- Độ lớn suất điện động cảm ứng suất trong mạch kính tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó4. - Biểu thức: e c = − ΔΦ.[r]
(1)Chương V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I Tóm tắt lý thuyết:
1 Từ thơng: Xét diện tích S nằm từ trường ⃗B có véc tơ pháp tuyến ⃗n tạo với từ trường góc α đại lượng
Φ = Bscosα
Gọi từ thơng qua diện tích S cho Đơn vị từ thông vêbe (Wb) Hiện tượng cảm ứng điện từ:
- Khi từ thơng biến thiên qua mạch điện kín mạch xuất dòng điện cảm ứng
- Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Len – xơ: 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
- Dòng Faucault dòng điện xuất vật dẫn chuyển động từ trường nằm từ trường biến thiên
3 Suất điện động cảm ứng:
- Suất điện động cảm ứng suất điện động sinh dịng điện cảm ứng mạch kín
- Độ lớn suất điện động cảm ứng suất mạch kính tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín
- Biểu thức: ec=−ΔΦ
Δt
4 Tự cảm:
- Từ thông riêng ống dây tỉ lệ thuận với dòng điện chạy ống: Φ = Li - Hệ số tự cảm L đặc trưng cho khả cảm ứng điện từ ống dây với biến
thiên từ thông thay đổi dịng điện qua mạch Đơn vị L là: H (henry)
- Biểu thức: L=10−7 4πN
l S
II Câu hỏi tập:
Bài 23
TỪ THÔNG – CẢM ỨNG TỪ
1 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 khơng 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 lần, từ thông
(2)4 vêbe
A T.m2. B T/m. C T.m. D T/ m2.
5 Điều sau khơng đúng 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 yên 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 thơng ban đầu qua mạch
B hoàn toàn ngẫu nhiên
C cho từ trường cảm ứng chiều với từ trường 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;
C Khối thủy ngân nằm từ trường biến thiên;
D Khối lưu huỳnh nằm từ trường biến thiên
8 Ứng dụng sau khơng phải liên quan đến dịng 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
Bài 24
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
1 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 dòng 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
(3)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
Bài 25 TỰ CẢM
1 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
2 Điều sau khơng đúng 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 môi 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
A điện trở mạch B từ thông cực đại qua mạch
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
(4)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
III Hướng dẫn giải
Bài 23
TỪ THÔNG – CẢM ỨNG TỪ
1 Đáp án A Theo khái niệm pháp tuyến diện tích S (SGK) Đáp án D Ta có Φ = BScosα, Φ không phụ thuộc nhiệt độ Đáp án A Vì α = 900, cosα = 0.
4 Đáp án A Xét theo thứ nguyên Φ biểu thức định nghĩa
5 Đáp án D Dòng điện cảm ứng xuất có từ thơng biến thiên qua diện tích giới hạn mạch điện kín
6 Đáp án A Theo định luật Len – xơ
7 Đáp án D Vì lưu huỳnh khơng phải vật dẫn Đáp án D Đó ứng dụng tia catod
(5)10 Đáp án B Từ thơng tỉ lệ thuận với diện tích, diện tích tỉ lệ thuận với bình phương đường kính nên từ thơng tỉ lệ thuận với với bình phương đường kính Đường kính tăng lần, từ thơng tăng lần
Bài 24
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Đáp án A Theo khái niệm SGK.
1 Đáp án A Theo biểu thức xác định suất điện động
2 Đáp án B Cơ có chuyển động nam châm chuyển hóa thành điện dòng điện mạch
3 Đáp án A Ta có ΔΦ = Φ2 – Φ1 = (B2 – B1)S = (0 – 1,2).0,22 = - 0,048 Wb e=|ΔΦΔt |
= 0,048/(1/5) = 0,24 V = 240 mV
4 Đáp án B ΔΦ = Φ2 – Φ1 = (B2 – B1)S = (1,1 – 0,1).π.0,22 = 0,04π T Lại có
Δt = ΔΦ/e = 0,04π/0,2 = 0,2π s
5 Đáp án A Độ lớn suất điện động cảm ứng tỉ lệ nghịch thời gian biến thiên từ thông Thời gian biến thiên từ thông tăng 2,5 lần suất điện động cảm ứng giảm 2,5 lần (100/2,5 = 40 mV)
6 Đáp án A ΔΦ = Φ2 – Φ1 = (B2 – B1)S = (0 – 1).0,22 = - 0,04 T Độ lớn cảm ứng từ
e=|ΔΦ
Δt | = 0,04/0,1 = 0,4 V Và I = e/r = 0,4/2 = 0,2 A
Bài 25 TỰ CẢM
1 Đáp án A Theo biểu thức từ thông riêng
2 Đáp án C Độ tự cảm cuộn dây có phụ thuộc mơi trường xung quanh cảm ứng từ thân ống dây có dịng điện sinh phụ thuộc vào môi trường
3 Đáp án A Theo khái niệm tượng tự cảm
4 Đáp án D Theo biểu thức xác định suất điện động tự cảm
5 Đáp án B Ta có W = Li2/2, lượng từ trường ống dây tỉ lệ với bình
phương cường độ dòng điện qua ống dây Đáp án B Ta có: L=10−7 4π N
2
l S , Vậy hệ số tự cảm với bình phương số vòng dây
và tỉ lệ nghịch với chiều dài, hai đại lượng lớn gấp đôi nên L2 lớn L1
2 lần
7 Đáp án B L=10−7 4π N
l S = 0,2π.10
-3 H = 0,2π mH.
8 Đáp án B Hệ số tự cảm tỉ lệ nghịch với chiều dài ống, chiều dài ống tăng lần hệ số tự cảm giảm lần ( = 0,1 mH)
9 Đáp án B L=10−7 4π N
l S=10
−7
4π (ld/2πr)
2
l πr
2
=10−7ld
l , ld chiều
(6)10 Đáp án B etc=− LΔi
Δt=−0,02
5−0
0,1 =−1 V Vậy độ lớn suất điện động tự cảm
1 V
11 Đáp án A W=Li
2 = 0,1.0,2
2/2 = 0,002 J = mJ.
12 Đáp án A Ta có W=Li
2 suy i=√
2W
L =√
2 10−3
0,4 =0,2 A