Một khung dây hình tròn bán kính 20 cm nằm toàn bộ trong 1 từ trường đều mà các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây.. Ta uốn khung dây thành hình tròn trong từ trường trong t[r]
(1)TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM TỔ VẬT LÝ
ÔN TẬP KIỂM TRA GIỮA HK2 – Vật Lý 11 A/ LÝ THUYẾT:
Câu 1: Nêu định nghĩa, tính chất đường sức từ
Đường sức từ đường cong khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ trường điểm
Tính chất:
Qua điểm khơng gian vẽ đường sức từ Các đường sức từ đường cong kín vơ hạn hai đầu Chiều đường sức từ tuân theo quy tắc xác định
Quy ước vẽ đường sức từ dày nơi có từ trường mạnh, thưa nơi có từ trường yếu
Câu 2: Nêu đặc điểm vectơ lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường
+ Điểm đặt: Tại trung điểm dây dẫn
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn ℓ vectơ B→ điểm đặt dây. + Chiều: tuân theo quy tắc “bàn tay trái”
“Đặt bàn tay trái duỗi thẳng đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay theo chiều dịng điện, ngón tay chỗi 900 chiều lực từ tác dụng lên dòng điện.”
+ Độ lớn: F B I .sin
F: lực từ (N) B: cảm ứng từ (T) I: cường độ dòng điện (A) ℓ : chiều dài dây dẫn (m) : góc tạo B I;
Câu 3: Lực Lorentz gì? Đặc điểm lực Lorentz?
Lực Lorentz lực từ tác dụng lên hạt điện tích chúng chuyển động vùng khơng gian có từ trường
Đặc điểm
+ Điểm đặt: lên điện tích xét
+ Phương: vng góc với mặt phẳng chứa (B →
,v→) + Chiều: Xác định quy tắc bàn tay trái
Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để đường cảm ứng từ xuyên lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều vận tốc v hạt Khi đó, ngón tay duỗi 900 chiều lực Lorentz hạt mang điện dương chiều ngược lại hạt mang điện âm
+ Độ lớn fL q vB.sin
(2)v: vận tốc điện tích (m/s) B : cảm ứng từ (T) α: góc tạo (B →
,v→) Câu 4: Từ thơng gì? Viết cơng thức tính từ thơng giải thích
Từ thông số lượng đường sức từ thông qua khung dây diện tích S đặt từ vùng khơng gian có từ trường B
Từ thơng qua diện tích S đại lượng xác định biểu thức:
cos
BS
: từ thông (Wb) B: cảm ứng từ (T) S: diện tích khung dây (m2)
α : góc tạo vector pháp tuyến S B
Câu 5: Hiện tượng cảm ứng điện từ ? Phát biểu định luật Lenxơ xác định chiều dòng điện cảm ứng.
Khi từ thơng qua mạch kín biến thiên mạch kín xuất dịng điện gọi dịng điện cảm ứng Hiện tượng gọi tượng cảm ứng điện từ
Dòng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng sinh có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín
Câu 6: Nêu định nghĩa suất điện động cảm ứng Hãy phát biểu viết công thức định luật Faraday dòng điện cảm ứng.
1/ Định nghĩa
Suất điện động cảm ứng suất điện động sinh dòng điện cảm ứng mạch 2/ Định luật Faraday
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín
c
e
t
ec: suất điện động cảm ứng (V) : độ biến thiên từ thông (Wb/s) t: thời gian (s) Câu 7: Hiện tượng tự cảm gì? Viết cơng thức tính độ tự cảm, cơng thức tính suất điện động tự cảm.
1/ Định nghĩa
Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện mà biến thiên từ thông qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch
2/ Công thức:
+ Độ tự cảm: L=4π 10
−7N2
ℓ S
+ Suất điện động tự cảm:
|etc|=L|ΔΦ
(3)B/ BÀI TẬP:
Dạng 1: Từ trường – Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện Bài Hãy xác định chiều lực từ hình vẽ sau:
B
I B
I
B
I N
I
S
Bài Một đoạn dây dẫn dài 1, 5m mang dòng điện 10A, đặt vng góc từ trường có độ cảm ứng từ 1,2T Nó chịu lực từ tác dụng bao nhiêu?
ĐS: 18 N Bài Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt từ trường cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ B góc = 600 Biết dòng điện I = 20A dây dẫn chịu lực từ F = 2.10 - N
Độ lớn cảm ứng từ B bao nhiêu?
ĐS: l,4.10-3 T Bài Một đoạn dây dẫn dài l = 0,5m đặt từ trường cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ B
góc = 450 Biết cảm ứng từ B = 2.10 – 3T dây dẫn chịu lực từ F = 4.10 – N
Cường độ dòng điện dây dẫn bao nhiêu?
ĐS: 40 2A Bài Một đoạn dây dẫn dài cm đặt từ trường vng góc với vectơ cảm ứng từ Dịng điện qua dây có cường độ 0,75 A Lực từ tác dụng lên đoạn dây 3.10 – 3 N Xác định cảm ứng từ từ trường
ĐS: B = 0,08 T
Dạng 2: Từ trường dây dẫn có hình dạng đặc biệt
2-1: Từ trường dây dẫn:
Bài Dòng điện I = A chạy dây dẫn thẳng dài Cảm ứng từ điểm M cách dây dẫn 10 cm có độ lớn bao nhiêu?
ĐS: 2.10 – 6 T Bài Một dịng điện có cường độ I = A chạy dây dẫn thẳng, dài Cảm ứng từ dòng điện gây điểm M có độ lớn B = 4.10 – 5 T Điểm M cách dây khoảng bao nhiêu?
ĐS: 2,5 cm Bài Một khung dây tròn bán kính 30 cm gồm 10 vịng dây Cường độ dịng điện vịng dây 0,3 A Tính cảm ứng từ tâm khung dây
ĐS: B = 2.10 – T
Bài Tại tâm dòng điện tròn cường độ I = A người ta đo cảm ứng từ B = 31,4.10 – 6 T Hỏi đường kính dịng điện đó.
ĐS: d = 2R = 0,2 m
(4)ĐS: 0,4A Bài 11 Một dây thẳng chiều dài 18,84cm bọc lớp cách điện mỏng quấn thành cuộn dây trịn Cho dịng điện có cường độ I = 0,4A qua vịng dây Tính cảm ứng từ vòng dây
ĐS: 0,84.10 – 5 T Bài 12 Một ống dây thẳng dài có 1200 vịng dây, cảm ứng từ bên ống dây B = 7,5.10 – 3T Tính cường độ dịng điện qua ống dây, biết ống dây có chiều dài 20cm.
ĐS: I = 1A. Bài 13 Người ta muốn tạo từ trường có cảm ứng từ B = 250.10 – 5 T bên ống dây Cường độ dòng điện vòng dây I = A Ống dây dài 50 cm Hỏi phải quấn vòng dây?
ĐS: 497 vòng
2-2: Nguyên lí chồng chất từ trường (từ trường tổng hợp tạo điểm)
Bài 14 Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách d = cm khơng khí Dịng điện chạy dây I1 = 10 A, I2 = 20 A ngược chiều Tìm cảm ứng từ tại:
a/ M cách dây cm
b/ N cách dây thứ 16cm cách dây thứ hai cm
ĐS: a/ 15.10 – T b/ 3,75.10 – T
Bài 15 Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách 32 cm khơng khí, dịng điện chạy dây I1 = A, dòng điện chạy dây I2 = A ngược chiều với I1 Điểm M nằm mặt phẳng dòng điện ngồi khoảng hai dịng điện cách dịng điện I1 cm Tính cảm ứng từ M
ĐS: 1,2.10 – 5 T Bài 16 Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách cách 40 cm Trong hai dây có hai dịng điện cường độ I1 = I2 = 100 A, chiều chạy qua Cảm ứng từ hệ hai dòng điện gây điểm M nằm mặt phẳng hai dây, cách dòng I1 10 cm, cách dòng I2 30 cm có độ lớn bao nhiêu?
ĐS: 24.10 – 5 T Bài 17 Hai dịng điện có cường độ I1 = A I2 = A chạy hai dây dẫn thẳng, dài song song cách 10 cm chân không I1 ngược chiều I2 Tính cảm ứng từ hệ hai dịng điện gây điểm M cách I1 cm cách I2 cm ĐS: 3,0.10 – T
2-3: Từ trường triệt tiêu (tìm vị trí M B = 0)
Bài 18 Hai dòng điện I1 = A, I2 = A chạy hai dây dẫn thẳng dài, song song cách 50 cm theo chiều Xác định điểm B
→ =
ĐS: r1 = 30 cm ; r2 = 20 cm Bài 19 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 dịng điện gây
ĐS: r1M = 10 cm ; r2M = cm Bài 20 Hai dòng điện I1 = A, I2 = A chạy hai dây dẫn thẳng dài, song song cách 10 cm ngược chiều Tìm quỹ tích điểm B
→ =
(5)Bài 21 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm không khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 20 A, I2 = 10 A chạy qua Xác định điểm N mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây
ĐS: r1N = 20 cm ; r2M = 10 cm Dạng 3: Lực Lorentz
Bài 22 Một hạt mang điện tích q = 3,2.10 – 19C bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,5T Lúc lọt vào từ trường vận tốc hạt v = 106m/s vng góc với B Tính lực Lorenxo tác dụng lên hạt
ĐS: 1,6.10 – 13N Bài 23 Một electron bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 1,2T Lúc lọt vào từ trường, vận tốc hạt v0 = 107m/s vecto v0 làm thành với Bmột góc = 300 Tính lực Lorenxo tác dụng lên electron
ĐS: 0,96.10 – 12N Bài 24 Hạt electron bay vào vùng từ trường có từ cảm B
→
với vận tốc v = 107 m/s hợp với B
→
góc 300 Lực Lorentz tác dụng vào electron f = 9,6.10 – 13 N Tính cảm ứng từ B.
ĐS: 1,2 T
Bài 25 Một e bay vng góc với đường sức từ trường có độ lớn 5.10 – 2T chịu lực lorenxơ có độ lớn 1,6.10 – 14N Vận tốc e bay vào bao nhiêu?
ĐS: 2.106 m/s
Dạng 4: Từ thông – Suất điện động cảm ứng
4-1: Từ thơng:
Bài 26 Một vịng dây phẳng giới hạn diện tích S = cm2 đặt từ trường cảm ứng từ B = 0,1 T Mặt phẳng vòng dây làm thành với B
→
góc = 300 Tính từ thông qua S
ĐS: 25.10 – Wb
Bài 27 Một khung dây hình vng cạnh 20 cm nằm từ trường có độ lớn 1,2T cho đường sức vng góc với mặt khung dây Từ thơng qua khung dây có độ lớn bao nhiêu?
ĐS: 0,048 Wb Bài 28 Một khung dây đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,06 T cho mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ Từ thơng qua khung dây 1,2.10 – 5 Wb Tính bán kính vịng dây
ĐS: mm
4-2: Suất điện động cảm ứng:
Bài 29 Một khung dây hình vng cạnh 20 cm nằm tồn từ trường vng góc với đường cảm ứng Trong thời gian 1/5 giây, cảm ứng từ từ trường giảm từ 1,2T Suất điện động cảm ứng khung dây thời gian có độ lớn
ĐS: 240 mV Bài 30 Một khung dây hình trịn bán kính 20 cm nằm tồn từ trường mà đường sức từ vng góc với mặt phẳng vòng dây Trong cảm ứng từ tăng từ 0,1 đến 1,1 T khung dây có suất điện động khơng đổi với độ lớn 0,2V Thời gian suất điện động bao nhiêu?
(6)Bài 31 Một khung dây phẳng, diện tích 25 cm2 gồm 10 vịng dây đặt từ trường đều, vectơ cảm ừng từ vng góc với mặt phẳng khung dây có độ lớn tăng dần từ đến 2,4.10 – 3 thời gian 0,4 s Tính suất điện động cảm ứng xuất khung dây?
ĐS: 0,15 mV Bài 32 Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu vị trí song song với các 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
ĐS: – 5.10 – V
Bài 33 Một khung dây phẳng hình chữ nhật 20 cm x 11,4 cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,6 T, B
→
vng góc với mặt phẳng khung Ta uốn khung dây thành hình trịn từ trường thời gian phút Tính suất điện động cảm ứng trung bình xuất khung dây
ĐS: 0,86.10 – V
Bài 34 Vịng dây dẫn diện tích S = 100 cm2, điện trở R = 0,01
quay từ trường B
= 0,05 T, trục quay đường kính vịng dây vng góc với B →
Tìm cường độ trung bình vịng điện lượng qua tiết diện vòng dây thời gian t = 0,5s; góc
α=(n
→
,B→) thay đổi từ 600 đến 900.
ĐS: 0,05 A ; 0,025 C
Dạng 5: Tự cảm
Bài 35 Một ống dây có tiết diện 10 cm2, chiều dài 20 cm có 1000 vịng dây Hệ số tự cảm ống dây không lõi, đặt khơng khí bao nhiêu?
ĐS: 0,2 mH
Bài 36 Một ống dây điện hình trụ dài 62,8 cm có lõi khơng khí quấn 1000 vịng dây, vịng có diện tích S = 50 cm2 Tìm độ tự cảm ống dây.
ĐS: 0,01 H
Bài 37 Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH có dịng điện với cường độ A chạy qua Trong thời gian 0,1s dịng điện giảm khơng Độ lớn suất điện động tự cảm ống dây có
độ lớn bao nhiêu? ĐS:
V
Bài 38 Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1H, dịng điện biến thiên 200A/s suất điện động tự cảm xuất có giá trị bao nhiêu? ĐS: 20V Bài 39 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 vịng dây
c/ Thời gian ngắt dịng điện t = 0,1 s, tính suất điện động tự cảm xuất ống dây ĐS: a/ 0,02 H b/ 4.10 – Wb c/ 0,4 V
Bài 40 Một ống dây dài 50 cm có 2500 vịng dây Đường kính ống cm Cho dòng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây Sau thời gian 0,01 s dịng điện tăng từ đến 1,5 A Tính suất điện động tự cảm ống dây
(7)