Bài tập Vật lý Lớp 11 - Chương: Từ thông

Nội dung text: Bài tập Vật lý Lớp 11 - Chương: Từ thông

1. 1 ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỪ THÔNG – TUẦN 1 A. TRẮC NGHIỆM Chú ý : Câu 6 và câu 13 có sửa lại dữ liệu (màu đỏ) so với đề gốc. Câu 5 nhờ GV xem lại Câu 1) Từ thông qua một vòng dây thẳng diện tích S có công thức : A. Φ = B.S.sinαB. Φ = B.S.tanα C. Φ = B.S.cosαD. Φ = B.S.cotanα Câu 2) Chọn câu đúng. A. Từ thông là một đại lượng luôn luôn dương B. Từ thông qua một mạch kín luôn bằng không. C. Từ thông là một đại lượng có hướng. D. Từ thông qua mạch kín tỉ lệ với tiết diện của mạch. Câu 3) Từ thông qua vòng dây phẳng đặt trong từ trường đều thay đổi khi A. Dịch chuyển vòng dây một đoạn d theo phương các đường sức từ. B. Bóp méo vòng dây. C. Quay vòng dây một góc 3600. D. Tất cả các câu trên đều đúng. Câu 4) Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi A. mạch kín chuyển động . B. mạch kín đặt trong từ trường. C. từ thông qua mạch kín biến thiên, D. mạch kín chuyển động theo phương của từ trường đều B Câu 5) Chọn câu sai. Cường độ dòng điện cảm ứng trong dây dẫn kín phụ thuộc vào A. kích thước của dây. B. số vòng dây. C. bản chất kim loại dùng làm cuộn dây. D. tốc độ biến thiên của từ thông. Câu 6) Chọn câu sai A. Hiện tượng xuất hiện dòng điện Fu-cô thực chất là hiện tượng cảm ứng điện từ. B. Chiều của dòng điện Fu –cô cũng được xác định bằng định luật Len-xơ. C. Dòng diện Fu-cô trong lõi sắt máy biến thế là dòng điện có lợi. D. Dòng diện Fu-cô là dòng điện cảm ứng sinh ra trong khối vật dẫn , khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường. Câu 7) Đơn vị của từ thông là A. Tesla (T).B. Ampe (A).C. Vêbe (Wb). D. Vôn (V).
2. 2 Câu 8) Véc tơ pháp tuyến của diện tích S là vectơ A. có độ lớn bằng 1 đơn vị và có phương vuông góc với diện tích đã cho. B. có độ lớn bằng 1 đơn vị và song song với diện tích đã cho. C. có độ lớn bằng 1 đơn vị và tạo với diện tích đã cho một góc không đổi. D. có độ lớn bằng hằng số và tạo với diện tích đã cho một góc không đổi. Câu 9) Từ thông qua một diện tích S không phụ thuộc yếu tố nào sau đây ? A. độ lớn cảm ứng từ; B. diện tích đang xét; C. góc tạo bởi pháp tuyến và véc tơ cảm ứng từ D. nhiệt độ môi trường. Câu 10) Từ thông qua một mạch điện phụ thuộc vào A. đường kính của dây dẫn làm mạch điện. B. điện trở suất của dây dẫn. C. khối lượng riêng của dây dẫn. D. hình dạng và kích thước của mạch điện. Câu 11) Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều A. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch. B. hoàn toàn ngẫu nhiên. C. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài. D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài. Tóm tắt công thức Từ thông:  Từ thông qua khung có N vòng dây :  N.B.S.cos B,n   Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ B và vectơ pháp tuyến n : B,n   Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ B và mặt phẳng khung dây : B, maët S     * Mối liên hệ giữa B,n và B, maët S B,n B, maët S 900 Câu 12) Cho một vòng đây có mặt phẳng khung dây hợp với vectơ B một góc α .Từ thông gửi qua khung dây đạt cực đại khi A. α = 00 B. α = 300 C. α = 600 D. α = 900  Giải Theo đề gọi B, maët S ; N = 1    0 Từ thông:  ΦN.B.S.cos B,n max = N.B.S khi cos B,n = 1 : B,n = 0
3. 3     Mà B,n B, maët S 900 B, maët S 900 B,n 900 hay α = 900 Câu 13) Một hình vuông cạnh 5 cm, đặt trong từ trường dều có cảm ứng từ B = 4.10-4 T. từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến hình vuông đó là: A. α = 00 B. α = 900 C. α = 1200 D. α = 1800  2 -4 2 -4 -6 Giải N = 1 ; Svuông = 25 cm = 25.10 m ; B = 4.10 T ; Φ = 10 Wb α = B,n = ?  Ta có:  N.B.S.cos B,n hay Φ = N.B.S.cosα cosα = 1 α = 00 Câu 14) Một hình chữ nhật kích thước 3 cm×4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10–4 T. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 300. Từ thông qua hình chữ nhật đó là A. 6.10–7 Wb.B. 3.10 –7 Wb.C. 5,2.10 –7 Wb.D. 3.10 –3 Wb.  2 -4 2 –4 0 Giải N = 1 ; Schữ nhật = 12 cm = 12.10 m ; B = 5.10 T ; B, maët S 30 Φ = ?     Ta có:  N.B.S.cos B,n mà B,n B, maët S 900 B,n = 600 Vậy Φ = 3.10-7 Wb B. TỰ LUẬN Tương tự cách giải câu 12, 13, 14 Bài 1) Một khung dây phẳng có diện tích 12 cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,05 T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 300. Tính độ lớn từ thông qua khung.  HD: N = 1 ; S = 12 cm2 = 12.10-4 m2 ; B, maët S 300 Φ = ?    Từ B, maët S 300 B,n = 600  N.B.S.cos B,n = 3.10-5 Wb Bài 2) Một khung dây có 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 20 cm 2, đặt khung trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,02 T. Tính từ thông xuyên qua khung dây, biết vectơ pháp tuyến của mặt phẳng  khung dây hợp với vectơ B một góc 600.   HD: N = 10 ; S = 20 cm2 = 2.10-3 m2 ; B = 0,02 T ; B,n = 600  B.S.cos B,n = 2.10-4 Wb Bài 3) Một khung dây phẳng có diện tích 5 cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,01 T. Mặt phẳng  khung dây hợp với vectơ B một góc 300. Tính từ thông qua diện tích S.   HD: N = 1 ; S = 5 cm2 = 5.10-4 m2 ; B = 0,01 T ; B, maët S 300  B.S.cos B,n    Từ B, maët S 300 B,n = 600  N.B.S.cos B,n = 2,5.10-6 Wb
4. 4 Bài 4) Khung dây hình chữ nhật có kích thước (2 cm x 3 cm) gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều  có cảm ứng từ B. khi vectơ pháp tuyến của khung tạo với vectơ B một góc 60 0 thì từ thông xuyên qua khung là 2,4.10– 4 Wb. Tính cảm ứng từ B của từ trường.  2 -4 2 0 HD: N = 20 ; Schữ nhật = 6 cm = 6.10 m ; B = 0,01 T ; B,n = 60 B = ?  Ta có :  N.B.S.cos B,n B = 0,04 T Bài 5) Một khung dây hình vuông được quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ 4.10 –4 T. từ thông qua 20 vòng dây của khung đạt giá trị cực đại là 2,88.10–5 Wb. Tính cạnh của hình vuông này. –4 –5 HD: N = 20 ; B = 4.10 T ; Φmax = 2,88.10 Wb cạnh hình vuông = a = ?    0 Từ thông:  N.B.S.cos B,n có Φmax = NBS khi cos B,n = 1 : B,n = 0 2 2 -3 Φmax = NBS S = 0,36.10 m a = 6.10 m = 0,6 cm Bài 6) Một khung dây hình vuông cạnh dài 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 4.10 – 4 T. Từ  thông qua khung có giá trị bằng 10 –6 Wb. Tính góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ B và vectơ pháp tuyến của hình vuông này.  2 -4 2 -4 -6 HD: N = 1 ; Svuông = 25 cm = 25.10 m ; B = 4.10 T ; Φ = 10 Wb B,n = ?   Ta có:  N.B.S.cos B,n B,n = 00 Bài 7) Một khung dây hình chữ nhật có kích thước ( 4 cm x 5 cm ) đặt trong từ trường đều có  B = 3.10–3 T. Khi mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ B một góc 450 thì từ thông qua khung dây là 50,91.10–6 Wb. Tính số vòng trên khung dây.  2 -3 2 –3 –6 0 HD: Schữ nhật = 20 cm = 2.10 m ; B = 3.10 T; Φ = 50,91.10 Wb ; B, maët S 45 N = ?    Từ B, maët S 450 B,n = 450  NB.S.cos B,n N = 12 Bài 8) Một khung dây có 50 vòng, diện tích mỗi vòng là 400 mm 2. khung dặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,02 T. Khi từ thông xuyên qua khung có giá trị là 2.10–4 Wb thì mặt phẳng của khung hợp  với vectơ cảm ứng từ B một góc bao nhiêu ?  HD: N = 50 ; S = 400 mm2 = 4.10-4 m2 ; B = 0,02 T; Φ = 2.10–4 Wb B, maët S ?    Ta có:  N.B.S.cos B,n cos B,n = 0,5 B,n = 600    Mà B,n B, maët S 900 B, maët S 300 Bài 9) Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó.  2 -4 2 -4 -6 HD: N = 1 ; Svuông = 25 cm = 25.10 m ; B = 8.10 T; Φ = 10 Wb B, maët S ?
5. 5    Ta có:  N.B.S.cos B,n cos B,n = 0,5 B,n = 600    Mà B,n B, maët S 900 B, maët S 300 Bài 10) Khung dây dẫn hình chữ nhật kích thước 3 cm x 4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 300. Tính từ thông qua khung dây dẫn đó.  2 -4 2 -4 0 HD: N = 1 ; Schữ nhật = 12 cm = 12.10 m ; B = 5.10 T; B, maët S 30 Φ = ?    Từ B, maët S 300 B,n = 600  NB.S.cos B,n = 3.10-7 Wb Bài 11) Một vòng dây phẳng giới hạn bởi diện tích S = 5 cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1 T. Vectơ pháp tuyến của vòng dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc = 30 0. Tính từ thông qua vòng dây.  HD: N = 1 ; S = 5 cm2 = 5.10-4 m2 ; B = 0,1 T; α = B,n = 300 Φ = ?  Ta có :  NB.S.cos B,n = N.B.S.cosα = 2,5 3.10 5 Wb