lớn: B = 2.10-7 r + Nguyên lý chồng chất từ trường: B B1 B2 Bn * Phương pháp giải: + Vẽ hình biểu diễn véc tơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm ta xét, vẽ véc tơ cảm ứng từ tổng hợp + Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ thành phần + Viết biểu thức (véc tơ) cảm ứng từ tổng hợp + Dùng phép chiếu hệ thức lượng tam giác để chuyển biểu thức véc tơ biểu thức đại số + Giải phương trình để tìm độ lớn cảm ứng từ tổng hợp + Rút kết luận chung (nếu cần) * Các ví dụ: Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 12 A; I2 = 15 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 15 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 cm cách dây dẫn mang dịng I2 15 cm Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 16 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 16 cm cách dây dẫn mang dòng I2 12 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 30 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 20 cm Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song khơng khí cách đoạn d = 12 cm có dịng điện chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua Một điểm M cách hai dây dẫn đoạn x a) Khi x = 10 cm Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện chạy hai dây dẫn gây điểm M b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song không khí cách đoạn d = 2a có dòng điện ngược chiều cường độ I1 = I2 = I chạy qua a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn đoạn x b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 15 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = 10 A, I2 = A chạy qua Xác định điểm M mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây 10 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 20A, I2 = 10A chạy qua Xác định điểm N mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây 11 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dịng điện qua dây Ox chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I1 = A, dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I2 = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm A có tọa độ x = cm y = -2 cm 12 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dịng điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I1 = A, dòng điện qua dây Oy chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I2 = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M có tọa độ x = cm y = cm * Hƣớng dẫn giải: Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I1 vào A, dòng I2 B dịng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I I B1 = 2.10-7 = 1,6.10-5 T; B2 = 2.10-7 = 6.10-5 T AM BM Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Vì B1 B2 phương, chiều nên B phương, chiều với B1 B2 có độ lớn B = B1 + B2 = 7,6.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 B dịng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I I B1 = 2.10-7 = 2,4.10-5 T; B2 = 2.10-7 = 1,6.10-5 T AM BM Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên B phương, chiều với B1 có độ lớn: B = B1 - B2 = 0,8.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 vào B Tam giác AMB vuông M Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I I B1 = 2.10-7 = 3.10-5 T; B2 = 2.10-7 = 4.10-5 T AM BM Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B12 B22 = 5.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Tam giác AMB vng M Các dịng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I B1 = 2.10-7 = 1,5.10-5 T; AM I B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T BM Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B12 B22 = 2,5.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I B1 = B2 = 2.10-7 = 6.10-6 T AM Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2B1 AH = 4.10-6 T AM Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.107 I1 = 6.10-6 T AM Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = 2B1cos = 2B1 AM AH = AM 11,6.10-6 T a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.107 I = 2.10-5 T x Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos d x 2 x 2 = 2B1 = 3,2.10-5 T b) Theo câu a) ta có: B1 = B2 = 2.10-7 d x2 2 x I ; x d2 = 10 I ; x 4x 2 d d d B đạt cực đại = 1 đạt cực đại; theo bất đẵng thức Cơsi x 4x d 4x 4x I B = 2B1cos = 2.2.10 x -7 -7 d2 d2 d2 d2 đạt cực đại = 4x 4x d x x d = 8,5 cm Khi Bmax = 3,32.10-5 T a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M x= véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I B1 = B2 = 2.10-7 x Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: I a a B = B1cos + B2cos = 2B1cos = 2.10-7 = 4.10-7 I x x x a b) Đặt MH = y; ta có x2 = a2 + y2 B = 4.10-7 I ; B đạt cực đại y = x = a; a y2 I Bmax = 4.10-7 a Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 vào B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 Để cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 = B1 = - B2 tức B1 B2 phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB I I2 Với B1 = B2 2.10-7 = 2.10-7 AM AB AM AB.I1 AM = = 10 cm; MB = cm I1 I Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 10 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm; ngồi cịn có điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dịng điện gây điểm cách xa 10 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I2 B Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 Để cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 = B1 = - B2 tức B1 B2 phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dịng I2 (vì I1 > I2) I I2 Với B1 = B2 2.10-7 = 2.10-7 AM AM AB AB.I1 AM = = 20 cm; BM = 10 cm I1 I Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 20 cm cách dây dẫn mang dịng I2 10 cm; ngồi cịn có điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dịng điện gây điểm cách xa 11 Dòng I1 gây A véc tơ cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn: I B1 = 2.10-7 = 2.10-5 T | y| Dòng I2 gây A véc tơ cảm ứng từ B2 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ra, có độ lớn: I B2 = 2.10-7 = 1,5.10-5 T |x| Cảm ứng từ tổng hợp A B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên B phương, chiều với B1 có độ lớn B = B1 – B2 = 0,5.10-5 T 12 Dòng I1 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn: Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com B1 = 2.10-7 I1 = 2.10-5 T | y| Dòng I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B2 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn: I B2 = 2.10-7 = 4,5.10-5 T |x| Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, chiều nên B phương, chiều với B1 B2 có độ lớn B = B1 + B2 = 6,5.10-5 T Dạng Từ trƣờng gây dòng điện tròn, dòng điện chạy ống dây Lực Lo-ren-xơ * Các công thức: + Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện chạy khung dây tròn gây tâm vòng dây có: Điểm đặt: tâm vịng dây; Phương: vng góc với mặt phẳng chứa vịng dây; Chiều: vào Nam Bắc: mặt Nam dòng điện tròn mặt nhìn vào ta thấy dịng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, cịn mặt Bắc ngược lại; NI Độ lớn: B = 2.10-7 ; (N số vòng dây) R + Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện chạy ống dây dài lịng ống dây (nơi có từ trường đều) có: Điểm đặt: điểm ta xét; Phương: song song với trục ống dây; Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải vào Nam bắc N Độ lớn: B = 4.10-7 I = 4.10-7nI; n số vòng dây m dài ống dây l + Lực Lo-ren-xơ f từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động có: Điểm đặt đặt điện tích; Phương vng góc với v B ; Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái mở rộng cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều v q0 > ngược chiều v q0 < Lúc đó, chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón choãi ra; Độ lớn: f = |q|vBsin( v , B ) *Các ví dụ Một vịng dây trịn đặt chân khơng có bán kín R = 10 cm mang dòng điện I = 50 A a) Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây b) Nếu cho dòng điện qua vịng dây có bán kín R’ = 4R cảm ứng từ tâm vịng dây có độ lớn bao nhiêu? Một khung dây tròn đặt chân khơng có bán kín R = 12 cm mang dịng điện I = 48 A Biết khung dây có 15 vịng Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, khoảng uốn thành vịng trịn, bán kính R = 20 cm hình vẽ Dịng điện chạy qua dây dẫn có cường độ A Xác định cảm ứng từ tâm O vòng tròn Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5 mm phủ lớp sơn cách điện mỏng quấn thành ống dây, vòng dây quấn sát Cho dòng điện có cường độ I = A chạy qua ống dây Xác định cảm ứng từ điểm trục ống dây Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Cho dòng điện cường độ I = 0,15 A chạy qua vịng dây ống dây, cảm ứng từ bên ống dây B = 35.10-5 T Ống dây dài 50 cm Tính số vịng dây ống dây Dùng dây đồng có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = cm để làm ống dây Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm vòng dây quấn sát Hỏi cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, cảm ứng từ bên ống dây bao nhiêu? Một electron bay vào từ trường với vận tốc ban đầu vuông góc với véc tơ cảm ứng từ Biết v = 2.105 m/s, B = 0,2 T Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron.Cho me = 9,1.10-31 kg, qe = -1,6.10-19 C Một prôtôn bay vào từ trường theo phương làm với đường sức từ góc 300 với vận tốc 3.107 m/s, từ trường có cảm ứng từ 1,5 T Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên prơtơn * Hƣớng dẫn giải: a) Độ lớn cảm ứng từ tâm vòng dây: I B = 2.10-7 = 31,4.10-5 T R b) Với vịng dây có bán kính R’ = 4R thì: I B B’ = 2.10-7 = = 7,85.10-5 T 4R I B = 2.10-7N = 367,8.10-5 T R Dòng điện chạy vòng tròn gây tâm O cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngồi vào có độ lớn: B1 I = 2.10-7 = 15,7.10-6T R Dòng điện chạy dây dẫn thẳng gây tâm O cảm ứng từ B2 vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ có độ lớn: B2 = 2.10-7 I = 5.10-6T R Cảm ứng từ tổng hợp O B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên B phương, chiều với B1 có độ lớn B = B1 – B2 = 10,7.10-6 T l Số vòng dây quấn sát ống dây: N = d Cảm ứng từ điểm bên ống dây: N B = 4.10-7 I = 5.10-4 T l N lB Ta có: B = 4.10-7 I N = = 929 vòng l 4 10 7 I l Chu vi vòng dây: d, số vòng dây: N = d Cảm ứng từ bên ống dây: N l B = 4.10-7 L I = 4.10-7 dL I = 2,5.10-5 T Lực Lo-ren-xơ: f = evBsin = 0,64.10-14 N Lực Lo-ren-xơ: f = evBsin = 7,2.10-12 N Dạng Từ trƣờng tác dụng lên khung dây * Các công thức: + Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dịng điện I chạy qua đặt từ trường có: Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Điểm đặt: trung điểm đoạn dây Phương: vng góc với đoạn dây với B Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái Độ lớn: F = BIlsin( Il , B ) * Phương pháp giải: + Vẽ hình, biểu diễn lực từ thành phần tác dụng lên cạnh khung dây + Tính độ lớn lực từ thành phần + Viết biểu thức (véc tơ) lực từ tổng hợp + Chuyển biểu thức véc tơ biểu thức đại số + Tính độ lớn lực từ tổng hợp * Bài tập: Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25 cm, có dịng điện I = 5A chạy qua đặt từ trường có đường cảm ứng từ vng góc với mặt phẵng chứa khung dây hướng từ vào hình vẽ Biết B = 0,02T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh khung dây Cho khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dịng điện I = 4A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ song song với mặt phẵng chứa khung dây hình vẽ Biết B = 0,04 T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh khung dây Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dịng điện I = A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ song song với mặt phẵng chứa khung dây hợp với cạnh AD góc = 300 hình vẽ Biết B = 0,02 T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lên cạnh khung dây Một dây dẫn uốn thành khung dây có dạng hình tam giác vng ABC hình vẽ Đặt khung dây vào từ trường có véc tơ cảm ứng từ B song song với cạnh AC Coi khung dây nằm cố định mặt phẵng hình vẽ Cho AB = cm, AC = cm, B = 5.10-3 T, I = A Tính lực từ tác dụng lên cạnh khung dây Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song khung dây hình chữ nhật nằm mặt phẵng đặt khơng khí có dịng điện chạy qua hình vẽ Biết I1 = 15 A; I2 = 10 A; I3 = A; a = 15 cm; b = 10 cm; AB = 15 cm; BC = 20 cm Xác định lực từ từ trường hai dòng điện chạy hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC khung dây Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song khung dây hình chữ nhật nằm mặt phẵng đặt khơng khí có dịng điện chạy qua hình vẽ Biết I1 = 12 A; I2 = 15 A; I3 = 4A; a = 20 cm; b = 10 cm; AB = 10 cm; BC = 20 cm Xác định lực từ từ trường hai dòng điện chạy hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC khung dây * Hướng dẫn giải: Các lực từ tác dụng lên cạnh khung dây có điểm đặt trung điểm cạnh, có phương nằm mặt phẵng chứa khung dây vng góc với cạnh, có chiều hình vẽ có độ lớn: fAB = fCD = B.I.AB = 15.10-3 N; Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com fBC = fAD = B.I.BC = 25.10-3 N Các lực cân với đơi có tác dụng kéo dãn cạnh khung dây Các cạnh AB CD song song với đường sức từ nên lực từ tác dụng lên cạnh Lực từ tác dụng lên cạnh BC AD có điểm đặt trung điểm cạnh, có phương vng góc với mặt phẵng khung dây, lực tác dụng lên cạnh BC hướng từ ngoài, lực tác dụng lên cạnh AD hướng từ ngồi vào có độ lớn: fBC = fAD = B.I.BC = 32.10-3 N Hai lực tạo thành ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay đến vị trí mà mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ Các lực từ tác dụng lên cạnh khung dây có điểm đặt trung điểm cạnh, có phương vng góc với mặt phẵng chứa khung dây vng góc với cạnh, lực tác dụng lên cạnh AB BC hướng từ ra, lực tác dụng lên cạnh CD AD hướng từ ngồi vào có độ lớn: fAB = fCD = B.I.AB.sin(900 - ) = 8,66.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC.sin = 10-2 N Lực từ tác dụng lên cạnh AC FAC = AB song song với B Lực từ tác dụng lên cạnh AB FAB có điểm đặt trung điểm AB, có phương vng góc với mặt phẵng chứa khung dây, hướng từ vào có độ lớn: FAB = I.B.AB = 2.10-3 N Lực từ tác dụng lên cạnh BC FBC có điểm đặt trung điểm BC, có phương vng góc với mặt phẵng chứa khung dây, hướng từ có độ lớn: FBC = AB I.B.BC.sin = I.B.BC = 2.10-3 N BC Dòng I1 gây điểm cạnh BC khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vng góc với mặt phẵng hình vẽ, có chiều I1 hướng từ ngồi vào có độ lớn: B1 = 2.10-7 ; từ trường a AB b dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1 đặt trung điểm cạnh BC, có phương nằm mặt phẵng hình vẽ, vng góc với BC hướng từ A đến B, có độ lớn: I I BC F1 = B1.I3.BC.sin900 = 2.10-7 a AB b = 60.10-7 N Lập luận tương tự ta thấy từ trường dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ F2 có điểm I I BC đặt, phương, chiều với F1 có độ lớn: F2 = 2.10-7 = 128.10-7 N b Lực từ tổng hợp từ trường hai dòng I1 I2 tác dụng lên cạnh BC khung dây F = F1 + F2 phương chiều với F1 F2 có độ lớn: F = F1 + F2 = 188.10-7 N Dòng I1 gây điểm cạnh BC khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vng I góc với mặt phẵng hình vẽ, có chiều hướng từ có độ lớn: B1 = 2.10-7 ; từ trường b dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1 đặt trung điểm cạnh BC, có phương nằm 10 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com mặt phẵng hình vẽ, vng góc với BC hướng từ B đến A, có độ lớn F1 = B1.I3.BC.sin900 = I I BC 2.10-7 = 192.10-7 N a Lập luận tương tự ta thấy từ trường dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ F2 có điểm I I BC đặt, phương, ngược chiều với F1 có độ lớn F2 = 2.10-7 = 80.10-7 N ab Lực từ tổng hợp từ trường hai dòng I1 I2 tác dụng lên cạnh BC khung dây F = F1 + F2 phương chiều với F1 có độ lớn F = F1 - F2 = 112.10-7 N C TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Mọi từ trường phát sinh từ A Các nguyên tử sắt B Các nam châm vĩnh cửu C Các mơmen từ D Các điện tích chuyển động Một nam châm vĩnh cửu không tác dụng lực lên A Thanh sắt chưa bị nhiễm từ B Thanh sắt bị nhiễm từ C Điện tích khơng chuyển động D Điện tích chuyển động Cảm ứng từ bên ống dây dài không phụ thuộc vào A Môi trường ống dây B Chiều dài ống dây C Đường kính ống dây D Dịng điện chạy ống dây Khi lỏi sắt từ luồn vào ống dây dẫn diện, cảm ứng từ bên lịng ống dây A Bị giảm nhẹ chút B Bị giảm mạnh C Tăng nhẹ chút D Tăng mạnh Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện ngược chiều I1, I2 Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn nằm mặt phẵng chứa hai dây dẫn A B = B1 + B2 B B = |B1 - B2| C B = D B = 2B1 - B2 Hai dây dẫn thẳng, dài song song mang dòng điện chiều I1, I2 Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn nằm mặt phẵng chứa hai dây dẫn A B = B1 + B2 B B = |B1 - B2| C B = D B = 2B1 - B2 Đặt dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện 20 A từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với dây, người ta thấy 50 cm dây chịu lực từ 0,5 N cảm ứng từ có độ lớn A T B 0,5 T C 0,05 T D 0,005 T Khi electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo song song với đường sức từ, A Chuyển động electron tiếp tục không bị thay đổi B Hướng chuyển động electron bị thay đổi C Vận tốc electron bị thay đổi D Năng lượng electron bị thay đổi Một vòng dây tròn bán kính 30 cm có dịng điện chạy qua Cảm ứng từ tâm vòng dây 3,14.10-5 T Cường độ dòng điện chạy vòng dây A A B 10 A C 15 A D 20 A 10 Một dòng điện 20 A chạy dây dẫn thẳng dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây 10 cm A 10-5T B 10-5T C 10-5T D 10-5T 11 Hai dây dẫn thẳng, dài vô hạn trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy, có dịng điện I1 = A, I2 = A chạy qua chiều với chiều dương trục toạ độ Cảm ứng từ điểm A có toạ độ x = cm, y = cm A 10-5 T B 10-5 T C 10-5 T D 10-5 T 12 Khi electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo vng góc với đường sức từ, A Chuyển động electron tiếp tục khơng bị thay đổi B Hướng chuyển động electron bị thay đổi C Độ lớn vận tốc electron bị thay đổi 11 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com D Năng lượng electron bị thay đổi 13 Khi hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với có hai dịng điện chiều chạy qua A Chúng hút B Chúng đẩy C Lực tương tác khơng đáng kể D Có lúc hút, có lúc đẩy 14 Từ trường nam châm thẳng giống với từ tường tạo A Một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua B Một chùm electron chuyển động song song với C Một ống dây có dịng điện chạy qua D Một vịng dây có dịng điện chạy qua 15 Một khung dây dẫn có dịng điện chạy qua nằm từ trường ln ln có xu hướng quay mặt phẵng khung dây đến vị trí A Vng góc với đường sức từ B Song song với đường sức từ C Song song vng góc với đường sức từ tuỳ theo chiều dịng điện chạy khung dây D Tạo với đường sức từ góc 450 16 Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với có dịng điện chạy qua tương tác với lực lớn A Hai dây dẫn có khối lượng B Trong hai dây dẫn có điện tích tự C Trong hai dây dẫn có ion dương dao động quanh nút mạng D Trong hai dây dẫn có electron tự chuyển động có hướng 17 Dùng nam châm thử ta biết A Độ mạnh yếu từ trường nơi đặt nam châm thử B Dạng đường sức từ nơi đặt nam châm thử C Độ lớn hướng véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử D Hướng véc tơ cảm ứng từ nơi đặt nam châm thử 18 Tương tác điện tích đứng yên điện tích chuyển động A Tương tác hấp dẫn B Tương tác điện C Tương tác từ D Vừa tương tác điện vừa tương tác từ 19 Kim nam cham la bàn đặt mặt đất hướng Bắc - Nam địa lí A Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho B Lực điện Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho C Từ trường Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho D Vì lí khác chưa biết 20 Một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường Lực từ lớn tác dụng lên đoạn dây dẫn A Đoạn dây dẫn đặt song song với đường sức từ B Đoạn dây dẫn đặt vuông góc với đường sức từ C Đoạn dây dẫn đặt hợp với đường sức từ góc 450 D Đoạn dây dẫn đặt hợp với đường sức từ góc 600 21 Đoạn dây dẫn dài 10 cm mang dịng điện A đặt từ trường có cảm ứng từ 0,08 T Đoạn dây đặt vng góc với đường sức từ Lực từ tác dụng lên đoạn dây A 0,01 N B 0,02 N C 0,04 N D N 22 Đoạn dây dẫn dài 10cm mang dòng điện A đặt từ trường có cảm ứng từ 0,08 T Đoạn dây đặt hợp với đường sức từ góc 300 Lực từ tác dụng lên đoạn dây A 0,01 N B 0,02 N C 0,04 N D 0,05 N -19 23 Một hạt mang điện tích q = 3,2.10 C bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,5 T, với vận tốc v = 106 m/s theo phương vng góc với đường sức từ Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là: A B 1,6.10-13 N C 3,2.10-13 N D 6,4.10-13 N 12 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com 24 Một dòng điện 20 A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây dẫn 20 cm A 10-5 T B 2.10-5 T C 4.10-5 T D 8.10-5 T 25 Một dòng điện chạy dây dẫn thẳng, dài khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây dẫn 10 cm 4.10-5 T Cảm ứng từ điểm cách dây 40 cm A 10-5 T B 2.10-5 T C 4.10-5 T D 8.10-5 T 26 Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với khơng khí cách 16 cm có dòng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua chiều Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn cm A B 10-5 T C 2,5.10-5 T D 10-5 T 27 Hai dây dẫn thẳng, dài đặt song song với khơng khí cách 16 cm có dịng điện I1 = I2 = 10 A chạy qua ngược chiều Cảm ứng từ điểm cách hai dây dẫn cm A B 10-5 T C 2,5.10-5 T D 10-5 T 28 Khung dây tròn bán kính 30 cm có 10 vịng dây Cường độ dòng điện qua vòng dây 0,3 A Cảm ứng từ tâm khung dây A 10-6 T B 3,14.10-6 T C 6,28.10-6 T D 9,42.10-6 T 29 Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vịng dây đặt khơng khí Cảm ứng từ bên ống dây 75.10-3 T Cường độ dòng điện chạy ống dây A A B 10 A C 15 A D 20 A 30 Một ống dây dài 20 cm, có 2400 vịng dây đặt khơng khí Cường độ dòng điện chạy vòng dây làg 15 A Cảm ứng từ bên ống dây A 28 10-3 T B 56 10-3 T C 113 10-3 T D 226 10-3 T 31 Một electron bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 1,2 T Lúc lọt vào từ trường vận tốc hạt 107 m/s hợp thành với đường sức từ góc 300 Lực Lorenxơ tác dụng lên electron A B 0,32.10-12N C 0,64.10-12N D 0,96.10-12N 32 Một khung dây trịn bán kính R = cm, có 12 vịng dây có dịng điện cường độ I = 0,5 A chạy qua Cảm ứng từ tâm vòng dây A 24.10-6 T B 24.10-6 T C 24.10-5 T D 24.10-5 T 33 Chọn câu A Chỉ có từ trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron B Chỉ có điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron C Từ trường điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron D Từ trường điện trường làm lệch quỹ đạo chuyển động electron 34 Một dây dẫn thẳng, dài có dòng điện I = 12 A chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây cm A 1,2.10-5T B 2,4.10-5T C 4,8.10-5T D 9,6.10-5T 35 Trong trường hợp sau trường hợp tương tác từ A Trái Đất hút Mặt Trăng B Lược nhựa sau cọ xát với hút mẫy giấy vụn C Hai cầu tích điện đặt gần D Hai dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt gần 36 Một dòng điện cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm M có giá trị B = 4.10-5 T Điểm M cách dây A cm B 2,5 cm C cm D 10 cm 37 Một dòng điện chạy dây dẫn thẳng, dài đặt không khí Cảm ứng từ điểm M cách dây 10 cm có giá trị B = 2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy dây dẫn A A B A C 10 A D 15 A -10 38 Một hạt mang điện tích q = 4.10 C, chuyển động với vận tốc 2.105 m/s từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vng góc với véc tơ cảm ứng từ Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt f = 4.10-5 N Cảm ứng từ B từ trường là: A 0,05 T B 0,5 T C 0,02 T D 0,2 T 13 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com 39 Một hạt tích điện chuyển động từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vuông góc đường sức từ Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,6.106 m/s lực Lorenxơ tác dụng lên hạt f1 = 2.10-6 N Nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4.107 m/s lực Lorenxơ f2 tác dụng lên hạt A 4.10-6 N B 10-5 N C 5.10-6 N D 5.10-5 N -19 40 Một hạt (điện tích 3,2.10 C) bay với vận tốc 107m/s theo phương vng góc với đường sức từ từ trường có cảm ứng từ B = 1,8 T Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt A 5,76.10-12 N B 57,6.10-12 N C 0,56.10-12 N D 56,25.10-12 N 41 Cảm ứng từ điểm từ trường A Vng góc với đường sức từ B Nằm theo hướng đường sức từ C Nằm theo hướng lực từ D Khơng có hướng xác định 42 Chọn câu trả lời sai A Tương tác dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ B Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ C Xung quanh điện tích đứng n có điện trường từ trường D Ta vẽ đường sức từ qua điểm từ trường 43 Trong nam châm điện, lỏi nam châm dùng A Kẻm B Sắt non C Đồng D Nhôm 44 Một dây dẫn thẳng, dài có dịng điện chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ điểm cách dây cm 1,2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy dây dẫn A 1A B 3A C 6A D 12A 45 Để xác định điểm khơng gian có từ trường hay khơng, ta A Đặt điện tích B Đặt kim nam châm C Đặt sợi dây dẫn D Đặt sợi dây tơ 46 Một đoạn dây có dịng điện đặt từ trường có cảm ứng từ B Để lực từ tác dụng lên dây đạt giá trị cực đại góc dây dẫn B phải A = 00 B = 300 C = 600 D = 900 47 Một đoạn dây có dịng điện đặt từ trường có cảm ứng từ B Để lực từ tác dụng lên dây có giá trị cực tiểu góc dây dẫn B phải A = 00 B = 300 C = 600 D = 900 48 Một dòng điện cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt không khí gây cảm ứng từ điểm M BM = 6.10-5 T Khoảng cách từ M đến dây dẫn A cm B 3,14 cm C 10 cm D 31,4 cm 49 Khung dây trịn bán kính 31,4 cm có 10 vịng dây quấn cách điện với nhau, có dịng điện I chạy qua Cảm ứng từ tâm khung dây 2.10-5 T Cường độ dòng điện chạy qua vòng dây A mA B 10 mA C 100 mA D A 50 Một ống dây dài l = 25 cm có dịng điện I = 0,5 A chạy qua đặt không khí Cảm ứng từ bên ống dây 6,28.10-3 T Số vòng dây quấn ống dây A 1250 vòng B 2500 vòng C 5000 vòng D 10000 vịng Dạng 4: Từ thơng qua khung dây – Chiều dịng điện cảm ứng * Các cơng thức: + Từ thơng qua diện tích S đặt từ trường: = BScos( n, B ) + Từ thơng qua khung dây có N vịng dây: = NBScos( n, B ) + Dòng điện cảm ứng có chiều cho từ trường sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh 14 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com * Phương pháp giải: + Để tính từ thơng qua diện tích giới hạn khung dây ta xác định góc hợp véc tơ pháp tuyến n diện tích S vịng dây véc tơ cảm ứng từ B sử dụng công thức = NBScos( n, B ) + Để xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất khung dây (vịng dây) kín trước hết ta xác chiều véc tơ cảm ứng từ ngồi sau xét xem từ thơng qua khung dây (vịng dây) tăng hay giảm theo thời gian: Nếu từ thông tăng cảm ứng từ BC dịng điện cảm ứng gây ngược chiều với cảm ứng từ ngồi B Nếu từ thơng giảm cảm ứng từ BC dòng điện cảm ứng gây chiều với cảm ứng từ B Sau xác định chiều BC ta sử dụng quy tắc nắm tay phải để tìm chiều dịng điện cảm ứng * Các ví dụ: Một vịng dây phẵng giới hạn diện tích S = cm2 đặt từ trường cảm ứng từ B = 0,1 T Mặt phẵng vòng dây làm thành với B góc = 300 Tính từ thông qua S Một khung dây đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,06 T cho mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ Từ thông qua khung dây 1,2.10-5 Wb Tính bán kín vịng dây Một khung dây phẵng giới hạn diện tích S = cm2 gồm 20 vịng dây đặt từ trường có cảm ứng từ từ B = 0,1 T cho mặt phẵng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ góc 600 Tính từ thơng qua diện tích giới hạn khung dây Một khung dây hình vng cạnh cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 8.10 -4 T Từ thông qua hình vng 10-6 Wb Tính góc hợp véc tơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến hình vng Đặt nam châm thẳng gần khung dây kín ABCD hình vẽ Xác định chiều dịng điện cảm ứng xuất khung dây trường hợp: a) Đưa nam châm lại gần khung dây b) Kéo nam châm xa khung dây Cho ống dây quấn lỏi thép có dịng điện chạy qua đặt gần khung dây kín ABCD hình vẽ Cường độ dịng điện ống dây thay đổi nhờ biến trở có có chạy R Xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất khung dây trường hợp: a) Dịch chuyển chạy phía N b) Dịch chuyển chạy phía M * Hướng dẫn giải: Mặt phẵng vịng dây làm thành với góc 300 nên góc B pháp tuyến n 600 Do đó: = BScos( n, B ) = 25.10-6 Wb Ta có: = BScos( n, B ) = BR2cos( n, B ) R= B cos(n, B) = 8.10-3 m = mm Ta có: = NBScos( n, B ) = 8,7.10-4 Wb Ta có: = BScos cos = 10 6 = = 4 2 8.10 (5.10 ) BS 15 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com = 600 a) Khi đưa nam châm lại gần khung dây, từ thơng qua khung dây tăng, dịng điện cảm ứng xuất khung dây gây từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường (để chống lại tăng từ thơng qua khung dây) nên dịng điện cảm ứng chạy cạnh AB theo chiều từ B đến A (xác định nhờ quy tắc nắm tay phải) b) Khi đưa nam châm xa khung dây, từ thơng qua khung dây giảm, dịng điện cảm ứng xuất khung dây gây từ trường cảm ứng chiều với từ trường (để chống lại giảm từ thơng qua khung dây) nên dịng điện cảm ứng chạy cạnh AB theo chiều từ A đến B a) Khi chạy dịch chuyển phía M, điện trở biến trở giảm, cường độ dòng điện qua ống dây tăng, từ trường tăng, từ thơng qua khung dây tăng, dịng điện cảm ứng xuất khung dây gây từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường để chống lại tăng từ thơng nên dịng điện cảm ứng chạy cạnh AB theo chiều từ B đến A b) Khi chạy dịch chuyển phía N, điện trở biến trở tăng, cường độ dòng điện qua ống dây giảm, từ trường giảm, từ thông qua khung dây giảm, dòng điện cảm ứng xuất khung dây gây từ trường cảm ứng chiều với từ trường ngồi để chống lại giảm từ thơng nên dòng điện cảm ứng chạy cạnh AB theo chiều từ A đến B Dạng Suất điện động cảm ứng khung dây * Công thức: Suất điện động cảm ứng khung dây ec = - N t * Phương pháp giải: Sử dụng công thức tính suất điện động cảm ứng khung dây từ thông qua khung dây biến thiên để giải * Các ví dụ: Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2, gồm 10 vịng đặt từ trường Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 300 có độ lớn 2.10-4 T Người ta làm cho từ trường giảm đến thời gian 0,01 s Tính suất điện động cảm ứng xuất khung dây thời gian từ trường biến đổi Một khung dây trịn bán kính 10 cm gồm 50 vịng dây đặt từ trường Cảm ứng từ hợp với mặt phẵng khung dây góc 600 Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị 0,05 T Tìm suất điện động cảm ứng khung khoảng 0,05 s: a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi b) Cảm ứng từ giảm đến Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu vị trí song song với đường sức từ từ trường có độ lớn B = 0,01 T Khung quay thời gian t = 0,04 s đến vị trí vng góc với đường sức từ Xác định suất điện động cảm ứng xuất khung Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vịng dây, diện tích vòng S = 20 cm2 đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến n mặt phẵng khung dây góc = 600, độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T, điện trở khung dây R = 0,2 Tính suất điện động cảm ứng cường độ dòng điện xuất khung dây thời gian t = 0,01 giây, cảm ứng từ: a) Giảm từ B đến b) Tăng từ đến 0,5B Một khung dây dẫn đặt vng góc với từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian Tính suất điện động cảm ứng tốc độ biến thiên cảm ứng từ, biết 16 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com cường độ dòng điện cảm ứng IC = 0,5 A, điện trở khung R = diện tích khung S = 100 cm2 Một ống dây hình trụ dài gồm 103 vịng dây, diện tích vịng dây S = 100 cm2 Ống dây có điện trở R = 16 , hai đầu nối đoản mạch đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ song song với trục ống dây có độ lớn tăng 10-2 T/s Tính cơng suất tỏa nhiệt ống dây Một vịng dây diện tích S = 100 cm2 nối vào tụ điện có điện dung C = 200 F, đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẵng chứa khung dây, có độ lớn tăng 5.10-2 T/s Tính điện tích tụ điện Một khung dây có 1000 vịng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẵng khung Diện tích mặt phẵng giới hạn vịng dm Cảm ứng từ từ trường giảm từ 0,5 T đến 0,2 T thời gian 0,1 s Tính suất điện động cảm ứng xuất vòng dây khung dây * Hƣớng dẫn giải: NBS cos(n , B) Ta có: ec = == 2.10-4 V t t Từ thông qua khung dây lúc đầu: 1 = NBScos( n, B ) = 6,8.10-2 Wb 1 a) Khi 2 = 21 ec = - = - 1,36 V Dấu “-“ cho biết khung dây khép kín t suất điện động cảm ứng gây dịng điện cảm ứng có từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường 1 b) Khi 2 = ec = - = 1,36 V t Ta có: 1 = lúc đầu n B ; 2 = BS = 2.10-4 Wb lúc sau n // B Do đó: ec = 1 = - 5.10-3 V t NS cos(n , B ) 1 Ta có: |ec| = | |= |B2 – B1| t t 10.2.10 3 cos 60 |e | a) |ec| = |0 – 0,04| = 0,04 V; i = c = 0,2 A 0,01 R 10.2.10 3 cos 60 |e | |0,02 – 0| = 0,02 V; i = c = 0,1 A 0,01 R |e | Ta có: Ic = c |ec| = IcR = V; R | B | S | B | | ec | |ec| = = = 100 T/s t t S |e | | B | NS Ta có: |ec| = = 0,1 V; i = c = 0,625.10-2 A; t R -4 P = i R = 6,25.10 W | B | S Ta có: U = |ec| = = 5.10-4 V; q = CU = 10-7 C t | B | S Trong vòng dây: |ec| = = 6.10-2 V t Trong khung dây: |Ec| = N|ec| = 60 V b) |ec| = 17 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com Dạng Độ tự cảm ống dây – Suất điện động tự cảm * Các công thức: N2 + Hệ số tự cảm ống dây: L = 4.10-7 S l + Từ thơng tự cảm qua ống dây có dòng điện i chạy qua: = Li i + Suất điện động tự cảm: etc = - L t * Phương pháp giải: Để tìm đại lượng có liên quan đến độ tự cảm ống dây, suất điện động tự cảmn lượng từ trường ống dây ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm suy tính đại lượng cần tìm * Các ví dụ: Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vịng dây, đường kính vịng dây d = cm có dịng điện với cường độ i = A qua a) Tính độ tự cảm ống dây b) Tính từ thơng qua vòng dây c) Thời gian ngắt dòng điện t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất ống dây Một cuộn tự cảm có L = H nối với nguồn điện có suất điện động V, điện trở không đáng kể, điện trở cuộn dây không đáng kể Hỏi sau thời gian kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị A? giả sử cường độ dòng điện tăng theo thời gian Một cuộn tự cảm có L = 50 mH mắc nối tiếp với điện trở R = 20 , nối vào nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở khơng đáng kể Xác định tốc độ biến thiên cường độ dòng điện I tại: a) Thời điểm ban đầu ứng với I = b) Thời điểm mà I = A Trong mạch kín có độ tự cảm 0,5.10-3 H, suất điện động tự cảm 0,25 V tốc độ biến thiên dịng điện bao nhiêu? Tìm độ tự cảm ống dây hình trụ gồm 400 vịng, dài 20 cm, tiết diện ngang cm hai trường hợp: a) Ống dây khơng có lỏi sắt b) Ống dây có lỏi sắt với độ từ thẩm = 400 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống cm Cho dịng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ đến 1,5 A Tính suất điện động tự cảm ống dây Tính độ tự cảm ống dây Biết sau thời gian t = 0,01 s, cường độ dòng điện ống dây tăng từ A đến 2,5 A suất điện động tự cảm 30 V * Hƣớng dẫn giải: N2 N2 d S = 4.10-7 = 0,02 H l l 2 b) Từ thông qua ống dây: = Li = 0,04 Wb Từ thông qua vòng dây: = = 4.10-5 Wb N i c) |etc| = |- L | = 0,4 V t i Ta có: e + etc = e - L = (R + r)i = t i i e Li = = t= = 2,5 s t t L e a) L = 4.10-7 18 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com i i e RI = RI = t t L i e a) Thời điểm ban đầu với I = 0: = = 1,8.103 A/s t L i e RI b) Thời điểm I = A: = = 103 A/s t L i i |e | |etc| = |- L | | | = tc = 500 A/s t t L N N2 a) L = 4.10-7 S = 9.10-4 H b) L = 4.10-7 S = 0,36 H l l Ta có: e + etc = e - L N2 N2 d -4 L = 4.10 S = 4.10-7 = 5.10 H; l l 2 i |etc| = |- L | = 0,075 V t t i |etc| = |- L | L = |etc| = 0,2 H; t i -7 TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Chọn câu sai A Khi đặt diện tích S vng góc với đường sức từ, S lớn từ thơng có giá trị lớn B Đơn vị từ thông vêbe (Wb) C Giá trị từ thơng qua diện tích S cho biết cảm ứng từ từ trường lớn hay bé D Từ thơng đại lượng vơ hướng, dương, âm Trong mạch kín dịng điện cảm ứng xuất A mạch có nguồn điện B mạch điện đặt từ trường C mạch điện đặt từ trường không D từ thông qua mạch điện biến thiên theo thời gian Một khung dây phẵng diện tích S = 12 cm2, đặt từ trường cảm ứng từ B = 5.10-2 T Mặt phẵng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ B góc = 300 Từ thơng qua diện tích S A 3 10-4Wb B 3.10-4Wb C 3 10-5Wb D 3.10-5Wb Muốn cho khung dây kín xuất suất điện động cảm ứng cách A làm thay đổi diện tích khung dây B đưa khung dây kín vào từ trường C làm cho từ thông qua khung dây biến thiên D quay khung dây quanh trục đối xứng Một vịng dây dẫn trịn, phẵng có đường kính cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = T Từ thơng qua vịng dây véc tơ cảm ứng từ B hợp với mặt phẵng vòng dây góc = 5 300 A 10-5 Wb B 10-5 Wb C 10-4 Wb D 10-4 Wb Trong hệ SI đơn vị hệ số tự cảm A Tesla (T) B Henri (H) C Vêbe (Wb) D Fara (F) Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào tượng A lực điện điện trường tác dụng lên hạt mang điện 19 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com B cảm ứng điện từ C lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động D lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện Hiện tượng tự cảm thực chất A tượng dòng điện cảm ứng bị biến đổi từ thơng qua mạch kín bị triệt tiêu B tượng cảm ứng điện từ xảy khung dây đặt từ trường biến thiên C tượng xuất suất điện động cảm ứng dây dẫn chuyển động từ trường D tượng cảm ứng điện từ mạch biến đổi dịng điện mạch gây Khi dịng điện qua ống dây giảm lần lượng từ trường ống dây A giảm lần B giảm lần C giảm lần D giảm 2 lần 10 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H, có dịng điện biến thiên 200 A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị A 10 V B 20 V C 0,1 kV D 2,0 kV 11 Dòng điện cuộn cảm giảm từ 16 A đến A 0,01 s, suất điện động tự cảm cuộn có độ lớn 64 V, độ tự cảm có giá trị: A 0,032 H B 0,04 H C 0,25 H D 4,0 H 12 Suất điện động tự cảm có giá trị lớn A dịng điện tăng nhanh B dịng điện có giá trị nhỏ C dịng điện có giá trị lớn D dịng điện khơng đổi 13 Cuộn dây có N = 100 vịng, vịng có diện tích S = 300 cm2 Đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,2 T cho trục cuộn dây song song với đường sức từ Quay cuộn dây để sau t = 0,5 s trục vng góc với đường sức từ suất điện động cảm ứng trung bình cuộn dây A 0,6 V B 1,2 V C 3,6 V D 4,8 V 14 Một mạch kín (C) khơng biến dạng đặt từ trường đều, trường hợp mạch xuất dòng điện cảm ứng A mạch chuyển động tịnh tiến B mạch quay xung quanh trục vng góc với mặt phẵng (C) C mạch chuyển động mặt phẵng vng góc với từ trường D mạch quay quanh trục nằm mặt phẵng (C) 15 Ống dây điện hình trụ có số vịng dây tăng hai lần độ tự cảm A tăng hai lần B tăng bốn lần C giảm hai lần D giảm lần 16 Chọn câu sai: Từ thông qua mặt S đặt từ trường phụ thuộc vào A độ nghiêng mặt S so với B B độ lớn chu vi đường giới hạn mặt S C độ lớn cảm ứng từ B D độ lớn diện tích mặt S 17 Ống dây điện hình trụ có chiều dài tăng gấp đơi độ tự cảm A khơng đổi B tăng lần C tăng hai lần D giảm hai lần 18 Ống dây điện hình trụ có số vịng dây tăng bốn lần chiều dài tăng hai lần độ tự cảm A tăng tám lần B tăng bốn lần C giảm hai lần D giảm bấn lần 19 Cách làm dây tạo dịng điện cảm ứng? A Nối hai cực pin vào hai đầu cuộn dây dẫn B Nối hai cực nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn C Đưa cực ắc qui từ vào cuộn dây dẫn kín D Đưa nam châm từ ngồi vào cuộn dây dẫn kín 20 Một ống dây có độ tự cảm L, ống dây thứ hai có số vịng dây tăng gấp đơi diện tích vòng dây giảm so với ống dây thứ Nếu hai ống dây có chiều dài độ tự cảm ống dây thứ hai 20 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com A L B 2L C 0,5L D 4L 21 Phát biểu sai? Suất điện động tự cảm có giá trị lớn A Dòng điện tăng nhanh B Dòng điện giảm nhanh C Dịng điện có giá trị lớn D Dịng điện biến thiên nhanh 22 Một khung dây có 100 vòng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẵng khung dây Diện tích vịng dây dm 2, cảm ứng từ giảm từ 0,5 T đến 0,2 T thời gian 0,1 s Suất điện động cảm ứng khung dây A V B 60 V C V D 30 V 23 Cho dòng điện 10 A chạy qua vòng dây tạo từ thơng qua vịng dây 5.10 - Wb Độ tự cảm vòng dây A mH B 50 mH C 500 mH D H 24 Dòng điện qua ống dây biến đổi theo thời gian Trong thời gian 0,01 s cường độ dòng điện tăng từ A đến A Suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn 20 V Độ tự cảm ống dây A 0,1 H B 0,2 H C 0,3 H D 0,4 H 25 Một ống dây dài 40 cm, đường kính cm có 400 vịng dây quấn sát Ống dây mang dòng điện cường độ A Từ thông qua ống dây A 512.10-5 Wb B 512.10-6 Wb C 256.10-5 Wb D 256.10-6 Wb 26 Một ống dây có 1000 vịng dây, dài 50 cm, diện tích tiết diện ngang ống 10 cm2 Độ tự cảm ống dây A 50.10-4 H B 25.10-4 H C 12,5.10-4 H D 6,25.10-4 H 27 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống dây cm Cho dịng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ đến A Suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn A 0,15 V B 1,50 V C 0,30 V D 3,00 V 28 Định luật Len-xơ hệ định luật bảo toàn A điện tích B động C động lượng D lượng 29 Một khung dây hình vng có cạnh cm, đặt từ trường 0,08 T; mặt phẵng khung dây vng góc với đường sức từ Trong thời gian 0,2 s; cảm ứng từ giảm xuống đến không Độ lớn suất điện động cảm ứng khung khoảng thời gian A 0,04 mV B 0,5 mV C mV D V 30 Một khung dây hình chữ nhật kích thước cm x cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-4 T Véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẵng khung góc 300 Từ thơng qua khung dây A 1,5 10-7 Wb B 1,5.10-7 Wb C 3.10-7 Wb D 2.10-7 Wb 31 Một hình vng cạnh cm, đặt từ trường có cảm ứng từ B = 4.10 -4 T Từ thơng qua diện tích hình vng 10-6 Wb Góc hợp véc tơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến hình vng A = 00 B = 300 C = 600 D = 900 32 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H, dịng điện biến thiên với tốc độ 200 A/s suất điện động tự cảm có giá trị A 10 V B 20 V C 100 V D 200 V 21 Tải miễn phí tại: Webtietkiem.com ... thời gian: Nếu từ thơng tăng cảm ứng từ BC dòng điện cảm ứng gây ngược chiều với cảm ứng từ B Nếu từ thơng giảm cảm ứng từ BC dịng điện cảm ứng gây chiều với cảm ứng từ B Sau xác... tương tác từ B Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ C Xung quanh điện tích ? ?ứng yên có điện trường từ trường D Ta vẽ đường sức từ qua điểm từ trường 43 Trong nam châm điện, lỏi nam... điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dịng điện gây cảm ứng từ dòng điện gây điểm cách xa 11 Dịng I1 gây A véc tơ cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn: