Kinh nghiệm luyện thi vật lý 11 suất điện động cảm ứng

SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TÓM TẮT LÝ THUYẾT + 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 + Quy tắc bàn tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng: đặt bàn tay phải duỗi thẳng đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, ngón tay chỗi chiều chuyển động dây dẫn, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều dịng điện TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 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 Câu Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào tượng A lực điện điện trường tác dụng lên hạt mang điện 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 Câu Cách làm 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 accquy từ vào cuộn dây dẫn kín D Đưa nam châm từ ngồi vào cuộn dây dẫn kín Câu Khung dây dẫn phẳng ABCD nằm mặt phẳng hình vẽ, từ trường vng góc với mặt phẳng hình vẽ Coi bên ngồi vùng MNPQ khơng có từ trường Khung chuyển động thẳng dọc theo hai đường thẳng song song x x , yy mặt phẳng hình vẽ Trong khung xuất dòng điện cảm ứng khung chuyển động A vùng MNPQ B vùng MNPQ C từ vào vùng MNPQ D đến gần vùng MNPQ Câu Dòng điện thẳng nằm mặt phẳng hình vẽ, có cường độ dòng điện I biến thiên theo thời gian đồ thị hình bốn khung dây dẫn, phẳng, trịn giống Các hình (1), (2) biểu diễn Trường hợp mặt phẳng khung dây vng góc với dịng điện Các hình (3), (4) biểu diễn trường hợp mặt phẳng khung dây nằm mặt phẳng hình vẽ Phát biểu sau sai? Trong khoảng thời gian từ đến T, dòng điện cảm ứng vòng dây A (1) khơng B (2) có cường độ giảm dần theo thời gian C (3) có cường độ khơng đổi theo thời gian D (4) chiều với chiều dương Câu Một khung dây dẫn đặt từ trường có đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây (mặt phẳng hình vẽ) hướng từ ngồi vào trong, có độ lớn cảm ứng từ B phụ thuộc thời gian Trong khoảng thời gian − T , dịng điện cảm ứng có cường độ khơng đổi theo thời gian có chiều hình vẽ Đồ thị diễn tả biến đổi cảm ứng từ B theo thời gian hình A (1) B (2) Câu Cho hai ống dây L1 , L2 đặt đồng trục, L2 nằm bên L1 Hai đầu ống dây L2 nối với điện trở R Dòng điện I1 qua ống dây L1 biến đổi theo thời gian đồ thị hình vẽ Khi qua ống dây L2 có dịng điện I Đồ thị biểu diễn phụ thuộc dòng I vào thời gian hình C (3) D (4) A (1) B (2) C (3) D (4) Câu Một khung dây phẳng đặt từ trường biến đổi theo thời gian, đường sức từ nằm mặt phẳng khung Trong 0,1 s đầu cảm ứng từ tăng từ 10 −5 T đến 2.10 −5 T ; 0,1 s cảm ứng từ tăng từ 2.10 −5 T đến 5.10 −5 T Gọi e1 e2 suất điện động cảm ứng khung dây giai đoạn giai đoạn A e1 = 2e2 B e1 = 3e2 C e1 = 4e2 D e1 = e2 Câu Một khung dây phẳng đặt từ trường biến đổi theo thời gian, đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung Trong 0,1 s đầu cảm ứng từ tăng từ 10 −5 T đến 2.10 −5 T ; 0,1 s cảm ứng từ tăng từ 2.10 −5 T đến 5.10 −5 T Gọi e1 e2 suất điện động cảm ứng khung dây giai đoạn giai đoạn A e1 = 2e2 B e1 = 3e2 C e1 = 4e2 D e1 = e2 Câu 10 Khung dây phẳng KLMN dịng điện trịn nằm mặt phẳng hình vẽ Khi chạy biến trở di chuyển từ E F dịng điện cảm ứng khung dây có chiều A KLMNK B KNMLK C lúc đầu có chiều KLMNK sau có chiều ngược lại D lúc đầu có chiều KNMLK sau có chiều ngược lại Câu 11 Ở gần nơi sét đánh người ta thấy có cầu chì bị chảy; máy đo điện nhạy bị cháy Sở dĩ A dịng điện sét có cường độ mạnh, tạo từ trường mạnh biến thiên nhanh gây dòng điện cảm ứng mạnh mạch điện gần B dịng điện sét có cường độ mạnh chạy vào mạch điện làm cháy mạch C tia sét phóng tia lửa làm cháy mạch D dịng điện sét có cường độ mạnh, tạo từ trường mạnh biến thiên chậm gây dòng điện tự cảm mạch điện gần Câu 12 Cho dẫn điện MN đặt nằm ngang hai ray dẫn điện x x , yy hình vẽ Hai ray đủ dài đặt từ trường đủ rộng, hướng vng góc với mặt phẳng chứa hai Lúc đầu MN đứng yên Tác dụng lên MN lực F khơng đổi hướng bên trái (phía x y ) làm cho MN chuyển động Giả thiết điện trở MN hai ray nhỏ, ma sát MN hai ray nhỏ chuyển động thẳng nhanh dần A chuyển động thẳng B chậm dần chuyển động thẳng C chậm dần dừng lại D mãi Câu 13 Đặt cố định ống dây có lõi sắt nằm ngang nối với accquy qua khóa k mở (hình vẽ) Để vịng nhơm nhẹ, kín, linh động gần đầu ống dây Đóng nhanh khóa k vịng nhơm A bị để xa ống dây B bị hút lại gần ống dây C đứng yên D dao động xung quanh vị trí cân Câu 14 Một dẫn điện khơng nối thành mạch kín chuyển động A mặt phẳng chứa đường sức từ xuất suất điện động cảm ứng B cắt đường sức từ xuất suất điện động cảm ứng C cắt đường sức từ chắn xuất dòng điện cảm ứng D vng góc với đường sức từ khơng cắt đường sức từ xuất suất điện động cảm ứng Câu 15 Khi mạch kín phẳng quay xung quanh trục nằm mặt phẳng chứa mạch vịng từ trường, suất điện động cảm ứng đổi chiều lần A vòng quay B vòng quay C 1/2 vòng quay D 1/4 vịng quay ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1C 2B 3D 4C 5B 11A 12A 13A 14B 15C 6B 7D 8D 9B 10B TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ( ) + Từ thơng gửi qua vịng dây:  = BS cos n, B = BS cos  + Suất điện động cảm ứng khung dây có N vịng dây: ecu = − N  ( BS cos  )  =N t t + Dòng cảm ứng: i = ecu R Câu (Đề thức BGD-ĐT – 2018) Một vịng dây dẫn kín, phẳng có diện tích 10 cm Vòng dây đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến mặt phẳng vịng dây góc 60 có độ lớn 1,5.10 −4 T Từ thơng qua vịng dây dẫn có giá trị A 1,3.10 −3 Wb B 1,3.10 −7 Wb C 7,5.10 −8 Wb D 7,5.10 −4 Wb Hướng dẫn * Từ:  = BS cos  = 1,5.10−4.10.10−4 cos60 = 7,5.10 −8 ( Wb )  Chọn C Câu (Đề thức BGD-ĐT – 2018) Một vịng dây dẫn kín, phẳng đặt từ trường Trong khoảng thời gian 0, 04 s, từ thơng qua vịng day giảm từ giá trị 6.10 −3 Wb suất điện động cảm ứng xuất vịng dây có độ lớn A 0,12 V C 0,30 V B 0,15 V D 0,24 V Hướng dẫn * Từ ecu = −  − 1  − 6.10−3 =− =− = 0,15 (V )  Chọn B t t 0,04 Câu Một vịng dây dẫn hình vng, cạnh a = 10 cm , đặt cố định từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt khung Trong khoảng thời gian 0, 05 s , cho độ lớn cảm ứng từ tăng từ đến 0,5 T Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng xuất vòng dây A 100 (V ) B 0,1(V ) C 1,5 (V ) D 0,15 (V ) Hướng dẫn * Từ: ecu =  t = B S cos  t = B a2 cos  t ( 0,5 − ) 0,1 = 0,1 V  Chọn B = ( ) 0,05 Câu Một khung dây phẳng diện tích 20 cm , gồm 10 vịng đặt từ trường Vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây góc 30 có độ lớn 2.10 −4 T Người ta làm cho từ trường giảm đến thời gian 0, 01 s độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung dây thời gian từ trường biến đổi A 200 ( V ) B 180 ( V ) C 160 ( V ) D 80 ( V ) Hướng dẫn * Từ: ecu =  t = ( ) = 10 − 2.10 N BS cos n.B t −4 20.10 −4 cos 60  0, 01 = 2.10 −4 (V )  Chọn A Câu Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm , ban đầu vị trí song song với đường sức từ từ trường có độ lướn B = 0,01 T Khung quay thời gian t = 0,04 s đến vị trí vng góc với đường sức từ Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung A mV B 12 mV C 3,6 V D 4,8 V Hướng dẫn * Tính: ec = BS cos  − BS cos 1 0,01.200.10−4 = cos 0 − cos90 = 5.10−3 (V ) t 0,04  Chọn A Câu Một mạch kín hình vng, cạnh 10 cm , đặt vng góc với từ trường có độ lớn thay đổi theo thời gian Tính tốc độ biến thiên cảm ứng từ, biết cường độ dòng điện cảm ứng A điện trở mạch  A 1000 ( T /s ) B 0,1 ( T /s ) C 1500 ( T /s ) D 10 ( T /s ) Hướng dẫn * Từ: i = ecu R =  Rt = B S cos  Rt  B iR 2,5 = = = 1000 (T / s ) t a cos  0,12.1  Chọn A Câu Một khung dây dẫn tròn, phẳng, bán kính 0,10 m gồm 50 vịng đặt từ trường Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 60 Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị 0, 05 T Trong khoảng 0, 05 s , cảm ứng từ tăng lên gấp đơi độ lớn suất điện động cảm ứng khung e1 , cảm ứng từ giảm đến khơng độ lớn suất điện động cảm ứng khung e2 Khi đó, e1 + e2 A 3,36 (V ) B 2,56 (V ) C 2,72 (V ) D 1,36 (V ) Hướng dẫn * Từ:  = NBS cos  = NB r cos    = N ( B2 − B1 )  r cos   50 0,06 − 2.0,05  0,12 cos30 = 1,36 e1 =  N ( B1 − B2 )  r cos   0,05 ecu = − =  t t 50 0,05 −  0,12 cos30  = 1,36 e2 = 0,05   e1 + e2 = 2,72 (V )  Chọn C Câu Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vịng dây, diện tích vịng S = 20 cm đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến mặt phẳng khung dây góc  = 60 , điện trở khung dây R = 0,2  Nếu thời gian t = 0,01 giây, độ lớn cảm ứng từ giảm từ 0, 04 T đến cường độ dịng cảm ứng có độ lớn i1 ; độ lớn cảm ứng từ tăng từ đến 0, 02 T cường độ dịng cảm ứng có độ lớn i2 Khi đó, i1 + i2 B 0,2 ( A ) A 0,1( A ) C 0, ( A ) D 0,3 ( A ) Hướng dẫn  10 0,04 20.10 −4 cos 60 = 0,2 ( A ) i1 = ecu  N B S cos   0,2.0,01 = =  * Từ: i = R Rt Rt 10 0,02 20.10 −4 cos 60  i = = 0,1( A ) 2 0,2.0,01   i1 + i2 = 0,3 ( A )  Chọn D Câu Một khung dây dẫn đặt vng góc với từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian Biết cường độ dòng điện cảm ứng 0,5 A , điện trở khung R =  diện tích khung S = 100 cm Tốc độ biến thiên cảm ứng từ A 200 ( T /s ) B 180 ( T /s ) C 100 ( T /s ) D 80 ( T /s ) Hướng dẫn * Từ: icu =  B t = ecu R icu R S = =  Rt = BS Rt 0,5.2 = 100 ( T / s )  Chọn C 100.10−4 Câu 10 Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vịng dây, diện tích vịng dây S = 100 cm Ống dây có điện trở R = 16  , hai đầu nối đoản mạch đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ song song với trục ống dây có độ lớn tăng 10 −2 T /s Công suất tỏa nhiệt ống dây A 200 ( W ) C 1000 ( W ) B 680 ( W ) Hướng dẫn * Từ: icu ecu  N BS 100.10−4 = = = = 1000.10 = ( A) R Rt Rt 16 160  P = icu2 R = 6,25.10−4 ( W )  Chọn D −2 D 625 ( W ) Câu 11 Một vịng dây diện tích S = 100 cm nối vào tụ điện có điện dung C = 200  F , đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng chứa khung dây, có độ lớn tăng 5.10−2 T /s Tính điện tích tụ điện A 0,2 ( C ) B 0,4 ( C ) C 0,1( C ) D 0,5 ( C ) Hướng dẫn * Từ: q = CU = C ecu = C q=C BS t  t = 200.10−6.5.10−2.100.10−4 = 10−7 (C )  Chọn C Câu 12 Từ thông  qua khung dây biến đổi theo thời gian diễn tả đồ thị hình vẽ Suất điện động cảm ứng khung khoảng thời gian A s  0,2 s V B 0,1 s  0,2 s V C 0,2 s  0,3 s V D s  0,3 s V Hướng dẫn * Từ t = đến t = 0,2 s , từ thông giảm từ 1,2Wb 0,6 Wb : ecu = −  0,6 − 1,2 =− = (V ) t 0,2 − * Từ t = 0,2 đến t = 0,3 s , từ thông giảm từ 0,6 Wb Wb : ecu = −  − 0,6 =− = (V )  Chọn A t 0,3 − 0,1 Câu 13 Từ thông  qua khung dây biến đổi theo thời gian diễn tả đồ thị hình vẽ Chọn chiều dương dịng điện thuận chiều với pháp tuyến khung dây Khung dây có điện trở 0,5 Đồ thị biểu diễn biến đổi dòng điện cảm ứng khung theo thời gian A (1) B (2) C (3) D (4) Hướng dẫn * Từ t = đến t = 0,05 s , từ thông tăng từ  = đến  = 0,1 Wb nên suất điện động: ecu = − e  0,1 − =− = −2 (V )  icu = cu = −4 ( A ) t 0,05 R * Từ t = 0,05 s đến t = 0,1 s , từ thông giảm từ  = 0,1 Wb đến  = nên suất điện động: ecu = − e  − 0,1 =− = +2 (V )  icu = cu = +4 ( A ) t 0,05 R * Tương tự, cho khoảng thời gian khác ta đồ thị hình  Chọn A Câu 14 Suất điện động cảm ứng mạch điện biến đổi theo thời gian diễn tả đồ thị hình vẽ Chọn chiều dương dòng điện thuận chiều với pháp tuyến mạch điện Biết từ thông cực tiểu Đồ thị biểu diễn biến đổi từ thơng qua mạch điện theo thời gian hình A (1) B (2) C (3) D (4) Hướng dẫn * Từ t = đến t = 0,1 s , từ thông giảm từ  : ecu = −  0−  0,5 = − t 0,1   = 0,05 ( Wb ) * Từ t = 0,1 s đến t = 0,2 s , từ thông  = * Từ t = 0,2 s đến t = 0,3 s , từ thông giảm từ  : ecu = −  0−  0,5 = − t 0,1   = 0,05 ( Wb ) * Tương tự, cho khoảng thời gian khác ta đồ thị hình  Chọn D Câu 15 Một khung dây phẳng diện tích 100 cm đặt từ trường Cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng khung dây (mặt phẳng hình vẽ), hướng từ Hai đầu A, B khung dây nối với điện trở R Cảm ứng từ biến đổi theo thời gian diễn tả đồ thị hình vẽ Chọn chiều dương dòng điện thuận chiều với pháp tuyến mạch điện Đồ thị biểu diễn biến đổi hiệu điện U AB theo thời gian hình A (1) B (2) C (3) D (4) Hướng dẫn * Từ t = đến t = ms , từ thông tăng từ  = đến  = BS = 50.10 −3.100.10 −4 = 0,5 mWb nên suất điện động: ecu = −  0,5 − r =0 =− = −0,25 ⎯⎯⎯⎯ → uAB = −0,25  uAB = ecu t * Từ t = ms đến t = ms , từ thông không đổi nên suất điện động: ecu = * Từ t = ms đến t = ms , từ thông giảm từ  = 0,5 mWb đến  = nên suất điện động: ecu = −  − 0,5 r =0 =− = 0,25 ⎯⎯⎯⎯ → uAB = 0,25 uAB = ecu t * Tương tự, cho khoảng thời gian khác ta đồ thị hình  Chọn B Câu 16 Một khung dây dẫn hình vng cạnh a = cm đặt từ trường B = mT , đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây Cầm hai cạnh đối diện hình vng kéo hai phía khác để hình chữ nhật có cạnh dài gấp hai lần cạnh Cho điện trở khung R = 0, 01 Điện lượng di chuyển khung A 240 ( C ) B 180 ( C ) C 160 ( C ) Hướng dẫn ( ) * Từ:  = BS   = Bbc − Ba2 = 4.10−3 0,08.0,04 − 0,062 = −1,6.10 −6 ( Wb ) D 80 ( C )  q = it = ecu  t  t = − =− = 1,6.10−4 (C )  Chọn C R t R R Câu 17 Một khung dây hình vng MNPQ cạnh a = cm đặt từ trường B = mT , đường sức vng góc với mặt phẳng khung dây hình Giữ đỉnh M cố định, sau kéo xoắn cạnh khung cho ta hai hình vng mà diện tích hình lớn gấp bốn lần hình hình Cho điẹn trở khung R = 0,01  Cho biết dây dẫn khung có vỏ cách điện Điện lượng di chuyển khung A 840 ( C ) B 980 ( C ) C 160 ( C ) D 960 ( C ) Hướng dẫn * Giả sử xốn hình vng nhỏ, pháp tuyến quay 180 nên từ thông trước sau là: 1 = Ba2  2 2  2      =  − 1 = − Ba  = B  a  − B  a  = Ba 3  3    q = it = ecu  t Ba2 t = − = = 9,6.10−4 (C )  Chọn D R t R R DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN THANH KIM LOẠI CHUYỂN ĐỘNG TRONG MẶT PHẲNG CÁCH CÁC ĐƯỜNG SỨC TỪ + Thanh kim loại thẳng có chiều dài , chuyển động thẳng với vận tốc v vng góc với từ trường B cho góc hợp v B  Sau thời gian t , quét diện tích S = vt, từ thơng gửi qua diện tích  = BS cos  = B vt sin  xuất suất điện động cảm ứng có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải, có độ lớn: ecu =  t = Blv sin  Đặc biệt,  = 90 ecu = Blv + Khi quay quanh M với tốc độ góc  , mặt phẳng P hợp với B góc  Sau thời gian chu kì T = 2 / , quét diện tích: S =  thơng gửi qua diện tích  = BS cos  = B 2 , từ sin  xuất suất điện động cảm ứng có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải, có độ lớn: ecu =  t = Bl sin  Đặc biệt,  = 90 ecu = Bl 2 + Một vịng dây dẫn kín phẳng có diện tích S , quay quanh trục  nằm mặt phẳng vòng dây, với tốc độ góc  , từ trường đều, vectơ cảm ứng từ B vng góc với trục quay Cho ( C ) quay xung quanh trục  cố định qua tâm ( C ) nằm mặt phẳng chứa ( C ) ; tốc độ quay  không đổi * Nếu chọn t = , pháp tuyến ( C ) n vectơ cảm ứng từ B trùng đến thời điểm t , góc hợp hai vectơ  t nên từ thơng qua ( C ) :  = BS cos t  ec = −  = − =  BS sin t t + Nếu chọn t = , pháp tuyến ( C ) n vectơ cảm ứng từ B hợp với góc  /2 đến thời điểm t , góc hợp hai vectơ ( +  /2 ) nên từ thơng qua ( C ) :     = BS cos  t +  = − BS sin t  ec = − = − =  BS cos t 2 t  Câu Cho dẫn điện MN dài 100 cm chuyển động tịnh tiến từ trường B = 0, 06 T Vectơ vận tốc vng góc với thanh, có độ lớn 100 cm /s Vectơ cảm ứng từ vng góc với hợp với vectơ vận tốc góc 30 Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất A 25 mV B 30 mV C 15 mV D 12 mV Hướng dẫn * Trong thời gian t quét diện tích S = vt nên từ thơng tăng lượng:  = B.MN vt cos  = B.MN vt sin  ecu =  t = B.MN v sin  = 0,06.1.1sin 30 = 0,03 (V )  Chọn B Câu Cho dẫn điện MN dài 80 cm chuyển động tịnh tiến từ trường B = 0, 06 T Vectơ vận tốc vng góc với thanh, có độ lớn 50 cm /s Vectơ cảm ứng từ vng góc với hợp với vectơ vận tốc góc 30 Hiệu điện M N A 15 mV B −12 mV C −15 mV Hướng dẫn D 12 mV * Trong thời gian t quét diện tích S = vt nên từ thông tăng lượng:  = B.MN vco = B.MN vt sin  U = ecu =  t = B.MN v sin  = 0,06.0,8.0,5sin 30 = 0,012 (V ) * Chiều dòng điện cảm ứng chạy từ M đến N nên nối M , N với dây dẫn dịng điện từ N qua dây dẫn đến M ( N cực dương M cực âm nguồn): U NM = +12 mV  Chọn B Câu Cho dẫn điện MN = 15 cm đặt nằm ngang hai ray dẫn điện x x , yy hình vẽ Hai ray đủ dài đặt từ trường đủ rộng có độ lớn B = 0,5 T , hướng vng góc với mặt phẳng chứa hai ray Thanh MN chuyển động thẳng phía x y với vận tốc không đổi m /s Biết điện trở R = 0,5  , điện trở MN hai ray nhỏ, ma sát MN hai ray nhỏ Dịng điện cảm ứng qua R có độ lớn A 0, 45 A B 4,5 A C 0,25 A D 2,5 A Hướng dẫn Cách 1: * Trong thời gian t , quét thêm diện tích: MN vt * Từ:  = BS cos  = B.MN vt  ec = icu = ecu R =  t = B.MN v B.MN v 0,5.0,15 = = 0,45 ( A )  Chọn A R 0,5 Cách 2: * Tính: icu = ecu R = Blv 0,5.0,15.3 = = 0,45 ( A )  Chọn A R 0,5 Câu Một kim loại MN dài m trượt hai ray song song đặt nằm ngang với vận tốc không đổi m /s phía tụ điện Hai ray đặt từ trường B = 1,5 T có phương thẳng đứng, có chiều hướng từ phía sau phía trước mặt phẳng hình vẽ Hai ray nối với ống dây tụ điện Ống dây có hệ số tự cảm L = mH , có điện trở R = 0,5 Tụ điện có điện dung C = pF Cho biết điện trở hai ray MN nhỏ Chọn phương án A Chiều dòng điện qua ống dây từ Q đến P B Độ lớn cường độ dòng điện qua ống dây A C Điện tích tụ 10 pC D Công suát tỏa nhiệt ống dây 18 W Hướng dẫn * Theo quy tắc bàn tay phải, chiều dòng điện cảm ứng từ M đến N , qua P đến Q * Từ: ecu UC = U R = iR = (V )  = Blv = 1,5.1.2 = (V )  i = = ( A )  q = CUC = 6.10−12 (C ) R   P = i R = 18 ( W ) ecu  Chọn D Câu Cho hai ray dẫn điện đặt thẳng đứng, song song với nhau, hai đầu ray nối với điện trở R = 0,5 Hai ray song song đặt từ trường B = T , đường sức từ vng góc với mặt phẳng chứa hai ray có chiều ngồi vào Lấy g = 10 m /s2 Thanh kim loại MN khối lượng m = 10 g trượt theo hai ray Hai ray cách 25 cm Điện trở kim loại MN hai ray nhỏ, có độ tự cảm khơng đáng kể Coi lực ma sát MN hai ray nhỏ Sau buông tay cho kim loại MN trượt hai ray lâu MN chuyển động với tốc độ v Giá trị v gần giá trị sau đây? A 0,75 m /s B 0,78 m /s C 0,65 m /s D 0,68 m /s Hướng dẫn * Khi MN chuyển động thẳng độ lớn suất điện động cảm ứng: ecu = Blv i= ecu R = Blv R * Lúc này, lực từ F = Bli = v= B2l2 v B2l2 v = mg cân với trọng lực: R R mgR 10.10−3.10.0,5 = = 0,8 ( m / s )  Chọn B B2l2 12.0,252 Câu Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ, có độ tự cảm khơng đáng kể, có điện trở R , có khối lượng m , có kích thước L , , nơi có gia tốc trọng trường g Khung dây đặt từ trường B vng góc với mặt phẳng (mặt phẳng thẳng đứng), phía cạnh đáy NP khơng có từ trường Ở thời điểm t = người ta thả khung rơi, mặt phẳng khung dây nằm mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ) Nếu bỏ qua ma sát chiều dài L đủ lớn cho khung đạt tốc độ giới hạn v trước khỏi từ trường ( ) A v = Rg/ B L B v = B / ( mR ) ( C v = mRg/ B 2 ) D v = Rm / ( BL ) Hướng dẫn * Khi khung đạt tốc độ giới hạn v , suất điện động cảm ứng có độlớn: ecu = Blv i= ecu R = Blv R * Lúc này, lực từ F = Bli = B2l2 v B2l2 v mgR cân với trọng lực: = mg  v = 2 R R Bl  Chọn C Câu Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ , có độ tự cảm khơng đáng kể, có điện trở R , có khối lượng m, có kích thước L , , nơi có gia tốc trọng trường g Khung dây đặt từ trường B vng góc với mặt phẳng (mặt phẳng thẳng đứng), phía cạnh đáy NP khơng có từ trường Ở thời điểm t = người ta thả khung rơi, mặt phẳng khung dây luôn nằm mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ) Đặt b = m gR B −4 −4 Nếu bỏ qua ma sát chiều dài L đủ lớn cho khung đạt tốc độ giới hạn trước khỏi từ trường nhiệt lượng lúc tỏa từ lúc t = đến cạnh khung bắt đầu khỏi từ trường A mg ( L − b ) B mg ( L − b/3) C mg ( L − b ) D mg ( L − b/2 ) Hướng dẫn * Khi khung đạt tốc độ giới hạn v , suất điện động cảm ứng có độ lớn: ecu = Blv i= ecu R = Blv R B2l2 v B2l2 v mgR = mg  v = 2 * Lúc này, lực từ F = Bli = cân với trọng lực: R R Bl * Định luật bảo toàn lượng: mgL =  Chọn D mgR v=  mv2 m2 gR  B2 l2 + Q ⎯⎯⎯ → Q = mg  L −  2B 4l   Câu Thanh dẫn điện MN dài 60 cm , chuyển động hai ray song song x x , yy đặt mặt phẳng nằm ngang Hai ray đặt từ trường B = 1,6 T có phương thẳng đứng có chiều hướng từ phía sau phía trước mặt phẳng hình vẽ Hai đầu x y hai ray nối với nguồn điện có suất điện động 0,96 V , điện trở 0,1 điện trở R = 0,2 Dưới tác dụng lực F khơng đổi nằm mặt phẳng hình vẽ, vng góc với MN chuyển động bên phải (phía x , y ) với tốc độ 0,5 m /s Cho biết điện trở hai ray MN nhỏ Giá trị F gần giá trị sau đây? A 2,3 N B 1,2 N C 1,5 N D 1,8 N Hướng dẫn * Suất điện động cảm ứng có chiều ngược với suất điện động nguồn (quy tắc bàn tay phải), có độ lớn: ecu = Blv = 1,6.0,6.0,5 = 0,48 (V ) * Dòng mạch chính: i = E − ecu R+r = 0,96 − 0,48 = 1,6 ( A ) 0,2 + 0,1 * Vì chuyển động thẳng nên lực F cân với lực từ: F = BlI = 1,6.0,6.1,6 = 1,536 ( N )  Chọn C Câu Hai ray dẫn điện dài song song với nhau, khoảng cách hai ray 0, m Hai dẫn điện MN PQ có điện trở 0,25  , gác tiếp xúc điện lên hai ray vng góc với hai ray Điện trở R = 0,5  , tụ điện C = 20  F ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở hai ray điện trở tiếp xúc Tất hệ thống đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều vào trong, độ lớn B = 0,2 T Cho MN PQ trượt hai hướng ngược với tốc độ 0,5 m /s m /s Công suất tỏa nhiệt điện trở R gần giá trị sau đây? A 7,3 mW B 4,5 mW C 9,3 mW D 2,3 mW Hướng dẫn * Dịng điện cảm ứng MN có hướng M sang N , PQ có hướng Q sang P (quy tắc bàn tay  e1 = Blv1 = 0,04 (V ) phải), độ lớn suất điện động cảm ứng là:   e2 = Blv2 = 0,08 (V ) i= e1 + e2 R + 2r = 0,04 + 0,08 = 0,12 ( A )  P = Ri = 7,2.10−3 (W )  Chọn A 0,5 + 2.0,25 Câu 10 Hai ray dẫn điện dài song song với nhau, khoảng cách hai ray 0, m Hai dẫn điện MN PQ có điện trở 0,25  , gác tiếp xúc điện lên hai ray vng góc với hai ray Điện trở R = 0,5  , tụ điện C = 20  F band dầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở hai ray điện trở tiếp xúc Tất hệ thống đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều vào trong, độ lớn B = T Cho MN PQ trượt hai hướng ngược với tốc độ 0,5 m /s m /s Điện tích tụ gần giá trị sau đây? A 1,5 C B 2,1 C C 3,5 C D 6,1 C Hướng dẫn * Dịng điện cảm ứng MN có hướng M sang N , PQ có hướng Q sang P (quy tắc bàn tay  e1 = Blv1 = 0, (V ) phải), độ lớn suất điện động cảm ứng là:   e2 = Blv2 = 0,8 (V ) i= e1 + e2 R + 2r = U NM = e1 − ir = 0,4 − 1,2.0,25 = 0,1(V ) 0,4 + 0,8 = 1,2 ( A )   0,5 + 2.0,25 Q = CU NM = ( C )  Chọn B Câu 11 Hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách khoảng , đặt mặt phẳng ngang, dây nối với điện trở R Hai kim loại nhẵn AB CD có điện trở R , trượt khơng ma sát hai siêu dẫn nói Tác dụng lên AB , CD lực F1 , F2 song song với hai siêu dẫn để chúng chuyển động thẳng hai phía với tốc độ v1 = 5v0 v2 = 4v0 hình vẽ Nếu AB chuyển động từ trường thẳng đứng hướng lên với độ lớn B1 = 8B ; CD chuyển động từ trường thẳng đứng hướng xuống với độ lớn B2 = 5B0 A độ lớn hiệu điện hai đầu C D 20 B0 v0 B công suất tỏa nhiệt mạch 50 ( B0 v0 C F1 = 30v0 ( B0 ) D F2 = 25v0 ( B0 ) 2 ) / R / R Hướng dẫn * Dòng cảm ứng AB có hướng A sang B , CD có hướng C sang D (quy tắc bàn tay phải), độ  e1 = B1lv1 = 40 B0 lv0 lớn suất điện động cảm ứng lần lượt:   e2 = B2 lv2 = 20 B0 lv0  e1 UCD = − e2 − iR = −25B0 lv0   P = Ri = 100 ( B lv )2 / R 0  e1 − e2 B0 lv0  B0 l ) v0 i= =5  (  Chọn D F = B li = 40 4R R 1  R   B0 l ) v0 (  F2 = B2 li = 25  R Câu 12 Một vành tròn kim loại bán kính r , tiết diện ngang S ( S  r ) , có khối lượng riêng d điện trở suất  Ban đầu vành nằm ngang, rơi vào từ trường có tính đối xứng trụ cho trục vành trùng với trục đối xứng từ trường hình vẽ Tại thời điểm tốc độ vành v dịng điện cản ứng vành có độ lớn A BSv / B  BSv / C BSv / D 2 BSv / Hướng dẫn * Tại điểm vành kim loại, cảm ứng từ có trị số B Xét phần tử chiều dài  vành Tại thời điểm t mà tốc độ vành v suất điện động xuất  có độ lớn bằng: Bvl Suất điện động xuất toàn vành là: ecu = Bv l = Bv.2 r  icu = ecu R = Bv.2 r BvS =  Chọn A 2 r   S Câu 13 Trên mặt phẳng nghiêng góc  = 60 so với mặt phẳng ngang có hai kim loại siêu dẫn cố định, song song theo đường dốc chính, cách khoảng 20 cm , nối với điện trở  Đoạn dây dẫn AB có điện trở 1 , có khối lượng 10 g , đặt vng góc với hai siêu dẫn nói trượt khơng ma sát hai Hệ thống đặt từ trường cảm ứng từ 2,5 T Lấy g = 10 m /s2 Tại thời điểm t = , thả nhẹ để AB trượt không vận tốc vuông góc với hai Sau thời gian chuyển động với tốc độ gần giá trị sau đây? A m /s B m /s C m /s Hướng dẫn D m /s * Dịng cảm ứng AB có hướng B sang A (quy tắc bàn tay phải), độ f= e r+R lớn suất điện động cảm ứng: e = Blv cos  ⎯⎯⎯ →I = Blv cos  r+R * Chiếu đẳng thức vectơ: P + Q + F = lên mặt phẳng nghiêng (chọn chiều dương hướng xuống dưới): P cos ( 90 −  ) − F cos  =  mg sin  − BlI cos  =  mg sin  − Bl v= mg tan  ( r + R ) ( Bl ) cos  Blv cos  cos  = r+R = 4,16 ( m / s )  Chọn A Câu 14 Trên mặt phẳng nghiêng góc  = 60 so với mặt phẳng ngang có hai kim loại siêu dẫn cố định, song song theo đường dốc chính, cách khoảng 20 cm , nối với tụ điện có điện dung 10 mF Đoạn dây dẫn AB có điện trở  , có khối lượng 10 g , đặt vng góc với hai siêu dẫn nói trượt khơng ma sát hai Hệ thống đặt từ trường cảm ứng từ 2,5 T Lấy g = 10 m /s2 Tại thời điểm t = , thả nhẹ để AB trượt khơng vận tốc ln vng góc với hai Sau thời gian chuyển động nhanh dần với gia tốc có độ lớn gần giá trị sau đây? A 16 m /s2 B m /s2 C m /s2 D m /s2 Hướng dẫn * Dòng cảm ứng AB có hướng B sang A (quy tắc bàn tay phải), độ lớn suất điện động cảm ứng: e = Blv cos   q = C e = CBlv cos  I = dq dv = CBI cos  = aCBl cos  dt dt * Chiếu đẳng thức vectơ: P + Q + F = ma lên mặt phẳng nghiêng (chọn chiều dương hướng xuống dưới): P cos ( 90 −  ) − F cos  = ma  mg sin  − BlI cos  = ma  mg sin  − aCB 2l cos2  = ma  a =  Chọn D mg sin   a = 8,15 m / s2 2 m + CB l cos  ( ) Câu 15 Một mạch kín trịn ( C ) bán kính R , đặt từ trường đều, vectơ cảm ứng từ có độ lớn B , lúc đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa ( C ) (xem hình vẽ) Cho ( C ) quay xung quanh trục  cố định qua tâm ( C ) nằm mặt phẳng chứa ( C ) ; tốc độ quay  không đổi Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất ( C ) A  BR 2 B 0,5 BR 2 C 2 BR 2 D 0,25 BR 2 Hướng dẫn * Chọn t = , pháp tuyến ( C ) n vectơ cảm ứng từ B hợp với góc  /2 Đến thời điểm t , góc hợp hai vectơ (t +  /2 ) nên từ thông qua ( C )     = BS cos  t +  = − BS sin t  ec = = − =  BS cos t  E0 =  BS  t    Chọn B Câu 16 Thanh kim loại OA dài m quay mặt phẳng hình vẽ xung quanh trục quay  qua điểm O , OA cắt đường sức từ từ trường B = 0,04 T Cho biết thời gian quay vòng hết 0,5 s Vectơ cảm ứng từ có phương song song với  Suất điện động cảm ứng OA có độ lớn gần giá trị sau đây? A 251 mV B 453 mV C 45 mV D 63 mV Hướng dẫn * Suất điện động có độ lớn: ecu =  t = BS B OA2 0,04 12 = = = 0,251(V ) t T 0,5  Chọn A Câu 17 Thanh kim loại OA dài 0,5 m quay mặt phẳng hình vẽ xung quanh điểm O Trong quay, OA cắt đường sức từ từ trường B = 0, 04 T Cho biết OA quay đều, thời gian quay vòng hết 0,5 s Vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ Hiệu điện UOA gần giá trị sau đây? A −63 mV B −45 mV C 45 mV D 63 mV Hướng dẫn * Suất điện động có độ lớn: ecu =  t = BS B OA2 0,04 0,52 = = = 0,063 (V ) t T 0,5 * Dòng cảm ứng có chiều từ O đến A (quy tắc bàn tay phải), nối O A dây dẫn dịng điện từ A qua dây dẫn đến O ( A cực dương nguồn điện O cực âm)  UOA = −0,063 (V )  Chọn A Kinh nghiệm: Với cấu U AO = B R B R 2 = = BR   2 T  Câu 18 Một đĩa phẳng không dẫn điện, bán kính R , người ta kẹp vào theo đường dây cung siêu dẫn MN = 16 cm với I trung điểm Đĩa quay với tốc độ góc  = 100 rad /s , quanh trục qua tâm đĩa vng góc với mặt phẳng đĩa, từ trường có độ lớn B = 0,5 T , có phương song song với trục quay Hiệu điện U MI A −0,16 V B 0,16 V C 0,32 V D −0,32 V Hướng dẫn  U MO = B.OM  * Từ:   U MI = U MO + UOI = U MO − U IO = B OM − OI 2 U = B.OI 2 IO  (  U MI = ) 1 B.IM = 0,5.100.0,082 = 0,16 (V )  Chọn B 2 Câu 19 Một vòng dây siêu dẫn, phẳng tròn, bán kính r , tâm O , đặt mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ), từ trường có độ lớn B , có phương song song với trục vòng dây, hướng từ Một đồng chất khối lượng m , dài r có điện trở R , đầu gắn vào O , quay O Đầu tiếp xúc với vòng dây Bỏ qua tượng tự cảm bỏ qua ma sát Đặt hiệu điện U MN vịng dây tâm O quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc  khơng đổi Chọn gốc thời thời gian lúc qua vị trí thấp nhất, biểu thức U MN A U MN = Br 2 + mgR sin t / ( Br ) B U MN = 0,5Br 2 + mgR sin t / ( Br ) C U MN = Br 2 + 0,5mgR sin t / ( Br ) D U MN = 0,5Br 2 + 0,5mgR sin t / ( Br ) Hướng dẫn * Theo quy tắc bàn tay phải, dòng cảm ứng có chiều từ O đến A ( A cực dương, O cực âm) độ lớn suất điện động cảm ứng: ecu = Br  * Chọn gốc thời gian lúc qua vị trí thấp nhất, vị trí hình, thay quay góc t Để quay mômen trọng lực P phải cân với mômen lực từ F (dịng điện phải có chiều từ A đến O , ngược với chiều dịng cảm ứng) Vì lực P F có điểm đặt trung điểm nên: P OA OA sin t = F 2 U − Br 2 R  mg sin  t = Bri ⎯⎯⎯⎯ → mg sin t = Br R i= U = U − ecu mgR Br  + sin t  Chọn B Br BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu Cuộn dây có N = 100 vịng dây, vịng có diện tích S = 300 cm 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 độ lớn 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 Câu Một khung dây có 100 vịng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung dây Diện tích vòng dây dm , 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 Câu Một khung dây hình vng có cạnh cm, đặt từ trường 0, 08 T ; mặt phẳng 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 Câu Một khung dây có 1000 vòng đặt từ trường cho đường sức từ vng góc với mặt phẳng khung Diện tích mặt phẳng giới hạn vịng dm Cảm ứng từ từ trường giảm từ 0,5 T đến 0,2 T thời gian 0,1 s Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung dây A 60 (V ) B 80 (V ) C 160 (V ) D 50 (V ) Câu (Đề thức BGD-ĐT – 2018) Một vịng dây dẫn kín, phẳng đặt từ trường Trong khoảng thời gian 0, 02 s , từ thơng qua vịng dây giảm từ giá trị 4.10 −3 Wb suất điện động cảm ứng xuất vịng dây có độ lớn A 0,2 V B V C V D 0,8 V ĐÁP ÁN BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1B 2A 3C 4A 5A ... xuất suất điện động cảm ứng B cắt đường sức từ xuất suất điện động cảm ứng C cắt đường sức từ chắn xuất dịng điện cảm ứng D vng góc với đường sức từ khơng cắt đường sức từ xuất suất điện động cảm. .. trường Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 60 Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị 0, 05 T Trong khoảng 0, 05 s , cảm ứng từ tăng lên gấp đơi độ lớn suất điện động cảm ứng khung e1 , cảm ứng. .. vịng hết 0,5 s Vectơ cảm ứng từ có phương song song với  Suất điện động cảm ứng OA có độ lớn gần giá trị sau đây? A 251 mV B 453 mV C 45 mV D 63 mV Hướng dẫn * Suất điện động có độ lớn: ecu