B. NỘI DUNG
3.4.2. Phân tích kết quả thực nghiệm
Câu V.42.41C(ứng với mục 6.1.C trong khung ma trận) Một ống dây có độ tự cảm L = 0.5H, điện trở thuần R = 1.2Ω. Khi cho dòng điện cường độ I qua ống dây thì năng lượng trường tích lũy trong ống dây W = 100J.
c) Tính I.
d) Tính công suất tỏa nhiệt.
Bài giải:
- Cường độ dòng điện qua ống: 20( )
5 . 0 100 2 2 2 1 2 A L w I LI w
- Công suất tỏa nhiệt: PRI2 1.2202 480(W)
Mục đích của câu hỏi này là kiểm tra mức độ thông hiểu của học sinh công
thức xác định năng lượng từ trường trong một ống dây dài.
59 HS1: ta có suy ra √ √
√
Công suất tỏa nhiệt:
Câu này HS đã nhớ sai công thức của năng lượng từ trường trong ống dây nên dẫn đến rút sai công thức i, tính i sai và công suất tỏa nhiệt sai theo. HS2: ta có suy ra √ √
Công suất tỏa nhiệt:
Câu này HS đã sử dụng đúng công thức tuy nhiên trong quá trình tính toán lại quên khai căn nên tính sai giá trị của i vì vậy công suất cũng sai theo. HS3: ta có suy ra √
√
Công suất tỏa nhiệt:
Câu này HS rút sai công thức của i dẫn đến tính sai kết quả của i và công suất tỏa nhiệt P.
Từ những sai phạm trong bài làm của HS chúng tôi đã tạo thành câu TNKQ NLC như sau:
Câu 1: Một ống dây có độ tự cảm L = 0.5H, điện trở thuần R = 1.2Ω. Khi cho dòng điện cường độ I qua ống dây thì năng lượng trường tích lũy trong ống dây W = 100J. Cường độ dòng điện I có giá trị là:
A. 20 (A)
B. √ (A) C. 10 (A) D. 400 (A)
Câu 2: Một ống dây có độ tự cảm L = 0.5H, điện trở thuần R = 1.2Ω. Khi cho dòng điện cường độ I qua ống dây thì năng lượng trường tích lũy trong ống dây W = 100J. Công suất tỏa nhiệt của ống dây là:
A. 480 (W)
B. 240 (W) C. 120 (W) D. 192000 (W)
60
Câu 05.39.50C(ứng với mục 6.1.C trong khung ma trận) Một thanh dẫn điện dài 15cm chuyển động với vận tốc v = 3m/s trong từ trường đều B = 0.5T trên 2 thanh ray dẫn điện song song xx’ và yy’. Hai đầu thanh ray được nối với điện trở R = 0.5 Ω (hình vẽ). Cường độ dòng điện cảm ứng qua R có độ lớn và chiều như thế nào?
Trả lời :
- Ta có :
Suy ra :
- Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó. Như vậy M là cực âm, N là cực dương của nguồn điện cho nên chiều dòng điện là NRM.
Mục đích của câu hỏi này là kiểm tra khả năng thông hiểu của học sinh về
quy tắc bàn tay phải.
Với câu hỏi này học sinh đã có những sai phạm trong câu trả lời như sau: HS1: ta có
Mà => I = 45 (A)
Chiều dòng điện là chiều MRN.
Câu này HS đã quên không đổi đơn vị chiều dài l và đã xác đinh sai chiều dòng điện qua R. R M N x x’ y y’
61 HS2: ta có
Mà => I = 0,45 (A)
Chiều dòng điện là chiều MRN.
Câu này học sinh đã xác đinh sai chiều dòng điện qua R. HS3: ta có
Mà => I = 45 (A)
Chiều dòng điện là chiều MRN.
Câu này học sinh đã xác định sai giá trị dòng điện vì không đổi đơn vị đo chiều dài.
Từ những sai phạm trong bài làm của HS chúng tôi đã tạo thành câu TNKQ NLC như sau:
Câu 3:Một thanh dẫn điện dài 15cm chuyển động với vận tốc v=3m/s trong từ trường đều B=0.5T trên 2 thanh ray dẫn điện song song xx’ và yy’. Hai đầu thanh ray được nối với điện trở R =0.5Ω(hình vẽ). Cường độ dòng điện cảm ứng qua R có độ lớn và chiều như thế nào?
A. I = 45A chiều từ MRN. B. I = 45A chiều từ MRN.
C. I = 0.45A chiều từ NRM.
D. I = 0.45A chiều từ MRN.
Câu 05.42.43C:(ứng với mục 6.1.C trong khung ma trận) Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian. Trong thời gian 0.01s cường độ
R M N x x’ y y’
62 dòng điện tăng từ i1 = 1A đến i2 = 2A, suất điện động tự cảm trong ống dây bằng etc= 20 V. Hỏi hệ số tự cảm của ống dây và độ biến thiên năng lượng từ trường trong ống dây. Bài giải: - Độ tự cảm trong ống dây: tc e = 0.2( ) 01 . 0 1 20 H t I e L t I L tc
- Độ biến thiên năng lượng: ) ( 3 . 0 2 1 2 1 1 2 2 2 J LI LI W
Mục đích của câu hỏi là kiểm tra mức độ vận dụng công thức suất điện động
tự cảm và năng lượng từ trường của ống dây của học sinh.
Với câu hỏi này học sinh đã có những sai phạm trong câu trả lời như sau: HS1:
Câu này HS đã sai khi thay số vào biểu thức năng lượng từ trường. HS2: |
| |
| |
|
Câu này HS có thể đã sai khi tính nhẩm giá trị của L. HS3: ( )
Câu này HS đã sai công thức của năng lượng từ trường dẫn đến sai kết quả. Từ những sai phạm trong bài làm của HS chúng tôi đã tạo thành câu TNKQ NLC như sau:
Câu 4:Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian. Trong thời gian 0.01s cường độ dòng điện tăng từ i1 = 1A đến i2 = 2A, suất điện
động tự cảm trong ống dây bằng etc= 20 V. Hỏi độ biến thiên năng lượng từ trường
63 A. 0,2 (J)
B. 0,1(J) C. 0,15 (J)
D. 0.3 (J)
3.5. Hệ thống câu hỏi TNKQ để củng cố kiến thức chƣơng “Cảm ứng điện từ”:
Thông qua thực nghiệm và quá trình thống kê xử lý kết quả tôi đã tạo nên câu TNKQ NLC như sau:
Câu 1:Một khung dây hình tròn, diện tích S = 15 cm2 gồm N=20 vòng dây, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ
Bhợp với pháp tuyến mặt phẳng
ncủa mặt phẳng khung dây một góc α = 300 (như hình). Cho biết cảm ứng từ B = 0,04T. Quay khung dây quanh đường kính MN một góc 1800
theo chiều kim đồng hồ, độ biến thiên từ thông qua khung dây là:
A.
B.
C.
A.
Câu 2:Một đoạn dây dẫn dài l = 50 cm chuyển động với vận tốc v = 10 m/s trong một từ trường đều theo phương vuông góc với đường sức từ. Tính cảm ứng từ B của từ trường, biết rằng suất điện động cảm ứng xuất hiện trong dây ec = 2.25 V.
A. 2,22 (T) B. 4 (T) C. 11,25 (T)
64
Câu 3:Một ống dây Xê – nô – lô – it dài 50 cm, có 1000 vòng dây, diện tích tiết diện của ống dây S = 20 cm2, trong ống dây là lõi sắt non có độ từ thẫm 500. Cường độ qua ống dây I = 0.5 A. Tính độ tự cảm của ống dây.
A. 1,6.10-3 B. 0,01
C. 5,026.10-3
D. 2,512
Câu 4:Dòng điện qua một ống dây không có lõi sắt biến đổi đều theo thời gian. Trong thời gian 0.01s cường độ dòng điện tăng từ i1 = 1A đến i2 = 2A, suất điện động tự cảm trong ống dây bằng etc= 20 V. Hỏi độ biến thiên năng lượng từ trường trong ống dây là bao nhiêu?
A. 0,2 (J) B. 0,1(J) C. 0,15 (J)
D. 0.3 (J)
Câu 5:Mộtkhungdâytròncó bánkính 30cm gồm10vòngdây. Cườngđộ dòngđiện trong mỗivòngdâylà 0,3. Tính từ thông qua khung dây.
A.
B.
C.
D.
Câu 6:Biểu thức nào sau đây là biểu thức xác định mật độ năng lượng từ trường.
A. B. C. d.
Câu 7: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H). Khi có dòng điện chạy qua ống, ống dây có năng lượng 0,08 (J). Cường độ dòng điện qua ống dây là:
65 B. √ (A)
C. 0,25 (A) D. 16 (A)
Câu 8: Một dây dẫn MN dài l = 25cm chuyển động lệch góc 600 so với đường cảm ứng của một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0.2T. Tính vận tốc chuyển động của dây MN để phát sinh một suất điện động cảm ứng bằng 1 vôn.
A. √ (m/s) B. 40 (m/s) C. √ (m/s) D. 0,05(m/s)
Câu 9: Hai thanh kim loại cứng AA’, CC’ song song nằm ngang. Hai đầu A, C nối với điện trở R = 2 Ω. Đoạn dây dẫn MN dài l = 20cm, điện trở r = 0.5 Ω đặt vuông góc với hai thanh kim loại tại M, N. Mạch điện được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B hướng thẳng từ dưới lên như hình, B = 0.5 T. Cho MN trượt đều trên hai thanh kim loại với vận tốc v = 4m/s, vsong song với thanh kim loại. Tính cường độ dòng điện qua MN.
A. 0,16 (A)
B. 0,2 (A) C. 0,8 (A) D. 0 (A)
Câu 10:Một ống dây xê – lô – nô – it dài 50 cm, có 1000 vòng dây, diện tích tiết diện của ống dây S = 20cm2, trong ống dây là lõi sắt non có độ từ thẫm 500. Cường độ dòng điện qua ống dây I = 0.5 A. Năng lượng từ trường trong ống dây là:
A. J
66 C. J
D. J
Câu 11:Một ống dây xê – lô – nô – it dài 50 cm, có 1000 vòng dây, diện tích tiết diện của ống dây S = 20cm2, trong ống dây là lõi sắt non có độ từ thẫm 500. Cường độ dòng điện qua ống dây I = 0.5 A. Độ tự cảm của ống dây là:
A. B. C. D. Câu 12: Mộtốngdâycódòngđiện3Achạyquathìnótíchlũymộtnănglượngtừtrườnglà10mJ.Nếuc ómột dòngđiện 9 A chạyqua thìnó tíchlũymộtnănglượnglà bao nhiêu?
A. 30 mJ B. 0,18 mJ C.
D. 90 mJ
Câu 13: Một khung dây dẫn hình chữ nhật, kích thước , đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-5 T. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc . Tính từ thông qua khung dây đó.
A.
B.
C.
D.
Câu 14:Một ống dây có độ tự cảm L = 0.5H, điện trở thuần R = 1.2Ω. Khi cho dòng điện cường độ I qua ống dây thì năng lượng trường tích lũy trong ống dây W = 100J. Cường độ dòng điện I có giá trị là:
A. 20 (A)
B. √ (A) C. 10 (A) D. 400 (A)
67
Câu 15: Một ống dây có độ tự cảm L = 0.5H, điện trở thuần R = 1.2Ω. Khi cho dòng điện cường độ I qua ống dây thì năng lượng trường tích lũy trong ống dây W = 100J. Công suất tỏa nhiệt của ống dây là:
A. 480 (W)
B. 240 (W) C. 120 (W) D. 192000 (W)
Câu 16:Trong hệ đo lường quốc tế SI đơn vị đo của từ thông là? A. T
B. T.m
C. Wb
D. T/m
Câu 17:Một khung dây phẳng diện tích 20cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ hợp thành với mặt phẳng khung dây một góc và có độ lớn bằng 2.10-4T. Người ta làm cho từ trường đều đến trong khoảng thời gian 0,01s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.
A.
B.
C. 20 V D.
Câu 18:Công thức xác định suất điện động cảm ứng trong một mạch kín trong trường hợp khung dây có N vòng là:
A. t N ec B. t N ec C. t ec
68 D. t N ec
Câu 19 :Một thanh dẫn điện dài 15cm chuyển động với vận tốc v=3m/s trong từ trường đều B=0.5T trên 2 thanh ray dẫn điện song song xx’ và yy’. Hai đầu thanh ray được nối với điện trở R =0.5Ω(hình vẽ). Cường độ dòng điện cảm ứng qua R có độ lớn và chiều như thế nào?
A. I = 45A chiều từ MRN. B. I = 45A chiều từ MRN.
C. I = 0.45A chiều từ NRM.
D. I = 0.45A chiều từ MRN.
Câu 20:Định luật Len-xơ được dùng để:
A. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch điện kín.
B. Xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
C. Xác định cường độ của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín. D. Xác định sự biến thiên của từ thông qua một mạch điện kín, phẳng.
Câu 21:Nội dung của quy tắc bàn tay phải là:
A. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.
B.Đặt bàn tay phải hứng các đƣờng sức từ, ngón cái choãi ra 900
hƣớng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò nhƣ một nguồn
R M N x x’ y y’
69
điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dƣơng của nguồn điện đó.
C. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ,chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó. D. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ,chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.
Câu 22: Biểu thức nào dưới đây là biểu thức xác định năng lượng từ trường trong một ống dây dài.
A.
B.
C.
D.
Câu 23:Dòng điện fu-cô là:
A. Dòng điện chạy trong khối vật dẫn.
B. Dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.
C. Dòng điện cảm ứng sinh ra trong khối vật dẫn khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng.
D. Dòng điện xuất hiện trong tấm kim loại khi nối tấm kim loại với hai cực của nguồn điện.
Câu 24:Trường hợp nào sau đây sự xuất hiện của dòng điện Fu-cô là có hại? A. Công tơ điện.
B. Máy biến thế
C. Kim trong các cân nhạy D. Phanh điện từ
Câu 25:Khi sử dụng điện, dòng điện Fu-Cô sẽ không xuất hiện trong : A. Quạt điện B. Lò vi sóng C. Nồi cơm điện D. Bếp từ
70
Câu 26:Các thiết bị điện như quạt điện, máy bơm, máy biến thế…, sau một thời gian vận hành thì vỏ ngoài của thiết bị thường bị nóng lên. Nguyên nhân này chủ yếu là do:
A. Toả ra do ma sát giữa bộ phận quay và bộ phận đứng yên truyền ra vỏmáy B. Toả nhiệt trên điện trở R trong các cuộn dây của máy theo định luật Jun-Lenxơ
C. Do tác dụng của dòng điện Fucô chạy trong các lỏi sắt bên trong máy, làm cho lỏi sắt nóng lên.
D. Do các bức xạ điện từ khi có dòng điện chạy qua thiết bị tạo ra.
Câu 27:Một nửa bán cầu đường kính 2R, vectơ pháp tuyến hướng lên trên, đặt trong từ trường đều có ⃗ song song với trục đối xứng của mặt bán cầu. Từ thông
qua mặt bán cầu là:
A.
B.
C.
D.
Câu 28: Một dây dẫn MN dài l = 25cm chuyển động lệch góc 600 so với đường cảm ứng của một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0.2T. Tính vận tốc chuyển động của dây MN để phát sinh một suất điện động cảm ứng bằng 1 vôn.
A. 40 m/s B. 23 m/s C. 0.23 m/s D. 0,4 m/s
Câu 29:Một
ốngdâytiếtdiện10cm2,chiềudài20cmvàcó1000vòngdây.Hệsốtựcảmcủaốngdây(khôn g lõi,đặttrong không khí) là:
A. 0,2π H. B. 0,2πmH. C. H. D. H.
Câu 30:Một thanh dẫn điện dài l chuyển động trong từ trường đều có cảm ứng từ
. Véc tơ vuông góc với thanh và có độ lớn 2m/s. ⃗ vuông góc với thanh
và hợp một góc . Hiệu điện thế hai đầu thanh là 0,2V. Chiều dài của thanh:
A. 0,5m B. 0,25m C.
6 3
m D. 2 m
Câu 31:Hãy chọn câu trả lời đúng:
71 vòng dây dẫn trong từ trường đó thì vòng dây có dòng điện cảm ứng không? Vì sao A. Khi tịnh tiến vòng dây thì số đường sức từ xuyên qua vòng dây giảm làm cho từ thông biến thiên, do đó sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng.
B. Khi tịnh tiến vòng dây thì số đường sức từ xuyên qua vòng dây tăng làm cho từ thông biến thiên, do đó sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng.
C. Khi tịnh tiến vòng dây thì số đƣờng sức từ xuyên qua vòng dây không thay đổi nên từ thông không thay đổi, do đó sẽ không xuất hiện dòng điện cảm ứng.
D. Khi tịnh tiến vòng dây thì S thay đổi nên làm số đường sức từ qua S thay đổi nên từ thông thay đổi, do đó sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Câu 32: Hãy chọn câu trả lời đúng:
Khi khung dây dẫn quay trong từ trường đều xung quanh trục OO’ đi qua tâm khung dây (hình vẽ) thì:
A. Số đường sức từ xuyên qua vòng dây tăng lên, từ thông tăng nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.
B. Số đường sức từ xuyên qua vòng dây giảm, từ thông giảm nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.
C. Góc α thay đổi làm từ thông thay đổi nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.