Đang tải... (xem toàn văn)
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông [r]
(1)CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG
Buổi 1+2: TỪ TRƯỜNG CẢM ỨNG TỪ TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT LỰC LORENXƠ
A.TĨM TẮT LÝ THUYẾT I.Từ trường.
1.Định nghĩa.
Từ trường dạng vật chất tồn không gian mà biểu cụ thể xuất của lực từ tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt
2.Hướng từ trường.
-Từ trường định hướng cho cho nam châm nhỏ
-Qui ước: Hướng từ trường điểm hướng Nam – Bắc kim nam châm nhỏ nằm cân điểm
2.Đường sức từ. a.Định nghĩa.
-Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ trường điểm
-Qui ước chiều đường sức từ điểm chiều từ trường điểm b.Các ví dụ đường sức từ.
*Dòng điện thẳng dài:
-Có đường sức từ đường trịn nằm mặt phẵng vng góc với dịng điện có tâm nằm dòng điện
-Chiều đường sức từ 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 chiều đường sức từ
*Dòng điện tròn:
-Qui ước: Mặt nam dịng điện trịn mặt nhìn vào ta thấy dịng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, cịn mặt bắc ngược lại
-Các đường sức từ dịng điện trịn có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dòng điện trịn
3.Các tính chất đường sức từ.
+Qua điểm không gian vẽ đường sức
+Các đường sức từ đường cong khép kín vơ hạn hai đầu +Chiều đường sức từ tuân theo qui tắc xác định
+Qui ước vẽ đường sức mau (dày) chổ có từ trường mạnh, thưa chổ có từ trường yếu II.Cảm ứng từ.
1.Cảm ứng từ.
Cảm ứng từ điểm từ trường đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường đo thương số lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dịng diện đặt vng góc với đường cảm ứng từ điểm tích cường độ dịng điện chiều dài đoạn dây dẫn
F B
Il
2.Đơn vị cảm ứng từ.
Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ tesla (T)
1
1 N T
A m
3.Véc tơ cảm ứng từ.
-Véc tơ cảm ứng từ Btại điểm:
+Có hướng trùng với hướng từ trường điểm +Có độ lớn là:
F B
Il
(2)Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện Il
đặt từ trường đều, có cảm ứng từ B:
+Có điểm đặt trung điểm đoạn dây dẫn l +Có phương vng góc với mặt phẳng chứa l
và B +Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái
+Có độ lớn F BIl sin với Il B,
III.Từ trường dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt. 1.Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài.
-Đường sức từ đường trịn nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện có tâm nằm dây dẫn
-Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải -Độ lớn cảm ứng từ điểm cách dây dẫn khoảng r
7 2.10 I B
r
2.Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn.
-Đường sức từ qua tâm O vịng trịn đường thẳng vơ hạn hai đầu cịn đường khác đường cong có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dịng điện trịn
-Độ lớn cảm ứng từ tâm O vòng dây:
7 10 I B
R
với R bán kính vịng dây
-Khi dây dẫn điện (bọc chất cách điện mỏng) quán sát thành cuộn dây tròn gồm N vòng, có bán kính R tâm O cuộn dây:
7 10 NI B
R
3.Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ.
+Trong ống dây đường sức từ đường thẳng song song chiều cách +Cảm ứng từ lòng ống dây:
7
4 10 N 10
B I nI
l
4.Từ trường nhiều dòng điện.
Véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng véc tơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm ấy: B B 1B2
5.Lực tương tác hai dòng điện thẳng song song.
-Xét hai dòng điện thẳng, song song Gọi r khoảng cách hai dây, I1 I2 lần lượt cường độ dịng điện dây Vì dây thứ sinh từ trường
7 1 2.10
I B
r
vị trí dây thứ hai nên dây thứ hai chịu tác dụng lực từ F có độ lớn sin
F B I L , với L chiều dài dây thứ hai 900
góc hợp B1
I l2
, với phương chiều F cho quy tắc bàn tay trái Vậy:
7 2.10 I I F
r
-Tương tự, ta có hệ thức tính lực dây thứ hai tác dụng lên dây thứ Trên hình, ta thấy hai dịng điện chiều F lực hút Ngược lại, hai dịng điện ngược chiều
F
lực đẩy IV.Lực Lo-ren-xơ.
1.Định nghĩa lực Lo-ren-xơ.
Mọi hạt mang điện tích chuyển động từ trường, chịu tác dụng lực từ Lực gọi lực Lo-ren-xơ
2.Xác định lực Lo-ren-xơ.
Lực Lo-ren-xơ từ trường có cảm ứng từ B tác dụng lên hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v
(3)+Có phương vng góc với v
B
+Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng cho từ trường hướng vào lịng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều v
khi q0 0 ngược chiều v
q0 0 Lúc chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón chỗi ra;
+Có độ lớn: f q vB0 sin
3.Chuyển động hạt điện tích từ trường đều. a.Chú ý quan trọng.
Khi hạt điện tích q0 khối lượng m bay vào từ trường với vận tốc v
mà chịu tác dụng lực Lo-ren-xơ f
lực f
ln ln vng góc với v nên f
khơng sinh cơng, động hạt bảo tồn nghĩa độ lớn vận tốc hạt không đổi, chuyển động hạt chuyển động
b.Chuyển động hạt điện tích từ trường đều.
Chuyển động hạt điện tích chuyển động phẳng mặt phẳng vng góc với từ trường Trong mặt phẳng lực Lo-ren-xơ f
→
ln vng góc với vận tốc v
→
, nghĩa đóng vai trị lực hướng tâm:
2 mv
f q Bv
R
Kết luận: Quỹ đạo hát điện tích từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu
vng góc với từ trường, đường trịn nằm mặt phẵng vng góc với từ trường, có bán kính
| | mv R
q B
B.NHỮNG LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN
1.Xác định từ trường dịng điện có hình dạng đặc biệt gây điểm. a.Từ trường dòng điện thẳng.
Véc tơ cảm ứng từ B điểm M có:
+Phương: nằm mặt phẳng qua M vng góc với dòng điện, tiếp tuyến với đường tròn qua M có tâm dịng điện
+Chiều: chiều với đường sức từ qua điểm M (chiều đường sức từ xác định quy tắc nắm tay phải)
+Độ lớn:
7 2.10 I B
r
với r khoảng cách từ dòng điện đến M b.Từ trường dòng điện tròn.
Véc tơ cảm ứng từ B tâm O khung (cuộn) dây có: +Phương vng góc với mặt phẳng khung (cuộn) dây
+Chiều: hướng từ mặt Nam sang mặt bắc dịng điện trịn +Độ lớn:
7 10 NI B
R
với N số vòng dây khung (cuộn) dây, R bán kính khung (cuộn) dây
c.Từ trường ống dây (solenoid).
Từ trường lòng ống dây từ trường Tại điểm lòng ống dây véc-tơ B có: +Phương: song song với trục ống dây
+Chiều: xác định quy tắc nắm tay phải: Tưởng tượng dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây cho ngón trỏ, ngón giữa, hướng theo chiều dịng điện; ngón chỗi cho ta chiều đường sức từ
+Độ lớn:
7
4 10 N 10
B I nI
l
với N số vòng dây l chiều dài ống dây; N
n l
(4)d.Gọi B0 độ lớn cảm ứng từ điểm chân khơng (khơng khí) mơi trường có độ từ
thẩm cảm ứng từ điểm có độ lớn BB0
2.Xác định cảm ứng từ tổng hợp điểm.
Cảm ứng từ tổng hợp điểm xác định bởi: B B 1B2
B xác định
bằng cách sau:
*Nếu B B1,
cùng phương: -Cùng chiều: B B 1B2 -Ngược chiều: BB1 B2
*Nếu B B1,
vng góc nhau:
2 2
B B B
*Nếu B B1,
cùng độ lớn hợp với góc : B 2.OH B .cosB1
*Tổng quát, B B1,
khác độ lớn hợp với góc α Theo định lý hàm số cosin ta có:
2 2
1 2 .cos1
B B B B B
Hay: B2 B12B222 .cosB B1
c.Lưu ý: Đối với toán cực trị điện trường ta sử dụng bất đẳng thức Cơ-si:
Nếu a0,b0 ta ln có a2b2 2 a b
Bất đẳng thức được mở rộng cho ba số không âm a, b, c Khi ta có: Nếu 0, 0,
a b c ta có a2b2c2 3 3a b c.
d.Cảm ứng từ tổng hợp triệt tiêu.
Cảm ứng từ tổng hợp điểm triệt tiêu khi: B B 1B2 0
Phương trình véc tơ thường khảo sát theo hai cách:
-Cộng véc tơ theo quy tắc hình bình hành, đưa hệ hai véc tơ cảm ứng từ Hai véc tơ phải trực đối (cùng giá, ngược chiều, độ lớn)
3.Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây điện. -Áp dụng công thức tổng quát định luật Ampe:
Lực từ Ftác dụng lên phần tử dòng điện Ilđặt từ trường đều, có cảm ứng từ B :
+Có điểm đặt trung điểm đoạn dây dẫn l +Có phương vng góc với mặt phẳng chứa l
và B +Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái
+Có độ lớn F BIl sin với Il B,
+ Nhận thấy F có độ lớn cực đại Fmax BIl sin 1 900, tức BIl Và F 0
khi 00 , tức / /B Il
4.Hạt tích điện chuyển động từ trường đều. a.Chiều lực Lorentz:
-Được xác định quy 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
khi q0 0 ngược chiều v
q0 0 Lúc đó chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón chỗi
-Chiều lực Lorentz suy từ quy tắc vặn đinh ốc: xoay đinh ốc theo chiều từ vận tốc v
(5)b.Độ lớn lực Lorentz: fL q vB.sin góc hợp v
B Ta xét hai trường hợp thường gặp chương trình vật lí 11.
Hạt tích điện có phương chuyển động ban đầu vng góc với đường sức từ, tức
0
: 90 ,sin L
vB f q vB
-Lực Lorentz vng góc với v
nên đóng vai trị lực hướng tâmFht
, làm cho hạt chuyển động tròn đều: Quỹ đạo chuyển động hạt đường tròn có bán kính R, véctơ v
tiếp tuyến với quỹ đạo có độ lớn khơng đổi: v const Với gia tốc hướng tâm:
2 ht v a R
, gọi m khối lượng hạt, định luật II Newton cho:
2
ht ht L ht
v v
F ma m f F q vB m
R R
-Bán kính quỹ đạo chuyển động: mv R
q B
(Nhận xét bán kính R tỉ lệ thuận với tỉ số m
q Đây nguyên tắc phổ kế)
-Chu kì T chuyển động trịn thời gian để hạt quay vòng quỹ đạo, tức thời gian để hạt quãng đường chu vi đường tròn:
2
2 R vT T mv m
v q B q B
hay m T q B
-Tần số f số vòng hạt thực đơn vị thời gian (1s):
2 q B f
T m
, đơn vị tần số s1 hay Héc (Hz)
-Tốc độ góc:
q B v
R m
Trường hợp v
khơng vng góc với B, ta phân tích v
thành hai thành phần: v1
vng góc B v2
song song với B : v v 1 v2
Thành phần v1
làm cho hạt chuyển động tròn, thành phần v2
không gây lực từ ( 0 sin 0) làm cho hạt chuyển động thẳng Vậy chuyển động hạt
vừa xoay trịn, vừa thẳng Đó chuyển động xoắn ốc
3.Khi hạt tích điện chuyển động điện trường không kể đến tác dụng trọng lực ta ln có:
2
0
1
2mv 2mv Adien. C.VÍ DỤ
Bài Dịng điện thẳng có cường độ I 0,5A đặt khơng khí
a.Tính cảm ứng từ điểm M cách dòng điện 4cm (ĐS: 0, 25.105T)
b.Cảm ứng từ N 106T Tính khoảng cách từ N đến dịng điện (ĐS: 10cm)
Bài Dịng điện có cường độ I 2A chạy chiều qua hai dây dẫn thẳng (có phủ lớp cách điện mỏng) chập lại Tính cảm ứng từ hai dây gây nơi cách chúng 5cm (ĐS: 1, 6.105T )
Bài Một cuộn dây trịn bán kính R5cm gồm 100 vịng dây quấn nối tiếp nhau, đặt khơng khí
có dòng điện I qua vòng dây Từ trường tâm vịng dây B5.104T Tìm I (ĐS: 0,4A)
Bài Dòng điện I 2A chạy dây dẫn trịn bán kính R Biết cảm ứng từ tâm vòng dây là
2,51.10 T
(6)Bài Một khung dây hình trịn, đường kính 50cm, gồm N vịng dây có dịng điện I 1,5A chạy qua Biết cảm ứng từ tâm khung dây 1,51.104T Tìm số vịng dây khung (ĐS: 40 vòng)
Bài Một ống dây hình trụ dài 25cm đăn 1500 vịng dây cách điện với nhau, có dịng điện 1,
I A chạy qua Tìm cảm ứng từ lòng ống dây (ĐS: 10,5.103T )
Bài Một ống dây hình trụ (solenoid) dài 20cm, đường kính 2cm Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm quấn theo chiều dài ống Ống dây khơng có lõi đặt khơng khí Cường độ dòng điện qua dây dẫn I 0,5A Tìm cảm ứng từ ống dây (ĐS: 0,015T)
Bài Dùng dây đồng đường kính 0,8mm có lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ có đường kính 2cm, chiều dài 40cm để làm ống dây, vòng dây quấn sát Muốn từ trường có cảm ứng từ bên ống dây 6, 28.103T phải đặt vào ống dây hiệu điện Biết điện trở suất đồng 1,76.108m (ĐS: 4,4V)
Bài Hai dòng điện thẳng dài D1, D2 đặt song song khơng khí cách khoảng d 10cm, có dịng điện chiều I1I2 I 2,4A qua Tìm cảm ứng từ tại:
a.M cách D1 D2 khoảng R5cm (ĐS: 0) b.N cách D1 20cm; cách D2 10cm (ĐS:
5 0,72.10 T
) c.P cách D1 8cm; cách D2 6cm (ĐS:
5 10 T
)
Bài 10 Hai dây dẫn thẳng dài song song với nhau, cách 14cm khơng khí Dịng điện chạy dây có cường độ I1 I2 I 1, 25A Xác định véc tơ cảm ứng từ M cách dây 25cm trong trường hợp hai dòng điện:
a.Cùng chiều (ĐS: 1,92.106T ) b.Ngược chiều (ĐS: 0,56.106T)
Bài 11 Hai dây dẫn thẳng dài song song với nhau, đặt cách 8cm khơng khí Dịng điện chạy hai dây I110 ;A I2 20A ngược chiều Tìm cảm ứng từ tại:
a.O cách dây 4cm (ĐS: 15.105T ) b.M cách dây 5cm (ĐS: 9,9.105T )
Bài 12 Hai dòng điện thẳng I1 10 ;A I2 30A vng góc với khơng khí Khoảng cách ngắn chúng 4cm Tìm cảm ứng từ điểm cách dòng điện 2cm (ĐS: 10.104T)
Bài 13 Hai dây dẫn thẳng dài song song khơng khí, cách khoảng 6cm, có dòng điện 1 ; 2
I A I A ngược chiều Tìm vị trí có cảm ứng từ tổng hợp khơng (ĐS: O M1 6cm) Bài 14 Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song khơng khí cách khoảng 6cm, có dịng điện I1 1 ;A I2 4A qua Định vị trí điểm có cảm ứng từ tổng hợp triệt tiêu Xét hai trường hợp:
a.Hai dòng điện chiều (ĐS: O M1 1, ;cm O M2 4,8cm) b.Hai dòng điện ngược chiều (ĐS: O M1 2 ;cm O M2 8cm)
Bài 15 Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt không khí vng góc với (cách điện với nhau) nằm mặt phẳng Cường độ dòng điện qua hai dây
1 ; 10 I A I A.
a.Xác định cảm ứng từ gây hai dòng điện M mặt phẳng hai dịng điện, có tọa độ (x,y) hình vẽ, với x5cm y; 4cm (ĐS: 3.105T)
b.Xác định vị trí điểm có cảm ứng từ tổng hợp triệt tiêu
I1
I1 M
O y
(7)Bài 16 Một dây dẫn dài căng thẳng trừ đoạn dây uốn thành vịng trịn bán kính 1,5cm Cho dòng điện 3A chạy dây dẫn Xác định cảm ứng từ tâm vòng tròn vòng tròn phần dây thẳng nằm mặt phẳng, chỗ bắt chéo hai đoạn dây không nối với (ĐS:
5 16,6.10 T
)
Bài 17 Một đoạn dây dẫn có chiều dài l mang dòng điện I đặt từ trường B Hãy thực tính tốn
a.B0,02 ,T I 2 ,A l5 ;cm 300 Tìm F ? (ĐS: 0,001N) b.B0,03 ,T l10 ;cm F 0,06 ;N 450 Tìm I (ĐS: 28,3A) c.I 5 ,A l 10 ;cm F0,01 ;N 900.Tìm B ? (ĐS: 0,02T) d.B0;I 3 ,A l15cm F; 0
Tìm B ? (ĐS: dọc theo dây dẫn)
Bài 18 Giữa hai cực nam châm chữ U có từ trường Véc tơ cảm ứng từ B thẳng đứng hướng xuống; B0,5T Người ta treo đoạn dây dẫn thẳng có chiều dài 5cm, khối lượng 5g nằm ngang từ trường hai dây dẫn mảnh nhẹ Tìm góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng cho dịng điện có I 2A qua dây Lấy g 10 /m s2 (ĐS : 450)
Bài 19 Một đoạn dây điện thẳng, có chiều dài MN 40cm khối lượng m50g treo hai dây nhẹ PQ nằm ngang từ trường thẳng đứng hướng lên, có cảm ứng từ B8,0.102T Khi có dịng điện cường độ I chạy qua MN, hai dây treo MN hợp với phương thẳng đứng góc 300 Cho gia tốc trọng trường g10 /m s2
a.Tính cường độ dịng điện I lực căng dây tác dụng lên dây treo (ĐS: I 9,0 ,A T0 0, 29N) b.Nếu từ trường có phương nằm ngang, hướng sang phải Tính cường độ dịng điện nhỏ để dây MN nâng thẳng đứng lên Xác định chiều dòng điện (ĐS:I 15,6A) Bài 20 Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng đơn vị dài dây D0,04kg m/ Dây treo hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng đặt từ trường có B vng góc với mặt phẳng chứa MN dây treo, B0,04T Cho dòng điện I qua dây
a.Định chiều độ lớn I để lực căng dây treo không (ĐS: từ M đến N ; 10A)
b.Cho MN 25cm I, 16A có chiều từ N đến M Tính lực căng mối dây treo (ĐS: 0,13N)
Bài 21 Một electron bay vào từ trường theo phương vng góc với đường sức từ với vận tốc
10 m s/ Tính cảm ứng từ từ trường, biết electron chuyển động từ trường theo đường trịn bán kính 2cm Cho điện tích electron qe 1,6.10 19C
(ĐS: B2,84.103T )
Bài 22 Một proton chuyển động theo quỹ đạo hình trịn bán kính 5cm từ trường có
10
B T
Cho điện tích khối lượng proton là:
19 27
1,6.10 ; 1,672.10
p p
q C m kg
a.Xác định vận tốc proton (ĐS: v4,784.106m s/ )
b.Xác định chu kì chuyển động proton (ĐS: T 6,6.106s)
Bài 23 Một proton electron chuyển động vào từ trường có cảm ứng từ B0, 40T , theo phương vng góc với đường sức từ với vận tốc v5,0.106m s/ Cho biết proton electron có điện tích
19 19
1,6.10 ; 1,6.10
p e
q C q C
có khối lượng
27 31
1,67.10 ; 9,1.10
p e
m kg m kg
a.Tính độ lớn lực Lorentz tác dụng lên hạt (ĐS: fL 3, 2.10 13N
)
(8)b.So sánh tính bán kính quỹ đạo chu kì chuyển động hạt quỹ đạo Vẽ quỹ đạo (ĐS:
3 1833; 13 ; 7,1.10
p p
p e
e e
R T
R cm R cm
R T
) Bài 24 Một proton có khối lượng mp 1,67.10 27kg
điện tích qp 1,60.10 19C
chuyển động từ trường đều, vạch quỹ đạo nửa đường trịn đường kính PQ25,6cm với vận tốc đầu v1
vng góc với cảm ứng từ B Cho biết B8,00.102T
a.Xác định chiều B tính vận tốc v1 proton thời gian để proton chuyển động từ P đến Q (ĐS: v1 9,8.105m s t/ ; 4,1.10 6s
)
b.Một hạt thứ hai có khối lượng mx, mang điện tích 19
1, 60.10 x
q C
, có động với proton thứ đến điểm P với
vận tốc v2
vng góc với B Hạt thứ hai vạch quỹ đạo nửa đường trịn đường kính PR2Rx36, 2cm Thiết lập hệ thức m m Rp, x, p và
x
R Suy khối lượng mx (ĐS:
2
27
; 3,34.10
p p
x x
m R
m kg
m R
)
Bài 25 Một electron có động 2,77.1019J chuyển động vào vùng từ trường có phương vng góc với vận tốc electron có cảm ứng từ B4, 48.105T Bán kính quỹ đạo tròn elecrtron đo 9,90cm Cho điện tích electron 1,60.1019C
a.Hãy tính khối lượng electron suy độ lớn vận tốc electron (ĐS:
31
9,09.10 ; 7,81.10 /
m kg v m s
)
b.Tính chu kì chuyển động tròn electron quỹ đạo (ĐS: 7,97.105s) D.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
1 Mọi từ trường phát sinh từ
A Các nguyên tử sắt. B Các nam châm vĩnh cửu. C Các mômen từ. D Các điện tích chuyển động
2 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.
3 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.
4 Khi lỏi sắt từ luồn vào ống dây dẫn diện, cảm ứng từ bên lịng ống dây A Bị giảm nhẹ chút ít. B Bị giảm mạnh.
C Tăng nhẹ chút ít. D Tăng mạnh
5 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
6 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
7 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.
8 Khi electron bay vào vùng từ trường theo quỹ đạo song song với đường sức từ, thì
A Chuyển động electron tiếp tục không bị thay đổi
(9)B Hướng chuyển động electron bị thay đổi. C Vận tốc electron bị thay đổi.
D Năng lượng electron bị thay đổi.
9 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 dòng 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, thì A Chuyển động electron tiếp tục không bị thay đổi.
B Hướng chuyển động electron bị thay đổi
C Độ lớn vận tốc electron bị thay đổi. 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 thì
A Chúng hút B Chúng đẩy nhau.
C Lực tương tác không đáng kể. D Có lúc hút, có lúc đẩy. 14 Từ trường nam châm thẳng giống với từ tường tạo bởi
A Một dây dẫn thẳng có dịng điện chạy qua.
B Một chùm electron chuyển động song song với nhau.
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 dòng 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 một lực lớn
A Hai dây dẫn có khối lượng.
B Trong hai dây dẫn có điện tích tự do.
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 được
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 là 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 vì
A Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó. B Lực điện Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó.
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
(10)B Đoạn dây dẫn đặt vng 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 dòng 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 là
A 0,01 N. B 0,02 N C 0,04 N. D 0,05 N.
23 Một hạt mang điện tích q = 3,2.10-19 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 0. B 1,6.10-13 N. C 3,2.10-13 N. D 6,4.10-13 N.
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 là
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 dịng 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 0. B 10-5 T. C 2,5.10-5 T. D 10-5 T.
28 Khung dây trịn bán kính 30 cm có 10 vịng dây Cường độ dịng 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 là 75.10-3 T Cường độ dòng điện chạy ống dây là
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 dịng điện chạy các vịng 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 là
A 0. B 0,32.10-12N. C 0,64.10-12N. D 0,96.10-12N.
32 Một khung dây tròn 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 đúng.
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 dịng điện I = 12 A chạy qua đặt khơng khí Cảm ứng từ tại 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 nhau.
D Hai dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt gần
(11)A cm. B 2,5 cm C cm. D 10 cm.
37 Một dòng điện chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng 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 là
A A. B A. C 10 A D 15 A
38 Một hạt mang điện tích q = 4.10-10 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.
39 Một hạt tích điện chuyển động từ trường Mặt phẵng quỹ đạo hạt vng 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.
40 Một hạt (điện tích 3,2.10-19C) bay với vận tốc 107m/s theo phương vng góc với đường sức từ
của 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 là
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 là
A 1A. B 3A C 6A. D 12A.
45 Để xác định điểm không 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 bằng
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 bằng
A = 00 B = 300 C = 600 D = 900
48 Một dòng điện cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài đặt khơng 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 tròn 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 là
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 khơng khí Cảm ứng từ bên ống dây 6,28.10-3 T Số vòng dây quấn ống dây là
A 1250 vòng B 2500 vòng C 5000 vòng D 10000 vòng
Chương V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
(12)I.Từ thông. 1.Định nghĩa.
Từ thông qua diện tích S đặt từ trường xác định bởi: BS.cos
Trong góc hợp pháp tuyến n
B 2.Đơn vị từ thông
Trong hệ SI đơn vị từ thông vêbe (Wb): 1Wb1 1T m2 II.Hiện tượng cảm ứng điện từ.
1.Khái niệm:
-Mỗi từ thơng qua mạch kín (C) biến thiên mạch kín (C) xuất dịng điện gọi tượng cảm ứng điện từ
-Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn khoảng thời gian từ thơng qua mạch kín biến thiên 2.Định luật Len-xơ chiều dòng điện cảm ứng.
Dòng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín Khi từ thơng qua mạch kín (C) biến thiên kết chuyển động từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói 3.Dịng điện Fu-cơ.
Một khối kim loại chuyển động từ trường howcj đặt từ trường biến thiên theo thời
gian thể tích chúng cuất dịng điện cảm ứng - dịng điện Fu-cơ. Theo định luật
Len-xơ, dịng điện cảm ứng ln có tác dụng chống lại chuyển dời, chuyển động từ trường, bánh xe khối kim loại xuất lực từ có tác dụng cản trở chuyển động chúng, lực gọi lực hãm điện từ
.Tính chất cơng dụng dịng Fu-cơ
-Mọi khối kim loại chuyển động từ trường chịu tác dụng lực hãm điện từ Tính chất ứng dụng phanh điện từ ôtô hạng nặng
-Dịng điện Fu-cơ gây hiệu ứng tỏa nhiệt Jun - Len-xơ khối kim loại đặt từ trường biến thiên Tính chất ứng dụng lị cảm ứng để nung nóng kim loại
-Trong nhiều trường hợp dịng điện Fu-cơ gây nên tổn hao lượng vơ ích Để giảm tác dụng dịng Fu-cơ, người ta tăng điện trở khối kim loại
-Dịng Fu-cơ ứng dụng số lị tơi kim loại III.Suất điện động cảm ứng mạch kín.
1.Định nghĩa.
Suất điện động cảm ứng suất điện động sinh dịng điện cảm ứng mạch kín 2.Định luật Fa-ra-đây.
Suất điện động cảm ứng: ec t
Nếu xét độ lớn eC thì: c e
t
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thơng qua mạch kín
IV.Tự cảm.
1.Từ thơng riêng qua mạch kín.
-Từ thơng riêng mạch kín có dịng điện chạy qua: L i
-Độ tự cảm ống dây:
2 10 N
L S
l
Trong µ độ từ thẩm mơi trường, N số vịng dây ống, l chiều dài ống S diện tích tiết diện ống
-Đơn vị độ tự cảm henri (H):
1
1 b W H
A
2.Hiện tượng tự cảm. 1.Định nghĩa.
(13)2.Một số ví dụ tượng tự cảm.
a)Ví dụ 1: Khi đóng khóa K, đèn sáng lên đèn sáng lên từ từ
-Giải thích: Khi đóng khóa K, dịng điện qua ống dây đèn tăng lên đột ngột, ống dây xuất suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở tăng dịng điện qua L Do dịng điện qua L đèn tăng lên từ từ
b)Ví dụ 2: Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước tắt
-Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống Trong ống dây xuất dòng điện cảm ứng chiều với iL ban đầu, dòng điện chạy qua đèn K ngắt đột ngột nên cường độ dịng cảm ứng lớn, làm cho đén sáng bừng lên trước tắt
3.Suất điện động tự cảm. a.Suất điện động tự cảm.
-Suất điện động cảm ứng mạch xuát hiện tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm -Biểu thức suất điện động tự cảm: tc
i
e L
t
-Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch a.Năng lượng từ trường ống dây tự cảm.
Khi có dịng điện cường độ I chạy qua ống dây, lượng tiêu hao điện trở R mạch điện, đẵ có lượng điện tiêu hao để tạo suất điện động tự cảm etc Năng lượng tích trữ ống dây lượng từ trường:
2
W Li
B.NHỮNG LƯU Ý KHI GIẢI TỐN 1 Xác định chiều dịng điện cảm ứng. Áp dụng định luật Lenxơ
*Cụ thể:
-Nếu tăng, dòng điện cảm ứng iC tạo từ trường BC
ngược chiều từ trường ban đầu B -Nếu giảm, dòng điện cảm ứng iC tạo từ trường BC
chiều từ trường ban đầu B -Xác định chiều dòng điện cảm ứng quy tắc nắm tay phải
2 Xác định từ thông, suất điện động cảm ứng cường độ dòng điện cảm ứng. a.Từ thơng.
-Để tính từ thơng xun qua khung dây dẫn phẳng gồm N vòng dây ta áp dụng công thức: cos
NBS
với α góc hợp pháp tuyến n mặt phẳng khung dây véc tơ cảm ứng từ B . Lưu ý ta thường chọn chiều n cho góc α hợp n B góc nhọn
-Từ NBScos ta thấy max NBS cos 1 0 B
vng góc với mặt phẳng khung dây min 0 cos 0 900 B
song song với mặt phẳng khung dây b.Suất điện động cảm ứng.
-Xác định thời gian biến thiên: t ts td
-Xác định nguyên nhân biến thiên từ thông từ công thức: NBScos -Tính độ biến thiên từ thơng: s d
-Suất điện động cảm ứng xác định: ec t
c.Lưu ý: Cách tính diện tích số hình phẳng
-Hình chữ nhật có hai cạnh a b: S a b
-Hình vng có cạnh a: S a -Hình trịn có bán kính R: S R2
(14)-Độ tự cảm ống dây dẫn hình trụ khơng có lõi thép (xôlênôit):
2
4
4 10 N 10
L S n V
l
Trong đó:
+N số vòng dây ống +l chiều dài ống dây +S diện tích vịng dây +
N n
l
số vòng dây mét chiều dài ống dây
+V l S thể tích ống dây.
-Từ thông riêng mạch điện: Li
-Suất điện động tự cảm mạch điện: tc
i
e L
t t
, với
i t
gọi tốc độ biến thiên của
cường độ dịng điện (có đơn vị As ); i is it Nếu tính độ lớn tc
i
e L
t t
-Năng lượng từ trường ống dây:
2
W Li
C.VÍ DỤ
Bài Cho hệ thống hình vẽ Khi nam châm lên, dòng điện cảm ứng vòng dây dẫn có chiều nào? Vịng dây dẫn chuyển động theo chiều
nào?
Bài Một nam châm đưa lại gần vịng dây dẫn hình vẽ Hỏi dịng điện cảm ứng vịng dây có chiều nào? Vịng dây di chuyển phía nào?
Bài Một thí nghiệm bố trí hình vẽ Hãy xác định chiều dịng điện cảm ứng mạch C ta giảm giá trị điện trở R mạch A (cho chạy biến trở xuống)
Bài Một vòng dây dẫn trịn có bán kính 10cm, điện trở 0,2Ωđặt nghiêng một góc 300 so với B , B0,02T hình vẽ Xác định suất điện động cảm ứng, độ lớn chiều dòng điện cảm ứng vòng dây thời gian 0,01s, từ trường:
a.Giảm từ giá trị B xuống đến (ĐS:ec 0,0314 ;V i0,157A) b.Tăng từ lên đến B (ĐS:ec 0,0314 ;V i0,157A)
Bài Cuộn dây có 100 vịng, diện tích vịng 300cm2 có trục song song với B từ trường đều, 0,
B T Quay cuộn để sau 0,5s trục vng góc với B Tính suất điện động cảm ứng trung bình cuộn dây (ĐS: 1,2V)
Bài Vịng dây đồng có điện trở suất 1,75.108.m, đường kính vịng dây 20cm, tiết diện dây dẫn 5mm2 Vịng dây đặt vng góc với B từ trường Tính tốc độ biến thiên từ thơng qua cuộn dây dịng điện cảm ứng vòng dây 2A (ĐS: 0,14( / )
B
T s t
Bài Một khung dây dẫn phẳng, trịn bán kính R0, 250m, gồm 20 vòng dây dẫn bọc chất cách điện mỏng quấn sát nhau, đặt từ trường có cảm ứng từ B0,360T, cho lúc đầu véctơ pháp tuyến n
khung phương, chiều với B Quay khung góc 1200 quanh trục quay đường kính nằm ngang thời gian 0,100s
a.Tính độ biến thiên từ thông qua khung dây thời gian khung quay Suy suất điện động cảm ứng xuất khung dây quay (ĐS: 2,12Wb e; c21, 2V )
b.Cho biết điện trở khung dây dẫn 0,400Ω Xác định chiều tính cường độ dòng điện cảm ứng khung khung quay khung dừng quay (ĐS: i53, 0A)
G E, r
R
M P
N Q A C
S N
300 N
(15)Bài Một khung dây dẫn hình vng cạnh 0,20m gồm 50 vòng dây đặt từ trường có cảm ứng từ B0,50T, cho mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ Tính suất điện động cảm ứng khunng dây khoảng thời gian 0,10s ta:
a.tăng gấp đôi độ lớn B (ĐS: -10V) b.triệt tiêu từ trường (ĐS: 10V)
c.đảo ngược chiều từ trường (ĐS; 20V) d.quay khung dây góc 900 (ĐS: 10V)
Bài Cuộn dây kim loại (có điện trở suất 2.108.m), N 100 vịng có đường kính 10cm, tiết diện
dây 0,2mm2 có trục song song với B từ trường Tốc độ biến thiên từ thông 0, 2( / ) B
T s t
Cho
3,
.
a.Nối hai đầu cuộn dây với mọt tụ điện có C1F Tính điện tích tụ điện (ĐS: 1, 6C) b.Nối hai đầu cuộn dây với Tính cường độ dịng điện cảm ứng cơng suất nhiệt cuộn dây (ĐS: 0,05 ;0,08A W )
Bài 10 Vịng dây dẫn diện tích S 100cm2, điện trở R0,01 quay từ trường đều 0,05
B T , trục quay đường kính vịng dây vng góc với B Tính cường độ trung bình vịng dây điện lượng qua tiết diện vòng dây thời gian t 0,5s, góc n B,
thay đổi từ 600 đến 900 (ĐS: 0,05A; 0,025C)
Bài 11 Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm N 103 vịng dây, vịng có đường kính 10cm; dây dẫn có diện tích tiết diện S0 0, 4mm2, điện trở suất 1,75.108.m Ống dây đặt từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ B song song với trục hình trụ, có độ lớn tăng với thời gian theo quy luật
2 10 ( / ) B
T s t
.
a.Nối hai đầu ống dây vào tụ điện có C104F, tính lượng tụ điện (ĐS:
30,8.10 J )
b.Nối đoản mạch hai đầu ống dây, tính cơng suất tỏa nhiệt ống dây (ĐS: 44,8.10 W4 ) Bài 12 Một ống dây có bán kính 3,5cm gồm 400 vịng dây dài 20cm.
a.Tính độ tự cảm ống dây (ĐS: 2mH)
b.Để suất điện động tự cảm ống dây có độ lớn 70mV, tốc độ biến thiên cường độ dòng điện phải bao nhiêu? Nếu cường độ dịng điện bắt đầu tăng từ khơng sau 0,20s, cường độ bao nhiêu? (ĐS: 35A/s; 7,0A)
Bài 13 Tính độ tự cảm ống dây biết sau thời gian 0,01s dòng điện mạch tăng từ 1A đến 2,5A suất điện động tự cảm 30V (ĐS: 0,2H)
Bài 14 Tính lượng từ trường xơlênơit có độ tự cảm 0,008H dọng điện có cường độ 2A đi qua (ĐS: 0,016J)
Bài 15 Một ống dây dài 31,4cm, có 1000 vịng dây, diện tích vịng 10cm2, có dịng điện 2A qua
a.Tính từ thơng qua vịng dây (ĐS: 8.10 W6 b)
b.Tính suất điện động tự cảm ống dây ngắt dòng điện thời gian 0,1s, suy độ tự cảm cuộn dây (ĐS: 0,08 ;0,004V H )
Bài 16 Một suất điện động tự cảm có độ lớn 24mV xuất ống dây gồm 500 vòng dây tốc độ tốc độ biến thiên dịng điện 10A/s
(16)b.Tính độ biến thiên lượng từ trường ống dây sau khoảng thời gian 0,20s kể từ thời điểm t1 (ĐS: 24J)
Bài 17 Một ống dây gồm 400 vịng dây có độ tự cảm 3,50mH Cho biết dịng điện qua ống có cường độ tức thời tính i68, 0cos100 (t mA)
a.Tính suất điện động tự cảm trung bình xuất ống dây khoảng thời gian từ t0 0 đến t10,005s (ĐS: 0,0476V)
b.Tính từ thơng cực đại từ trường dòng điện sinh qua vòng dây (ĐS:
5,95.10 W b )
Bài 18 Một cuộn tự cảm có L3H nối với nguồn điện có E 6 ,V r0 Hỏi sau thời gian tính từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng lên đến 5A? Giả sử cường độ dòng điện tăng theo thời gian (ĐS: 2,5s)
Bài 19 Một cuộn dây tự cảm có L50mH mắc nối tiếp với điện trở R20 vào nguồn
điện có E 90 ,V r0 Xác định tốc độ biến thiên dòng điện i tại: a.Thời điểm ban đầu ứng với cường độ i0 (ĐS: 1,8.103A s/ )
b.Thời điểm mà i2A (ĐS: 103A s/ )
Bài 20 Một ống dây có L0,01H nối vào mạch điện hình vẽ Cho biết: 1,6 ;V r ;R
E Khóa K ngắt, lúc t0 đóng K.
a.Tính cường độ dịng điện mạch đóng K (t0) (ĐS: i0)
b.Sau khoảng thời gian cường độ dịng điện mạch 0,2A? (ĐS:
1, 25.10
t s
)
D.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
TỪ THÔNG – CẢM ỨNG TỪ Véc tơ pháp tuyến diện tích S véc tơ
A có độ lớn đơn vị có phương vng góc với diện tích cho
B có độ lớn đơn vị song song với diện tích cho
C có độ lớn đơn vị tạo với diện tích cho góc khơng đổi D có độ lớn số tạo với diện tích cho góc khơng đổi Từ thơng qua diện tích S không phụ thuộc yếu tố sau đây?
A độ lớn cảm ứng từ; B diện tích xét;
C góc tạo pháp tuyến véc tơ cảm ứng từ; D nhiệt độ môi trường
3 Cho véc tơ pháp tuyến diện tích vng góc với đường sức từ độ lớn cảm ứng từ tăng hai lần, từ thông
A B tăng lần C tăng lần D giảm lần
4 vêbe
A T.m2. B T/m. C T.m. D T/ m2.
5 Điều sau không nói tượng cảm ứng điện từ?
A Trong tượng cảm ứng điện từ, từ trường sinh dịng điện;
B Dịng điện cảm ứng tạo từ từ trường dòng điện từ trường nam châm vĩnh cửu;
C Dòng điện cảm ứng mạch tồn có từ thơng biến thiên qua mạch;
D dòng điện cảm ứng xuất mạch kín nằm n từ trường khơng đổi
6 Dịng điện cảm ứng mạch kín có chiều
A cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch
B hoàn toàn ngẫu nhiên
C cho từ trường cảm ứng chiều với từ trường ngồi D cho từ trường cảm ứng ln ngược chiều với từ trường ngồi Dịng điện Foucault khơng xuất trường hợp sau đây?
A Khối đồng chuyển động từ trường cắt đường sức từ; B Lá nhôm dao động từ trường;
R
L K
(17)C Khối thủy ngân nằm từ trường biến thiên;
D Khối lưu huỳnh nằm từ trường biến thiên
8 Ứng dụng sau liên quan đến dòng Foucault? A phanh điện từ;
B nấu chảy kim loại cách để từ trường biến thiên; C lõi máy biến ghép từ thép mỏng cách điện với nhau;
D đèn hình TV
9 Một khung dây dẫn hình vng cạnh 20 cm nằm từ trường độ lớn B = 1,2 T cho đường sức vng góc với mặt khung dây Từ thơng qua khung dây
A 0,048 Wb B 24 Wb C 480 Wb D Wb
10 Hai khung dây trịn có mặt phẳng song song với đặt từ trường Khung dây có đường kính 20 cm từ thơng qua 30 mWb Cuộn dây có đường kính 40 cm, từ thơng qua
A 60 mWb B 120 mWb C 15 mWb D 7,5 mWb
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Suất điện động cảm ứng suất điện động
A sinh dòng điện cảm ứng mạch kín B sinh dịng điện mạch kín
C sinh nguồn điện hóa học D sinh dịng điện cảm ứng Độ lớn suất điện động cảm ứng mạch kín tỉ lệ với
A tốc độ biến thiên từ thông qua mạch B độ lớn từ thông qua mạch
C điện trở mạch D diện tích mạch
3 Khi cho nam châm chuyển động qua mạch kín, mạch xuất dòng điện cảm ứng Điện dòng điện chuyển hóa từ
A hóa B C quang D nhiệt
4 Một khung dây hình vng cạnh 20 cm nằm tồn độ từ trường vng góc với đường cảm ứng Trong thời gian 1/5 s, cảm ứng từ từ trường giảm từ 1,2 T Suất điện động cảm ứng khung dây thời gian có độ lớn
A 240 mV B 240 V C 2,4 V D 1,2 V
5 Một khung dây hình trịn bán kính 20 cm nằm toàn từ trường mà đường sức từ vng với mặt phẳng vịng dây Trong cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T khung dây có suất điện động khơng đổi với độ lớn 0,2 V thời gian trì suất điện động
A 0,2 s B 0,2 π s C s D chưa đủ kiện để xác định Một khung dây đặt cố định từ trường mà cảm ứng từ có độ lớn ban đầu xác định Trong thời gian 0,2 s từ trường giảm thời gian khung dây xuất suất điện động với độ lớn 100 mV Nếu từ trường giảm thời gian 0,5 s suất điện động thời gian
A 40 mV B 250 mV C 2,5 V D 20 mV
7 Một khung dây dẫn điện trở Ω hình vng cạch 20 cm nằm từ trường cạnh vng góc với đường sức Khi cảm ứng từ giảm từ T thời gian 0,1 s cường độ dịng điện dây dẫn
A 0,2 A B A C mA D 20 mA
TỰ CẢM Từ thơng riêng mạch kín phụ thuộc vào
A cường độ dòng điện qua mạch B điện trở mạch
C chiều dài dây dẫn D tiết diện dây dẫn 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 mơi trường xung quanh; D có đơn vị H (henry)
3 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 Suất điện động tự cảm mạch điện tỉ lệ với
(18)C từ thông cực tiểu qua mạch D tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch
5 Năng lượng ống dây tự cảm tỉ lệ với A cường độ dòng điện qua ống dây
B bình phương cường độ dịng điện ống dây
C bậc hai lần cường độ dòng điện ống dây D bình phương cường độ dịng điện ống dây
6 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
7 Một ống dây tiết diện 10 cm2, chiều dài 20 cm có 1000 vịng dây Hệ số tự cảm ống dây (khơng lõi, đặt khơng khí)
A 0,2π H B 0,2π mH C mH D 0,2 mH
8 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 đơi hệ số tự cảm cảm ống dây
A 0,1 H B 0,1 mH C 0,4 mH D 0,2 mH
9 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 đơi hệ số từ cảm ống
A 0,1 mH B 0,2 mH C 0,4 mH D 0,8 mH
10 Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH có dịng 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
11 Một ống dây có hệ số tự cảm 0,1 H có dịng điện 200 mA chạy qua Năng lượng từ tích lũy ống dây
A mJ B mJ C 2000 mJ D J
12 Một ống dây 0,4 H tích lũy lượng mJ Dịng điện qua
A 0,2 A B √2 A C 0,4 A D √2
A
13 Một ống dây có dịng điện A chạy qua tích lũy lượng từ trường 10 mJ Nếu có dịng điện A chạy qua tích lũy lượng
A 30 mJ B 60 mJ C 90 mJ D 10/3 mJ
14.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 0,1 (V) B 0,2 (V) C 0,3 (V) D 0,4 (V)
15.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) 16 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 thời điểm 0,05 (s) sau là: