Câu hỏi 8: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho cả nam châm và vòng dây dịch chuyển,.. với v > v :B[r]
(1)CHƢƠNG 5: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I Từ thông
- Xét từ thơng qua khung dây:NBScos
S: diện tích khung dây (m2 )
N: số vòng dây dẫn ( dây Cu) quấn khung B: cảm ứng từ (T)
α: góc hợp véctơ B pháp tuyến mặt phẳng S khung dây
II Suất điện động cảm ứng ec
Trong cơng thức từ thơng, có B α thay đổi theo thời gian
Khi có độ biến thiên từ thông 21: độ biến thiên từ thông
eC =
daohàm
t (dấu trừ “-” thể chiều dòng điện phải tuân theo Định luật Lenz)
Độ lớn: eC =
t
t: thời gian xảy biến thiên từ thông (s)
t
: Tốc độ biến thiên từ thông (tốc độ thay đổi từ thông theo thời gian)
eC: Suất điện động cảm ứng (V)
Như vậy: khung dây xuất nguồn điện ζ, giống Chƣơng Lƣu ý: Trƣờng hợp đoạn dây dẫn AB chuyển động từ trƣờng
BSuất điện động cảm ứng xuất đoạn dây dẫn chiều dài l chuyển động với
vận tốc v từ trường có cảm ứng từ B eC = B.l.v.sin
Trong đó:
l (m) chiều dài đoạn dây v(m/s) vận tốc đoạn dây góc B v
v B vng góc với đoạn dây
Sự xuất suất điện động cảm ứng đoạn dây tương đương với tồn nguồn điện đoạn dây đó; nguồn điện có suất điện động eC và có hai cực dương âm xác định quy tắc bàn tay phải: “đặt bàn tay phải duỗi thẳng đƣờng cảm ứng từ (vectơ B) hƣớng vào lịng bàn tay, ngón tay chỗi
chiều chuyển động dây dẫn, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều từ cực ÂM sang cực DƢƠNG nguồn điện”
Chiều dòng điện cảm ứng chạy đoạn dây dẫn chuyển động từ trường (khi đoạn dây phần mạch
kín) xác định quy tắc bàn tay phải “Đặt bàn tay phải duỗi thẳng đƣờng cảm ứng từ (vectơ B) hƣớng vào lòng bàn tay, ngón tay chỗi chiều chuyển động dây dẫn, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chiều dịng điện cảm ứng chạy qua đoạn dây đó”
III DỊNG ĐIỆN FU – CƠ (Foucault)
Dịng điện Fu – Cơ dịng điện cảm ứng sinh khối vật dẫn (như khối kim loại chẳng hạn) khối chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên theo thời gian
Đặc tính dịng điện Fu – Cơ tính chất xốy Nghĩa đường dong dịng Fu- đường cong khép kín khối vật dẫn Vì vậy, để giảm tác hại dịng Fu-Cơ người ta thay khối vật kim loại có xẻ rãnh (để cắt đứt dịng Fu-cơ)
Dịng điện Fu – Cơ gây hiệu ứng tỏa nhiệt Joule lõi động cơ, máy biến áp…
Do tác dụng dịng Fu – Cơ, khối kim loại chuyển động từ trường chịu tác dụng lực hãm điện từ
(2)Hiện tƣợng tự cảm tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dịng điện
mạch điện gây
VÍ DỤ: KHÍ TẮT ĐIỆN, HOẶC KHI BẬT ĐIỆN LÀ CĨ SỰ XUẤT HIỆN CỦA HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM TRONG MẠCH ĐIỆN ẤY
a) Trong mạch điện dòng điện không đổi, tượng tự cảm thường xảy đóng mạch (dịng điện tăng lên đột ngột từ trị số 0) ngắt mạch (dòng điện giảm đến 0) Trong mạch điện xoay chiều ln ln có xảy tượng tự cảm
b) Suất điện động sinh tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm Suất điện động tự cảm xuất mạch, xảy tượng tự cảm, có biểu thức:
trong i độ biến thiên cường độ dòng điện mạch thời gian t; L hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) mạch
có giá trị tùy thuộc hình dạng kích thước mạch, có đơn vị Henry (H); dấu trừ biểu thị định luật Lenz
Từ thông tự cảm qua mạch có dịng điện i: = Li
Độ tự cảm ống dây dẫn dài (solenoid); có chiều dài l số vòng
dây N:
2
7
10 4 N S 4 10
L n V
l
Trong n số vịng dây đơn vị dài ống, tức n=N/l V thể tích ống
Nếu ống dây có lõi vật liệu sắt từ có độ từ thẩm
.10 4 N S L
l
c) Năng lượng từ trường ống dây dẫn có độ tự cảm L có dịng điện I chạy qua:
2
1
.10
2
W Li B V
(B cảm ứng từ từ trường ống dây)
Mật độ lượng từ trường là:
w 10
8 B
BÀI TẬP KHỞI ĐỘNG CHO VUI
Câu Hãy xác định suất điện động cảm ứng khung dây, biết khoảng thời gian 0,5 s, từ thông giảm từ 1,5
Wb đến (ĐS V)
Câu Một khung dây hình trịn có đường kính 10 cm Cho dịng điện có cường độ 20 A chạy dây dẫn Tính:
a Cảm ứng từ B dòng điện gây tâm khung dây (ĐS: 2,51.10-4 T)
b Từ thông xuyên qua khung dây (ĐS: 1,97.10-6 Wb)
Câu Một khung dây hình tam giác có cạnh dài 10 cm, đường cao cm Cả khung dây đưa vào từ
trường đều, cho đường sức vng góc với khung dây, từ thông xuyên qua khung dây 4.10-5
Wb Tìm độ lớn cảm ứng từ (ĐS: 0,01 T)
Câu Một ống dây có chiều dài 40 cm Gồm 4000 vòng, cho dòng điện cường độ 10 A chạy ống dây
a Tính cảm ứng từ B ống dây (ĐS: 12,56.10-2 T)
b Đặt đối diện với ống dây khung dây hình vng, có cạnh cm Hãy tính từ thơng xun qua khung dây? (ĐS: 3,14.10-4
Wb)
t I L ec
I I
(3)Câu 5: Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài 25 cm, đặt vng góc với đường sức từ từ trường
đều B = 4.10-3
T Từ thông xuyên qua khung dây 10-5 Wb, xác định chiều rộng khung dây nói trên?(ĐS:0,01 m)
Câu 6 Một ống dây điện hình trụ có chiều dài 62,8cm gồm 1000vòng, vòng có diện tích 50cm2đặt không khí
Khi dòng điện qua ống dây tăng 10A khoảng thời gian 0,01s suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn là:
A 1000V B 1V C 10V D 100V
Câu Dòng điêïn cuộn cảm giảm từ 16A đến khoảng thời gian 0,01s; suất điện tự cảm ống dây có giá trị trung bình 64V, độ tự cảm ống dây có giá trị :
A 4,0H B 0,032H C 0,25H D 0,04H
Câu 8: Một kim loại AB dài 10cm đặt nằm ngang có trục quay thẳng đứng qua A, đặt từ trường đềuB
có phương thẳng đứng , có độ lớn B = 10-2T Trong khoảng thời gian 0,1giây quay vịng suất điện đợng cảm ứng xuất AB là:
A 3,14.10-3V B C 1,57.10-3V D 15,7.10-3V
Câu 9: Chọn câu Sai Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
A dịng điện có giá trị lớn B dòng điện tăng nhanh C dòng điện giảm nhanh D dòng điện biến thiên nhanh
Câu 10: Đơn vị độ tự cảm henry, với 1H bằng:
A 1J.A2 B 1J/A2 C 1V.A D 1V/A
Câu 11: Một ống dây điện hình trụ có chiều dài 62,8cm gồm 1000vòng, vòng có diện tích 50cm2đặt không
khí Khi cho dịng điện cường độ 4A chạy qua dây từ thông qua ống dây là:
A 0,04Wb B 4Wb C 0,004Wb D 0,4Wb
Câu 12: 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 0,05 (V)
Câu 13: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 (H), cường độ dòng điện qua ống dây tăng đặn từ đến 10 (A) khoảng thời gian 0,1 (s) Suất điện động tự cảm xuất ống khoảng thời gian là:
A 10 (V) B.-10 (V) C 0,3 (V) D 0,4 (V)
Câu 14: Một ống dây dài 50 (cm), diện tích tiết diện ngang ống 10 (cm2) gồm 1000 vòng dây Hệ số tự cảm ống dây là: A 0,251 (H) B 6,28.10-2 (H) C 2,51.10-2 (mH) D 2,51 (mH)
Câu 15: Một ống dây quấn với mật độ 2000 vịng/mét Ống dây tích 500 (cm3) Ống dây mắc vào mạch điện Sau đóng cơng tắc, dịng điện ống biến đổi theo thời gian đồ hình 5.35 Suất điện động tự cảm ống từ sau đóng công tắc đến thời điểm 0,05 (s) là:
A (V) B 2,5 (V) C -0,25 (V) D 1000 (V)
Câu 16: Một ống dây quấn với mật độ 2000 vòng/mét Ống dây tích 500 (cm3) Ống dây mắc vào mạch điện Sau đóng cơng tắc, dịng điện ống biến đổi theo thời gian đồ hình Suất điện động tự cảm ống từ thời điểm 0,05 (s) sau là:
A (V) B (V) C 10 (V) D 100 (V)
XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
Câu hỏi 1: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm dịch chuyển lại gần xa
vịng dây kín:
Câu hỏi 2: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho vòng dây dịch chuyển lại gần xa
nam châm:
S N
v
Ic
C
S N v
B
Ic
S N v
A
Ic
v
Icư=
0
(4)Câu hỏi 3: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm dịch chuyển lại gần xa
vịng dây kín:
Câu hỏi 4: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho vòng dây dịch chuyển lại gần xa
nam châm:
Câu hỏi 5: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm rơi thẳng đứng xuống tâm
vòng dây đặt bàn:
Câu hỏi 6: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng nam châm đặt thẳng đứng tâm
vòng dây bàn bị đổ:
Câu hỏi 7: Hình vẽ sau xác định chiều dịng điện cảm ứng cho nam châm vòng dây dịch chuyển,
với v1 = v2:
Câu hỏi 8: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm vòng dây dịch chuyển,
với v > v:
S N
Ic
v
A S N
Ic
v
B S N
v
Ic
C S N
v
Icư=
0 D
N S Ic
v A
Ic N S v
B N S v
Ic
C N S v
Icư=
0 D
Ic
v
A N S N S
Ic
v
B N S
v
Ic
C N S
v
Icư=
0 D
N
S v
Ic
A
N
S v
Ic
B v
Ic
C
N
S
N
S
Icư =
0 v D
Icư =
0 v
Ic
A
N
S
v
Ic
B
N
S
v
Ic
C N S
Icư =
0 v
D N S
S N
v1
Ic
C
S N
v1
B
Ic
S N v1
A
Ic
v1
Icư=
0
D S N
(5)Câu hỏi 9: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm vòng dây dịch chuyển,
với v1 < v2:
Câu hỏi 10: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm vịng dây dịch chuyển:
Câu hỏi 11: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm dịch chuyển lại gần
xa vịng dây kín:
Câu hỏi 12: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho vòng dây dịch chuyển lại gần xa
nam châm:
Câu hỏi 13: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng nam châm đặt thẳng đứng tâm
vòng dây bàn bị đổ:
v2 v2 v2 v2
S N
v1
Ic
C
S N
v1
B
Ic
S N v1
A
Ic
v1
Icư=
0
D S N
v2 v2 v2 v2
S N
v1
B
Ic
S N v1
A
Ic
v1
Icư=
0
D S N
v1
Ic
C S N
N S
v1
A
Ic N S
v1
B N S
v1
Ic
C N S
v1
Icư
D v2 = v1
Icư =
v2 > v1 v2 < v1 v2 > v1
S N
v
Ic
C
S N v
B
Ic
S N v
A
Ic
v
Icư=
D S N
Ic
v
A N S N S
Ic
v
B N S
v
Ic
C N S
v
Icư=
0 D
v
Ic
A
N
S
v
Ic
B
N
S
v
Ic
C N S
Icư =0
v D N
(6)Câu hỏi 14: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho nam châm vòng dây dịch chuyển,
với v1 > v2:
Câu 15: Xác định chiều dòng điện cảm ứng vòng dây nhìn vào mặt trường
hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định hình vẽ: A Lúc đầu dòng điện kim đồng hồ, nam châm xuyên
qua đổi chiều ngược kim đồng hồ
B Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, nam châm xuyên qua đổi chiều kim đồng hồ
C khơng có dịng điện cảm ứng vịng dây D Dòng điện cảm ứng kim đồng hồ
Câu 16: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc ⃗⃗⃗ từ trường đều:
Câu 17: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc ⃗⃗⃗ từ trường đều:
Câu 18: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng:
Câu 19: Hình vẽ sau xác định chiều dòng điện cảm ứng:
v2 v2 v2 v2
S N
v1
Ic
C
S N
v1
B
Ic
S N v1
A
Ic
v1
Icư=
0
D S N
N
S v
Ic
v A
B
Ic
v B
B v
Ic
C
B Icư =
0
B v D
v
Ic
C B
v
Ic
B B
v
Ic
A B
B
D v
Icư =
Icư
B giảm
vòng dây cố định D
v Ic
B
I1
Ic
C R tăng
A v
Ic
A I1
Ic
B
R giảm A
A Ic
C
R giảm Ic
A
R tăng A
A Icư=0
D
(7)Câu 20: Tương tác khung dây ống dây hình vẽ bên cho khung
dây dịch chuyển xa ống dây là:
A đẩy B hút
C Ban đầu hút nhau, đến gần đẩy D khơng tương tác
Câu 21: Cho dịng điện thẳng cường độ I không đổi Khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt sát
dịng điện thẳng, cạnh MQ trùng với dịng điện thẳng hình vẽ Hỏi khung dây có dịng điện cảm ứng:
A khung quay quanh cạnh MQ B khung quay quanh cạnh MN
C khung quay quanh cạnh PQ D khung quay quanh cạnh NP
Câu hỏi 25:Một khung dây phẳng có diện tích 12cm2 đặt từ trường cảm ứng từ B = 5.10-2T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ góc 300
Tính độ lớn từ thông qua khung:
A 2.10-5Wb B 3.10-5Wb C 10-5Wb D 5.10-5Wb
Câu hỏi 26: Một hình chữ nhật kích thước 3cm 4cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-4 T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng góc 300 Tính từ thơng qua hình chữ nhật đó:
A 2.10-7Wb B 3.10-7Wb C 10-7Wb D 5.10-7Wb
Câu hỏi 27: Một hình vng cạnh 5cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 4.10-4T, từ thơng qua hình vng 10-6Wb Tính góc hợp véctơ cảm ứng từ véc tơ pháp tuyến hình vng đó:
A 00 B 300 C 450 D 600
Câu hỏi 28: Từ thông qua khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn hình vẽ Suất điện động
cảm ứng khung thời điểm tương ứng là:
A khoảng thời gian đến 0,1s:ξ = 3V B khoảng thời gian 0,1 đến 0,2s:ξ = 6V C khoảng thời gian 0,2 đến 0,3s:ξ = 9V D.trong khoảng thời gian đến 0,3s:ξ = 4V
Câu hỏi 29: Một khung dây phẳng diện tích 20cm2
gồm 100 vòng đặt từ trường B = 2.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung góc 300 Người ta giảm từ trường đến không khoảng thời gian 0,01s Tính suất điện động cảm ứng xuất khung thời gian từ trường biến đổi: A 10-3V B 2.10-3V C 3.10-3V D 4.10-3V
Câu hỏi 30: Một khung dây cứng phẳng diện tích 25cm2
gồm 10 vòng dây, đặt từ trường đều, mặt phẳng khung vng góc với đường cảm ứng từ Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian đồ thị hình vẽ Tính độ biến thiên từ thông qua khung dây kể từ t = đến t = 0,4s:
A ΔΦ = 4.10-5
Wb B ΔΦ = 5.10-5Wb C ΔΦ = 6.10-5Wb D.ΔΦ = 7.10-5Wb
Câu hỏi 33: Một vịng dây phẳng có diện tích 80cm2
đặt từ trường B = 0,3.10-3T véc tơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng vịng dây Đột ngột véc tơ cảm ứng từ đổi hướng 10-3
s Trong Thời gian suất điện động cảm ứng xuất khung là:
A 4,8.10-2V B 0,48V C 4,8.10-3V D 0,24V
Câu hỏi 34: Dịng điện Phucơ là:
A dòng điện chạy khối vật dẫn
B dòng điện cảm ứng sinh mạch kín từ thong qua mạch biến thiên
C dòng điện cảm ứng sinh khối vật dẫn vật dẫn chuyển động từ trường
ĐÁP ÁN
Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Đáp án B B A B A B D B A D
Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Đáp án 21A
B B B B A D B A B
A v
I
M N
P Q
0 0,1 0,2 0,3 0,
6 1, 2
t(s) Φ(Wb)
0 0,4 2,4.10-3