Bài tập Vật lý Lớp 11: Suất điện động cảm ứng - Mai Đức Chung

Nội dung text: Bài tập Vật lý Lớp 11: Suất điện động cảm ứng - Mai Đức Chung

1. Giáo viên: Mai Đức Trung 0988 005 855 Facebook: Thầy Mai Đức Trung SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Ví dụ 1: Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 30° và có độ lớn bằng 2.10 -4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.  Ví dụ 2: Cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 300cm2 có trục song song với B của từ trường đều,  B = 0,2 T. Quay đều cuộn dây để sau Δt = 0,5s, trục của nó vuông góc với B . Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây. Ví dụ 3: Một ống dây hình trụ dài gồm N = 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2. Ống dây có R  = 16 Ω, hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ B song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 0,04 T/s. Tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây Ví dụ 4: Vòng dây đồng (ρ = 1,75.10-8 Ω.m) đường kính d = 20cm, tiết diện S = 5 mm2 đặt vuông góc  0 với B của từ trường đều. Tính độ biến thiên ΔB/Δt của cảm ứng từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là I = 2A. Ví dụ 5: Một khung dây cứng, phẳng diện tích 25 cm2, gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều. Khung dây nằm trong mặt phẳng như hình vẽ. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian theo đồ thị a) Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0 đến t = 0,4s. b) Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng trong khung. c) Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẵng khung dây một góc 60°. Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s: a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi. b) Cảm ứng từ giảm đến 0. Bài 2: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian Δt = 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung. Bài 3: Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng S = 20 cm2 đặt trong một từ  trường đều có véc tơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến n của mặt phẵng khung dây góc α = 60°, độ lớn cảm ứng từ B = 0,04 T, điện trở khung dây R = 0,2 Ω. Tính suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện xuất hiện trong khung dây nếu trong thời gian Δt = 0,01 giây, cảm ứng từ: a) Giảm đều từ B đến 0. b) Tăng đều từ 0 đến 0,5B. Nhận dạy kèm tại nhà môn Toán và Vật Lí tại Pleiku – Gia Lai 1
2. Giáo viên: Mai Đức Trung 0988 005 855 Facebook: Thầy Mai Đức Trung Bài 4: Một khung dây dẫn đặt vuông góc với một từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian. Tính suất điện động cảm ứng và tốc độ biến thiên của cảm ứng từ, biết rằng cường độ dòng điện cảm ứng là CI = 0,5 A, điện trở của khung là R = 2 Ω và diện tích của khung là S = 100 cm2. Bài 5: Một ống dây hình trụ dài gồm 103 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2. Ống dây có điện trở R = 16 Ω, hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ song song với trục của ống dây và có độ lớn tăng đều 10-2 T/s. Tính công suất tỏa nhiệt của ống dây. Bài 6: Một vòng dây diện tích S = 100 cm2 nối vào tụ điện có điện dung C = 200 μF, được đặt trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẵng chứa khung dây, có độ lớn tăng đều 5.10 -2 T/s. Tính điện tích tụ điện. Bài 7: Một khung dây có 1000 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẵng của khung. Diện tích mặt phẵng giới hạn bởi mỗi vòng là 2 dm 2. Cảm ứng từ của từ trường giảm đều từ 0,5 T đến 0,2 T trong thời gian 0,1 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một vòng dây và trong khung dây. TRẮC NGHIỆM 1/ Suaát ñieän ñoäng caûm öùng laø suaát ñieän ñoäng : A. Ñöôïc sinh bôûi doøng ñieän caûm öùng. B. Sinh ra doøng ñieän trong maïch kín. C. Sinh ra doøng ñieän caûm öùng trong maïch kín. D. Ñöôïc sinh bôûi nguoàn ñieän hoaù hoïc. 2/ Ñoä lôùn cuûa suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong maïch kín tæ leä vôùi: A. dieän tích cuûa maïch. B. đoä lôùn töø thoâng qua maïch. C. đieän trôû cuûa maïch. D. toác ñoä bieán thieân töø thoâng qua maïch aáy. 3/ Khi maïch ñieän kín phaúng quay xung quanh 1 truïc naèm trong mp chöùa maïch trong 1 töø tröôøng ñeàu, trong 1 voøng quay suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong maïch : A. Khoâng ñoåi chieàu. B. Ñoåi chieàu 1 laàn. C. Luoân luoân döông. D. Ñoåi chieàu 2 laàn. 4/ Choïn caâu sai: A. Dñieän caûm öùng coù chieàu sao cho töø tröôøng do noù sinh ra coù taùc duïng choáng laïi nguyeân nhaân sinh ra noù. B. Dñieän caûm öùng coù chieàu sao cho töø tröôøng do noù sinh ra luoân ngöôïc chieàu vôùi töø tröôøng ñaõ sinh ra noù. C. Doøng ñieän xuaát hieän khi coù söï bieán thieân töø thoâng qua maïch ñieän kín goïi laø doøng ñieän caûm öùng. D. Khi coù söï bieán ñoåi töø thoâng qua maët giôùi haïn bôûi 1 maïch ñieän thì trong maïch xuaát hieän suaát ñieän ñoäng caûm öùng. 5/ Trong caùc yeáu toá sau: I. Chieàu daøi cuûa oáng daây kín. II. Soá voøng daây cuûa oáng daây. III. Toác ñoä bieán thieân cuûa töø thoâng qua moåi voøng daây. Suaát ñieän ñoäng cöù xuaát hieän trong oáng daây phuï thuoäc caùc yeáu toá naøo: A. I vaø II. B. II vaø III. C. I. D. I vaø III. 6/ Trong caùc yeáu toá sau: (I) Kích thöôùc cuoän daây. (II) Soá voøng daây. (III) Baûn chaát kim loaïi duøng laøm cuoän daây. (IV) Toác ñoä bieán thieân cuûa töø thoâng. Cöôøng ñoä dñ caûm öùng trong cuoän daây daãn kín phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá naøo: A. (I), (II), (III). B. (II), (III), (IV). C. (I),(II),(IV). D. Caû 4 yeáu toá. 7/ Coâng thöùc xaùc ñònh ñoä lôùn cuûa suaát ñieän ñoäng caûm öùng trong 1 maïch ñieän kín laø: t   A. e . B. e . t . C. e . D. e . c  c c t c t 8/ Töø thoâng qua 1 khung daây bieán ñoåi, trong khoaûng thôøi gian 0,1s töø thoâng taêng töø 1,2Wb ñeán 2,2Wb. Sññ caûm öùng xuaát hieän trong khung daây coù ñoä lôùn laø: A. 10V. B. 22V. C. 16V. D. 6V. Nhận dạy kèm tại nhà môn Toán và Vật Lí tại Pleiku – Gia Lai 2
3. Giáo viên: Mai Đức Trung 0988 005 855 Facebook: Thầy Mai Đức Trung 9/ Töø thoâng qua 1 khung daây bieán ñoåi, trong khoaûng thôøi gian 0,2s töø thoâng giaûm töø 1,2Wb xuoáng coøn 0,4Wb. Sññ caûm öùng xuaát hieän trong khung daây coù ñoä lôùn laø: A. 6V. B. 1V. C. 2V. D. 4V. 10/ Một khung dây hình vuông cạnh 20 cm nằm toàn độ trong một từ trường đều và vuông góc với các đường cảm ứng. Trong thời gian 1/5 s, cảm ứng từ của từ trường giảm từ 1,2 T về 0. Suất điện động cảm ứng của khung dây trong thời gian đó có độ lớn là A. 240 mV. B. 240 V. C. 2,4 V. D. 1,2 V. 11/ Moät khung daây daãn coù ñieän trôû 2 hình vuoâng coù caïnh 20cm naèm trong töø tröôøng ñeàu coù caùc caïnh vuoâng goùc vôùi ñöôøng söùc töø. Khi caûm öùng töø giaûm ñeàu töø 1T veà 0 trong thôøi gian 0,1s thì cñoä dñ trong daây daãn laø: A. 2mA. B. 0,2A. C. 20mA. D. 2A. 12/ Moät khung daây hình troøn baùn kính 20cm naèm toaøn boä trong töø tröôøng ñeàu coù caùc ñöôøng söùc töø vuoâng goùc mp khung daây. Trong khi caûm öùng töø taêng töø 0,1T ñeán 1,1T thì trong khung xuaát hieän suaát ñieän ñoäng khoâng ñoåi coù ñoä lôùn 0,2V. Thôøi gian duy trì suaát ñieän ñoäng ñoù laø: A. 0,2s. B. 4s. C. 0,628s. D. Chöa ñuû döõ kieän ñeå xaùc ñònh. 13/ Moät cuoän daây daãn coù 100 voøng baùn kính 0,1m. Cuoän daây ñaët trong töø tröôøng ñeàu coù caùc ñöôøng caûm öùng töø vuoâng goùc maët phaúng cuûa cuoän daây. Caûm öùng töø taêng ñeàu 0,2T leân gaáp ñoâi trong thôøi gian 0,1 giaây. Sññ cöù trong toaøn boä cuoän daây coù giaù trò: A. 1,256V. B. 6,28V. C. 62,8V. D. 0,628V. 14/ Moät khung daây daãn coù 1000voøng . Khung daây ñaët trong töø tröôøng ñeàu coù caùc ñöôøng caûm öùng töø vuoâng goùc maët phaúng cuûa khung, dieän tích moåi voøng daây laø 2dm2 caûm öùng töø giaûm ñeàu töø 0,5T ñeán 0,2T trong thôøi gian 1/10 giaây. Sññ cöù trong toaøn boä khung daây coù giaù trò: A. 6V. B. 12V. C. 1,2V. D. 60V. 15/ Moät khung daây phaúng dieän tích 20cm2 goàm 10 voøng daây, khung daây ñöôïc ñaët trong töø tröôøng coù caûm öùng töø vuoâng goùc vôùi maët phaúng khung vaø coù ñoä lôùn taêng daàn töø 0 ñeán 2,4.10-3T trong khoaûng thôøi gian 0,4s. Sññ caûm öùng xuaát hieän trong khung trong khoaûng thôøi gian coù töø tröôøng bieán thieân laø: A. 0,12mV. B. 0,015mV. C. 0,15 V. D. 1,5.10-5V. 16/ Moät khung daây daãn phaúng , dieän tích 20cm2 goàm 10 voøng daây ñöôïc ñaët trong töø tröôøng ñeàu. Vectô caûm öùng töø hôïp thaønh vôùi mp khung daây 1 goùc 300 vaø coù ñoä lôùn baèng 2.10-4T. Ngöôøi ta laøm cho töø tröôøng giaûm ñeàu ñeán 0 trong khoaûng thôøi gian 0,01s. Sññ caûm öùng xuaát hieän trong khung daây trong thôøi gian töø tröôøng bieán thieân laø: A. 0,2.10-4V. B. 2V. C. 2.10-4V. D. 2.10-2V. 17/ Moät voøng daây daãn dieän tích S = 100cm2 noái vaøo 1 tuï ñieän C = 200F ñöôïc ñaët trong 1 töø tröôøng ñeàu coù B  mp voøng daây coù ñoä lôùn taêng ñeàu 5.10-2 T/s. Ñieän tích cuûa tuï ñieän laø: A. 0,001C. B. 0,01C. C. 0,1C . D. 0,1C. 18/*Moät oáng daây daãn daøi goàm 1000 voøng daây , moåi voøng coù baùn kính 5cm, tieát dieän daây laø 0,4.mm2, ñieän trôû suaát 1,75.10-8 .m . Oáng daây ñöôïc ñaët trong töø tröôøng ñeàu sao cho truïc cuûa noù // vôùi caùc ñöôøng söùc töø . Toác ñoä bieán thieân cuûa caûm öùng töø laø 0,01T/s. Noái ñoaûn maïch 2 ñaàu oáng daây, coâng suaát toaû nhieät trong oáng daây laø: A. 4,485.10-2W. B. 4,485.10-5W. C. 4,485.10-3W. D. 4,485.10-4W. 19/*Moät oáng daây daãn daøi goàm 1000 voøng daây , moåi voøng coù baùn kính 5cm, tieát dieän daây laø 0,4.mm2, ñieän trôû suaát 1,75.10-8 .m . Oáng daây ñöôïc ñaët trong töø tröôøng ñeàu sao cho truïc cuûa noù // vôùi caùc ñöôøng söùc töø . Toác ñoä bieán thieân cuûa caûm öùng töø laø 0,01T/s. Noái 2 ñaàu oáng daây vaøo tuï C = 10-4F. Naêng löôïng cuûa tuï: A. 3,081.10-9J. B. 3,081.10-10J. C. 3,081.10-8J. D. 3,081.10-7J. Nhận dạy kèm tại nhà môn Toán và Vật Lí tại Pleiku – Gia Lai 3
4. Giáo viên: Mai Đức Trung 0988 005 855 Facebook: Thầy Mai Đức Trung 20/*Moät khung daây ñöôïc ñaët coá ñònh trong töø tröôøng ñeàu maø caûn öùng töø coù ñoä lôùn ban ñaàu xaùc ñònh. Trong thôøi gian 0,2s töø tröôøng giaûm ñeàu veà 0 thì trong thôøi gian ñoù khung daây xuaát hieän sññ coù ñoä lôùn 100mV. Neáu töø tröôøng giaûm ñeàu veà 0 trong thôøi gian 0,5s thì sññ trong thôøi gian ñoù laø: A. 2,5V. B. 20mV. C. 250mV. D. 40mV. 21/ Mét thanh dÉn ®iÖn dµi 40 (cm), chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trong tõ tr­êng ®Òu, c¶m øng tõ b»ng 0,4 (T). Vect¬ vËn tèc cña thanh vu«ng gãc víi thanh vµ hîp víi c¸c ®­êng søc tõ mét gãc 300, ®é lín v = 5 (m/s). SuÊt ®iÖn ®éng gi÷a hai ®Çu thanh lµ: A. 0,4 (V). B. 0,8 (V). C. 40 (V). D. 80 (V). 22/ Mét thanh dÉn ®iÖn dµi 40 (cm), chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trong tõ tr­êng ®Òu, c¶m øng tõ b»ng 0,4 (T). Vect¬ vËn tèc cña thanh vu«ng gãc víi thanh vµ hîp víi c¸c ®­êng søc tõ mét gãc 300. SuÊt ®iÖn ®éng gi÷a hai ®Çu thanh b»ng 0,2 (V). VËn tèc cña thanh lµ: A. v = 0,0125 (m/s). B. v = 0,025 (m/s). C. v = 2,5 (m/s). D. v = 1,25 (m/s). Nhận dạy kèm tại nhà môn Toán và Vật Lí tại Pleiku – Gia Lai 4