Đang tải... (xem toàn văn)
Ví dụ 1: Thanh kim loại AB dài 20 cm kéo trượt đều trên hai thanh ray kim loại nằm ngang như hình vẽ. a) Tìm suất điện động cảm ứng trong khung. b) Cường độ dòng điện cảm ứng và cho bi[r]
(1)DẠNG BÀI TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG THANH
1 Lý thuyết
Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt đường sức từ đoạn dây xuất suất điện động (đóng vai trị nguồn điện) Suất điện động trường hợp gọi suất điện động cảm ứng
a Quy tắc bàn tay phải:
- Đặt bàn tay phải hứng đường sức từ, ngón tay chỗi 90° chiều chuyển động đoạn dây, đoạn dây dẫn đóng vai trò nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều từ cực âm sang cực dương nguồn điện đó:
- Chú ý:
+) Khi mạch nối kín mạch có dịng điện cảm ứng ic
(2)b Biểu thức suất điện động cảm ứng từ đoạn dây:
- Xét trường hợp đơn giản từ trường B vng góc với mặt khung dây, suất điện động khung dây tính theo công thức:
c
c B S e
e B v
t t
S s v t
Trong trường hợp B v hợp với góc thì: ec Bv sin - Chú ý:
+) Khi mạch kín dịng cảm ứng chạy dây dẫn có điện trở R: i c c
e R
+) Khi mạch có hai dịng điện số Ampe kế tổng đại số hai dòng điện (hai dòng điện dịng I nguồn E tạo dòng ic tượng cảm ứng điện từ tạo ra)
2 Bài tập
Ví dụ 1: Thanh kim loại AB dài 20 cm kéo trượt hai ray kim loại nằm ngang hình vẽ Các dây nối bằng điện trở
3
R Vận tốc AB 12 m/s Hệ thống đặt từ trường có B = 0,4 T, Bvng góc với mạch điện
a) Tìm suất điện động cảm ứng khung b) Cường độ dòng điện cảm ứng cho biết chiều
Lời giải:
a) Suất điện động cảm ứng thanh: ec B v sin 0, 4.0, 2.2.12.sin 90 0,96V
b) Dòng điện mạch: c 0,32 A c
e I
R
(3)Ví dụ 2: Cho hệ thống hình vẽ, MN có chiều dài 50 cm chuyển động với tốc độ 10 m/s từ trường B = 0,25 T Tụ điện có điện dung C = 10 F Tính độ lớn diện tích của tụ điện cho biết tích điện dương
Lời giải:
Khi MN chuyển động MN xem nguồn điện có suất điện động có độ lớn là:
1, 25 eBv V
Nguồn điện MN nạp điện cho tụ C nên điện tích tụ C là: qC e 12,5 C
Áp dụng quy tắc bàn tay phải suy N cực âm M cực dương nguồn điện Do M mang điện tích dương, N mang điện tích âm
Ví dụ 3: Nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở r = 0,1, MN có chiều dài m có điện trở R2,9 Từ trường B có phương thẳng đứng, hướng xuống vng góc với mặt khung hình vẽ B = 0,1 T Thanh MN dài có điện trở khơng đáng kể
a) Ampe kế MN đứng yên? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên MN
b) Ampe kế MN di chuyển phía phải với vận tốc v = m/s cho đầu MN tiếp xúc với đỡ kim loại? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên MN
c) Muốn Ampe kế số phải để MN di chuyển phía với vận tốc bao nhiêu?
Lời giải:
a) Khi MN đứng n mạch khơng có dịng cảm ứng nên số ampe kế là: 0,5
E
I A
R r
(4)Độ lớn lực từ tác dụng lên MN: FB I 0, 05N
b) Khi chuyển động phía phải mạch có dịng cảm ứng có chiều từ M đến N:
0,1 c
c
e B v
i A
R r R r
Trong mạch có dòng điện dòng nguồn tạo dòng cảm ứng tượng cảm ứng điện từ tạo Hai dòng điện chiều nên số ampe kế tổng dịng này: IA I ic 0, 6A Lực từ tác dụng lên MN là: FB I .A 0, 06N
c) Muốn ampe kế số ic phải có độ lớn I = 0,5A dòng ic phải ngược chiều với dòng I, tức dịng ic có chiều từ N đến M MN phải chuyển động sang trái
Gọi v vận tốc MN: ic B v v i R rc 15m s
R r B
Ví dụ 4: Hai kim loại song song, thẳng đứng có điện trở khơng đáng kể, đầu nối vào điện trở R0,5 Một đoạn dây dẫn AB, độ dài
14cm
, khối lượng m = 2g, điện trở r 0,5 tì vào hai kim loại tự trượt không ma sát xuống ln ln vng góc với hai kim loại Tồn hệ thống đạt từ trường có hướng vng góc với mặt phẳng hai kim loại có cảm ứng từ B = 0,2T Lấy
2 9,8
g m s
a) Xác định chiều dòng điện qua R
b) Chứng minh lúc đầu AB chuyển động nhanh dần, sau thời gian chuyển động trở thành chuyển động Tính vận tốc chuyển động tính UAB
c) Bây đặt hai kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang góc 60 Độ lớn chiều B cũ Tính vận tốc v chuyển động AB UAB
Lời giải:
(5)Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ AB
b) Ngay sau bng AB chịu tác dụng trọng lực P = mg nên chuyển động nhanh dần v tăng dần
Đồng thời, sau mạch xuất dòng điện I nên AB chịu thêm tác dụng lực từ FBI có hướng lên
Suất điện động xuất AB là: e B v t
nên
2
e B v B v
I F
R r R r R r
Cho nên v tăng dần F tăng dần tồn thời điểm mà F = P Khi chuyển động thẳng Khi chuyển động thì:
2
B v
F mg mg
R r
2 2
0,5 0,5 2.10 9,8 25 0, 0,14
R r mg
v m s
B I
Hiệu điện hai đầu là:
0, 2.0,14.25
.0,5 0,35
0,5 0,5 AB
B v
U I R R V
R r
c) Khi để nghiêng hai kim loại ta có hình vẽ bên:
Hiện tượng xảy tương tự trường hợp b) ta thay P sin
P thay B B1 với B1Bsin
- Lập luận tương tự ta có: 2 sin
sin B v sin
F mg mg
R r
2 2 2
sin 0,5 0,5 2.10 9,8.sin 60
28,87 sin 0, 2.sin 60 0,14
R r mg
v m s
B
- Hiệu điện hai đầu là: sin 0, 2sin 60 0,14.28,87
.0,5 0,35
0,5 0,5 AB
B v
U I R R
R r
(6)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác
TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia