Vaọt lyự 11
CHệễNG IV: Tệỉ TRệễỉNG.
I. TNG TC T
Cỏc tng tỏc gia nam chõm - nam chõm; nam chõm dũng in; dũng in dũng in cú cựng bn cht v c
gi l tng tỏc t
Tng tỏc t ch xy ra gia cỏc ht mang in chuyn ng v khụng liờn quan n in trng ca cỏc in tớch
II. T TRNG
1. nh nghió: T trng l mt dng vt cht tn ti xung quanh in tớch hay mt dũng in ( núi chớnh xỏc hn l xung
quanh cỏc ht mang in chuyn ng)
c trng c bn ca t trng: tỏc dng lc t lờn nam chõm hay mt dũng in khỏc t trong nú
Quy c : Hng ca t trng ti mt im l hng Nam - Bc ca kim nam chõm cõn bng ti im ú
2. Ngun gc ca t trng: Ht mang in chuyn ng
Chỳ ý:
in tớch ng yờn l ngun gc ca in trng tnh
in tớch chuyn ng va l ngun gc ca in trng va l ngun gc ca t trng
3. Vect cm ng t
B
: c trng ca t trng l cm ng t ký hiu l n v ca cm ng t l T ( Tesla)
a) nh ngha : Cm ng t ti mt im trong t trng l i lng c trng cho s mnh yu ca t trng v
c o bng thng s gia lc t F tỏc dng lờn mt dõy dn mang dũng in t vuụng gúc vi ng cm ng
t ti im ú v tớch cng dũng in I v chiu di l on dõy dn ú
Il
F
B
=
b) Vecto cm ng t
B
cú:
B
:
im t : ti im ang xột
Phng : vuụng gúc vi mp cha dõy dn v im ta xột
Chiu : theo quy tc nm bn tay phi
Trang 6
1
Vaät lyù 11
−
Độ lớn :
7
2.10
I
B
r
−
=
Trong môi trường có độ từ thẩm µ thì :
7
2.10
I
B
r
µ
−
=
π
−
=
Nếu khung có N vòng dây giống nhau thì:
7
2 .10
NI
B
R
π
−
=
Trong đó:
o I : Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn (A)
o R : Khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện (m)
o B : Cảm ứng từ (T: Tesla)
3. Từ trường của dòng điện trong ống dây:
a. Đường sức từ
Hình dạng: Bên trong ống dây đường sức từ là những đường thẳng song song, cách đều nhau (nếu chiều dài l >>
đường kính d của ống dây thì từ trường trong ống dây là từ trường đều)
Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay phải
“Dùng bàn tay phải ôm lấy khung dây, chiều cong của các ngón tay theo chiều dòng điện. Khi đó ngón cái
choãi ra 90
0
chỉ chiều của đường sức từ ”
b. Vecto cảm ứng từ
B
:
⊥ với dòng điện I và ⊥ với đường sức từ tức ⊥ với mp
( )
,I B
r
-
Chiều : được xác định theo quy tắc bàn tay trái
-
Độ lớn:
sinF IBl
α
=
Nhận xét:
−
Nếu
0
α
=
hoặc
0
180
α
=
F = 0
dây dẫn // hoặc
≡
với cảm ứng từ thì không chịu tác dụng của
chỉ chiều của lực
Lorentz nếu hạt mang điện dương và chiều ngược lại nếu hạt mang điện âm
−
Độ lớn :
sin
L
f q vB
α
=
o
q : điện tích của hạt (C)
o
v : vận tốc của hạt (m/s)
o
B : cảm ứng từ (T)
o
( )
,v B
α
=
r
r
o f
L
: lực Lorentz (N)
Bài tập :
Dạng I: XÁC ĐỊNH LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN
Phương pháp :
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây điện thẳng có :
==
max
Câu 1.
Câu 2.
Một đoạn dây dẫn dài 5 (cm) đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có
cường độ 0,75 (A). Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10
-2
(N). Xác định cảm ứng từ (có hình vẽ)
ĐS : B = 0,8 (T).
Câu 3.
Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 (cm) có dòng điện I = 5 (A) đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 (T). Lực từ
tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10
-2
(N). Tính góc
α
hợp bởi dây MN và đường sức từ.
ĐS : 30
0
Câu 4.
Xác định vectơ lực từ (phương, chiều, độ lớn) trong các trường hợp sau
a. B = 0,02T, α = 45
0
, I = 5A, l = 5cm Ds : 3,54.10
-3
N
b. B = 0,05T, I = 4A, l = 10cm, α = 90
0
Nâng cao
Câu 1: Cho đoạn dây dẫn CD dài 50cm, khối lượng 100g, treo bằng hai dây mềm cách điện sao cho đoạn dây CD
nằm ngang trong từ trường đều có B = 2 mT và các đường sức từ là các đường nằm ngang vuông góc với đoạn CD
a) Đường cảm ứng từ nằm ngang, vuông góc với CD có chiều đi vào.
ĐS:I
max
= 0,5A
b) Đường cảm ứng từ thẳng đứng, có chiều hướng lên. ĐS: I
max
= 1,66 A
bài tập làm trên PHT
Bài 1 : Hãy xác định các đại lượng được yêu cầu biết:
a. B=0,02T, I = 2A, l = 5cm,
a
= 30
0
. Hỏi F = ? b. B = 0,03T, l =10cm, F = 0,06N,
a
=45
0
. Hỏi I =?
c. I=5A, l=10cm, F = 0,01N,
a
= 90
0
. Hỏi B =?
Bài 2:Một đoạn dây được uốn gập thành khung dây có dạng
như hình vẽ. Đặt khung dây vào một từ trường đều như hình vẽ
và AM=8cm, AN=6cm , B = 3.10
-3
T, I=5A. Xác định lực từ
F
ur
Xác định điểm đặt, phương chiều, độ lớn của vecto cảm ứng tại điểm khảo sát
2. Trường hợp có nhiều dòng điện:
−
Xác định điểm đặt, phương chiều, độ lớn của các vEcto cảm ứng từ thành phần
1 2
,B B
r r
−
Vecto cảm ứng từ tại điểm khảo sát là :
1 2
B B B= + +
r r r
(nguyên lý chồng chất từ trường)
TỰ LUẬN
Trang 6
4
N
S
I
. . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
I
+ + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
Câu 3. Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện cường độ I = 0.5A đặt trong không khí
a. Tính cảm ứng từ tại M cách dây 4cm DS 2,5.10
-6
T
b. Cảm ứng từ tại N có độ lớn 10
-6
T. Xác định khoảng cách từ dây dẫn tới N DS 0,1m
Câu 4. Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Tại điểm A cách dây 10 (cm) cảm ứng từ do
dòng điện gây ra có độ lớn 2.10
-5
(T). Tính cường độ dòng điện chạy trên dây. ĐS: 10 (A)
Câu 5. Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10
-6
(T). Tính
đường kính của dòng điện đó. ĐS: 20 (cm)
Câu 6. Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 (A). Cảm ứng từ bên
trong ống dây có độ lớn B = 25.10
-4
(T). Tính số vòng dây của ống dây. ĐS: 497,36 vòng
Câu 7. Hai dây dẫn dài song song với nhau, nằm cố định trong cùng một mặt phẳng, cách nhau d = 16cm. Dòng điện trong 2
dây I
1
= I
2
= 10A. Tính cảm ứng từ tại những điểm nằm trong mặt phẳng trên và cách đều hai dây dẫn trong 2
một khoảng r =5cm.
b. N cách I
1
:r
1
=20cm, cách I
2
: r
2
=10cm.
c. P cách I
1
:r
1
=8cm, cách I
2
: r
2
=6cm.
Câu 10. Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau 10 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường
độ 5 (A) ngược chiều nhau. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dòng điện một khoảng 10 (cm)
ĐS: 1.10
-5
(T)
Trang 6
5
I
1
•
I
M
N
I
MI
⊕
Vaät lyù 11
Câu 11. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 (cm). Trong hai dây có hai dòng điện cùng cường độ I
1
=
I
2
= 100 (A), cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M nằm trong mặt phẳng hai dây,
cách dòng I
1
10 (cm), cách dòng I
2
30 (cm) có độ lớn là bao nhiêu?
ĐS: 24.10
-5
(T)
Câu 12. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau d = 6cm, có các dòng điện ngược chiều I
1
=
1A, I
2
= 2A. Định vị trí những điểm có cảm ứng từ bằng 0.
Câu 13. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau 6cm có các dòng điện I
1
= 1A, I
2
=
α
o B : cảm ứng từ (T)
o
L
f
: lực lo-ren-xơ (N)
- Nếu chỉ có lực Lorenzt tác dụng lên hạt và
0
90),( == Bv
α
thì hạt chuyển động tròn đều.
Khi vật chuyển động tròn đều thì lực Lorenzt đóng vai trò là lực hướng tâm.
Bán kính quỹ đạo :
Bq
mv
R =
Câu 1. Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2(T) với vận tốc ban đầu v
0
= 2.10
5
(m/s)
vuông góc với
B
. Tính lực Lorenxơ tác dụng vào electron. ĐS: 6,4.10
-15
v
làm thành với
B
một góc = 30
0
. Tính lực Lorenxo tác dụng lên electron đó.
ĐS: 0,96.10
-12
N
Câu 5. Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 10
-4
(T) với vận tốc ban đầu v
0
= 3,2.10
6
(m/s)
vuông góc với
B
, khối lượng của electron là 9,1.10
-31
(kg). Tính bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường.
ĐS: 18,2 (cm)
Câu 6. Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu
hạt chuyển động với vận tốc v
1
= 1,8.10
6
(m/s) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị f
1
= 2.10
5
m/s trong từ trường đều. Mặt phẳng quĩ đạo
của hạt vuông góc với vectơ cảm ứng từ . Lực Lorentz tác dụng lên hạt đó có giá trị 4.10
-5
N. Tính cảm ứng từ B của
từ trường. ĐS : 0,5T
Trang 6
6
Vaät lyù 11
Câu 10. Một hạt khối lượng m, mang điện tích e, bay vào trong từ trường với vận tốc v. Phương của vận tốc vuông góc với
đường cảm ứng từ. Thí nghiệm cho biết khi đó quỹ đạo của đường tròn và mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với đường
cảm ứng từ. Cho B = 0,4T ; m = 1,67.10
-27
kg ; q = 1,6.10
-19
C ; v = 2.10
6
m/s. Tính bán kính của đường tròn quỹ
đạo ? ĐS : 5,2cm.
Trang 6
7
Vaät lyù 11
ÔN TẬP CHƯƠNG
4. Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản
1. Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện I chạy qua. Hai điểm M và N nằm trong cùng một mặt phẳng chứa dây dẫn, đối
xứng với nhau qua dây. Kết luận nào sau đây là không đúng?
A. Vectơ cảm ứng từ tại M và N bằng nhau. B. M và N đều nằm trên một đường sức từ
C. Cảm ứng từ tại M và N có chiều ngược nhau D. Cảm ứng từ tại M và N có độ lớn bằng nhau
2. Một dòng điện thẳng, dài có cường độ 20 (A), cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 (cm) có độ lớn là:
A. 8.10
.10
-5
(T) D.
3
.10
-5
(T)
6. Lực Lorenxơ
7. Chiều của lực Lorenxơ được xác định bằng:
A. Qui tắc bàn tay trái. B. Qui tắc bàn tay phải C. Qui tắc cái đinh ốc D. Qui tắc vặn nút chai
8. Chiều của lực Lorenxơ phụ thuộc vào
A. Chiều chuyển động của hạt mang điện B. Chiều của đường sức từ
C. Điện tích của hạt mang điện D. Cả 3 yếu tố trên.
9. Độ lớn của lực Lorexơ được tính theo công thức
A.
vBqf =
B.
α
sinvBqf =
. C.
α
tanqvBf =
D.
α
cosvBqf =
10. Phương của lực Lorenxơ
A. Trùng với phương của vectơ cảm ứng từ
B. Trùng với phương của vectơ vận tốc của hạt mang điện
C. Vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ.
D. Trùng với mặt phẳng tạo bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ
B
, khối lượng của electron là 9,1.10
-31
(kg). Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường là:
A. 16,0 (cm) B. 18,2 (cm). C. 20,4 (cm) D. 27,3 (cm)
14. Một hạt prôtôn chuyển động với vận tốc 2.10
6
(m/s) vào vùng không gian có từ trường đều B = 0,02 (T) theo hướng hợp
với vectơ cảm ứng từ một góc 30
0
. Biết điện tích của hạt prôtôn là 1,6.10
-19
(C). Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn
là:
A. 3,2.10
-14
(N) B. 6,4.10
-14
(N) C. 3,2.10
-15
(N). D. 6,4.10
-15
(N)
15. Một electron bay vào không gian có từ trường đều
B
với vận tốc ban đầu
0
v
vuông góc cảm ứng từ. Quỹ đạo của
electron trong từ trường là một đường tròn có bán kính R. Khi tăng độ lớn của cảm ứng từ lên gấp đôi thì:
(N), F
NP
= 0 (N), F
MP
= 10
-2
(N).
C. F
MN
= 0 (N), F
NP
= 10
-2
(N), F
MP
= 10
-2
(N)
D. F
MN
= 10
-3
(N), F
NP
= 0 (N), F
MP
= 10
-3
(N)
17. Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông MNP. Cạnh MN = 30
MN
= 0,003 (N), F
NP
= 0,004 (N), F
MP
= 0,007 (N). Lực từ tác dụng lên các cạnh có tác dụng kéo dãn khung khung
18. Thanh MN dài l = 20 (cm) có khối lượng 5 (g) treo nằm ngang bằng hai sợi chỉ
mảnh CM và DN. Thanh nằm trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3 (T)
nằm ngang vuông góc với thanh có chiều như hình vẽ. Mỗi sợi chỉ treo thanh
có thể chịu được lực kéo tối đa là 0,04 (N). Dòng điện chạy qua thanh MN có
cường độ nhỏ nhất là bao nhiêu thì một trong hai sợi chỉ treo thanh bị đứt. Cho
gia tốc trọng trường g = 9,8 (m/s
2
)
A. I = 0,36 (A) và có chiều từ M đến N B. I = 0,36 (A) và có chiều
từ N đến M
C. I = 0,52 (A) và có chiều từ M đến N D. I = 0,52 (A) và có chiều từ N đến M.
19. Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt
chuyển động với vận tốc v
1
= 1,8.10
6
(m/s) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị f
1
= 2.10
-6
(N), nếu hạt chuyển
động với vận tốc v
2
= 4,5.10
Vaät lyù 11
CHƯƠNG V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Chủ đề 1: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
I. Từ thông
Từ thông qua khung dây kín diện tích S đặt trong từ trường đều
B
có độ lớn:
α
cosBS
=Φ
Nếu khung có N vòng dây :
α
cosNBS
=Φ
Trong đó
1.
B : cảm ứng từ (T)
2.
S : diện tích khung dây (m
2
)
3.
Φ: từ thông (Wb) “Vêbe”; 1Wb = 1 T.m
2
4.
),( nB
=
Từ thông là một đại lượng vô hướng có thể dương, âm hoặc bằng 0 (dấu của từ thông phụ thuộc vào việc ta chọn
chiều của
n
)
- Giá trị Φ ~ với số đường sức xuyên qua diện tích S
- Nếu khung dây đặt ⊥ với đường sức từ thì
=Φ
số đường sức từ xuyên qua diện tích S của khung dây
Ý nghĩa của từ thông: từ thông diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ: là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng (hay dòng điện cảm ứng) khi từ thong qua
mạch kín biến thiên
1.
Các cách làm từ thông biến thiên (thay đổi):
- Thay đổi cảm ứng từ
B
: bằng cách thay đổi I hoặc cho nam châm chuyển động
- Thay đổi S : Bằng cách làm biến dạng khung dây
- Thay đổi góc
),( nB
=
α
: bằng cách xoay khung dây
Kết quả của sự biến thiên từ thông
trong mạch xuất hiện dòng điện, gọi là dòng điện cảm ứng
2.
là từ trường ban đầu;
C
B
là từ trường cảm ứng)
III. Suất điện động cảm ứng
Trong mạch điện kín có dòng điện thì phải tồn tại suất điện động. ta gọi suất điện động
sinh ra do dòng điện cảm ứng gọi là suất điện động cảm ứng
1. Trường hợp tổng quát:
e
C
=
t
k
∆
∆Φ
−
(dấu trừ “-” biểu diễn định luật Lenz)
Độ lớn: e
C
=
t
k
∆
∆Φ
Trong hệ SI, k =1. Suy ra: e
C
=
t
∆
=
t
N
∆
∆Φ
−
; trong đó
Φ
là từ thơng qua diện tích
giới hạn một vòng dây
2. Trường hợp đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường đều
B
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chiều dài l chuyển động với vận
tốc
v
r
trong từ trường có cảm ứng từ
B
ur
bằng
e
C
= Blv sin
α
Trong đó:
l (m) là chiều dài đoạn dây
v(m/s) là vận tốc của đoạn dây
α là góc giữa
B
quy tắc bàn tay phải
Chú ý: dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện khi đoạn dây chuyển động cắt các đường sức từ
IV. DỊNG ĐIỆN FU – CƠ (Foucault)
Dòng điện Fu – Cơ là dòng điện cảm ứng sinh ra ở trong khối vật dẫn (như khối kim loại chẳng hạn) khi những khối này
chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian.
Đặc tính của dòng điện Fu – Cơ là tính chất xốy. Nghĩa là các đường dong của dòng Fu- cơ là những đường cong khép
kín trong khối vật dẫn. Vì vậy, để giảm tác hại của dòng Fu-Cơ người ta thay các khối vật vẫn bằng những tấm kim loại có xẻ
rãnh (để cắt đứt dòng Fu-cơ)
Dòng điện Fu – Cơ gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Joule trong các lõi động cơ, máy biến áp…
Do tác dụng của dòng Fu – Cơ, mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của lực hãm điện từ
Dạng 1: XÁC ĐỊNH CHIỀU DỊNG ĐIỆN CẢM ỨNG
Câu 1. Xác định chiều dòng điện trong khung dây
Câu 2. Một khung dây đặt trong từ trường đều, B = 5.10
-2
T. Mặt phẳng khung dây hợp với
B
một góc 30
0
. khung dây có
diện tích S = 12cm
2
. Tính từ thông xuyên qua diện tích S ĐS 3.10
-5
T
Câu 3. Vòng dây tròn bán kính r = 10cm, điện trở R = 0,2
Ω
. Đặt trong từ trường, mặt phẳng khung dây tạo với
B
B
một góc 30
0
, B = 0,2T. Tính
suất điện động xuất hiện trong dây dẫn
Bài 2. Một máy bay có chiều dài mỗi cánh 25m bay theo phương ngang với tốc độ 720km/h. Biết thành phần thẳng đứng
của cảm ứng từ của trái đất B = 5.10
-5
T. Tìm hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cánh máy bay
Bài 3. Thanh MN khối lượng m = 2g trượt đều không ma sát với tốc độ v = 5m/s
trên hai thanh thẳng đứng cách nhau l = 50cm được đặt trong từ trường đều nằm
ngang như hình vẽ B = 0,2T
Bỏ qua điện trở tiếp xúc. Cho g = 10m/s
2
a. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh MN
b. Xác đònh lực từ và dòng điện trong thanh MN
c. Tính R
Bài 4. Thanh AB dài l = 20cm , khối lượng m= 10g, B = 0,1T, E = 1,2V, r =0,5
Ω
Do lực từ và lực ma sát AB trượt đều với tốc độ v = 10m/s. Bỏ qua điện trở dây
và nơi tiếp xúc.
a. Tìm dòng điện trong mạch và hệ số ma sát trượt
b. Muốn cho dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A, cường độ 1,8A thì phải kéo
thanh AB trượt đều heo chiều nào, vận tốc và lực kéo bao nhiêu?
Câu 1.
Câu 2. Hãy xác định suất điện động cảm ứng của khung dây, biết rằng trong khoảng thời gian 0,5 s, từ thơng giảm từ 1,5 Wb
đến 0. (3 V)
Câu 3. Một khung dây hình tròn có đường kính 10 cm. Cho dòng điện có cường độ 20 A chạy trong dây dẫn. Tính:
30
0
, B = 2.10
-4
T, làm cho từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,01 s. Hãy xác định suất điện động cảm ứng sinh
ra trong khung dây? (3,46.10
-4
V)
Câu 8. Một khung dây hình vng, cạnh dài 4 cm, đặt trong từ trường đều, các đường sức xiên qua bề mặt và tạo với pháp
tuyến của mặt phẳng khung dây một góc 30
0
, từ trường có cảm ứng từ 2.10
-5
T. Hãy xác định từ thơng xun qua
khung dây nói trên? (
9
16 3.10 Wb
−
)
Câu 9. Một khung dây có các tiết diện là hình tròn, bán kính khung dây là 20 cm, khung dây được đặt vng góc với các
đường sức từ của một từ trường đều có B = 2.10
-5
T. Hãy xác định giá trị của từ thơng xun qua khung dây nói trên?
(2,51.10
-6
Wb)
Câu 10.Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài là 25 cm, được đặt vng góc với các đường sức từ của một từ trường đều
B = 4.10
-3
T. Từ thơng xun qua khung dây là 10
0
)
Câu 13. Một ống dây dẫn hình vng cạnh 5 cm, đặt trong một từ trường đều 0,08 T; mặt phẳng khung vng góc với các
đường sức từ. Trong khoảng thời gian 0,2 s, cảm ứng từ giảm xuống đến 0. Độ lớn suất điện động cảm ứng trong
khung? (10
-3
V)
Chủ đề 2: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong
mạch điện đó gây ra.
a) Trong mạch điện của dòng điện khơng đổi, hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đóng mạch (dòng điện tăng lên đột
ngột từ trị số 0) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm đến bằng 0). Trong mạch điện xoay chiều ln ln có xảy ra hiện tượng tự
cảm.
b) Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm. Suất điện động tự cảm xuất hiện
trong mạch, khi đó xảy ra hiện tượng tự cảm, có biểu thức:
t
I
Le
c
∆
∆
−=
trong đó ∆i là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch trong thời gian ∆t; L là hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) của mạch có
giá trị tùy thuộc hình dạng và kích thước của mạch, có đơn vị là henry (H); dấu trừ biểu thị định luật Lenz.
Từ thơng tự cảm qua mạch có dòng điện i:
Φ
= Li
Độ tự cảm của ống dây dẫn dài (solenoid); có chiều dài l và số vòng dây N:
2
7 7 2
7 2
1
w .10
8
B
π
=
1. Một ống dây điện hình trụ có chiều dài 62,8cm gồm 1000vòng, mỗi vòng có diện tích 50cm
2
đặt trong không khí. Khi
dòng điện qua ống dây tăng 10A trong khoảng thời gian 0,01s thì suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn là:
A. 1000V B. 1V C. 10V D. 100V
2. Dòng điêïn trong cuộn cảm giảm từ 16A đến 0 trong khoảng thời gian 0,01s; suất điện tự cảm trong ống dây có giá trò
trung bình 64V, độ tự cảm của ống dây có giá trò :
A. 4,0H B. 0,032H C. 0,25H D. 0,04H
3. Một thanh kim loại AB dài 10cm đặt nằm ngang có trục quay thẳng đứng qua A, được đặt trong từ trường đều
B
có
phương thẳng đứng , có độ lớn B = 10
-2
T. Trong khoảng thời gian 0,1giây quay được 1 vòng thì suất điện đôïng cảm ứng
xuất hiện trên thanh AB là:
A. 3,14.10
-3
V B. 0 C. 1,57.10
-3
V D. 15,7.10
-3
V
1
2
C. W =
2
LI
2
1
D. W =
LI
2
1
8. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường không phụ thuộc vào: A.
vận tốc chuyển động của đoạn dây dẫn B. tiết diện của đoạn dây dẫn
C. độ dài của đoạn dây dẫn D. hướng của từ trường
TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG V
2. Suất điện động cảm ứng trong một đoan dây dẫn chuyển động
1. Ngun nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong thanh dây dẫn chuyển động trong từ trường là:
A. Lực hố học tác dụng lên các êlectron làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh
B. Lực Lorenxơ tác dụng lên các êlectron làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh.
C. Lực ma sát giữa thanh và mơi trường ngồi làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh
D. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn khơng có dòng điện đặt trong từ trường làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia
của thanh
2. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ, ngón tay cái chỗi ra 90
0
hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó
đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của
nguồn điện đó
B. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái chỗi ra 90
0
6. Một thanh dẫn điện dài 20 (cm) được nối hai đầu của nó với hai đầu của một mạch điện có điện trở 0,5 (Ù). Cho thanh
chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08 (T) với vận tốc 7 (m/s), vectơ vận tốc vng góc với các
đường sức từ và vng góc với thanh, bỏ qua điện trở của thanh và các dây nối. Cường độ dòng điện trong mạch là:
A. 0,224 (A). B. 0,112 (A) C. 11,2 (A) D. 22,4 (A)
7. Một thanh dẫn điện dài 40 (cm), chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4 (T). Vectơ vận tốc
của thanh vng góc với thanh và hợp với các đường sức từ một góc 30
0
, độ lớn v = 5 (m/s). Suất điện động giữa hai đầu
thanh là:
Trang 6
14
Vaät lyù 11
A. 0,4 (V). B. 0,8 (V) C. 40 (V) D. 80 (V)
8. Một thanh dẫn điện dài 40 (cm), chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4 (T). Vectơ vận tốc
của thanh vuông góc với thanh và hợp với các đường sức từ một góc 30
0
. Suất điện động giữa hai đầu thanh bằng 0,2 (V).
Vận tốc của thanh là:
A. v = 0,0125 (m/s) B. v = 0,025 (m/s) C. v = 2,5 (m/s). D. v = 1,25 (m/s)
3. Dòng điên Fu-cô
9. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi chuyển động trong từ trường hay đặt trong từ trường biến đổi
theo thời gian gọi là dòng điện Fucô
B. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng
C. Dòng điện Fucô được sinh ra khi khối kim loại chuyển động trong từ trường, có tác dụng chống lại chuyển động của khối
kim loại đó
D. Dòng điện Fucô chỉ được sinh ra khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường, đồng thời toả nhiệt làm khối vật dẫn nóng
lên.
10. Muốn làm giảm hao phí do toả nhiệt của dòng điện Fucô gây trên khối kim loại, người ta thường:
A. chia khối kim loại thành nhiều lá kim loại mỏng ghép cách điện với nhau.
∆
∆
−=
. B. e = L.I C. e = 4ð. 10
-7
.n
2
.V D.
I
t
Le
∆
∆
−=
17. Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là:
A.
t
I
eL
∆
∆
−=
B. L =
Φ
.I C. L = 4ð. 10
-7
.n
2
.V . D.
I
C. 100 (V). D. 1000 (V)
22. Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500
(cm
3
). Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng điện
trong ống biến đổi theo thời gian như đồ trên hình 5.35. Suất điện động tự cảm
trong ống từ thời điểm 0,05 (s) về sau là:
A. 0 (V). B. 5 (V) C. 10 (V) D. 100 (V)
5. Năng lượng từ trường
23. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường
B. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng lượng dưới dạng cơ năng
C. Khi tụ điện được tích điện thì trong tụ điện tồn tại một năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường
D. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường.
24. Năng lượng từ trường trong cuộn dây khi có dòng điện chạy qua được xác định theo công thức:
A.
2
CU
2
1
W =
B.
2
LI
2
1
W =
. C. w =
π
ε
D. w =
27
B10.
8
1
π
.
26. Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H), có dòng điện I = 5 (A) chạy ống dây. Năng lượng từ trường trong ống dây
là:
A. 0,250 (J) B. 0,125 (J). C. 0,050 (J) D. 0,025 (J)
27. 5.41 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 trong ống dây bằng:
A. 2,8 (A) B. 4 (A). C. 8 (A) D. 16 (A)
28. Một ống dây dài 40 (cm) có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 (cm
2
). Ống dây được
nối với một nguồn điện, cường độ dòng điện qua ống dây tăng từ 0 đến 4 (A). Nguồn điện đã cung cấp cho ống dây một
năng lượng là:
A. 160,8 (J) B. 321,6 (J) C. 0,016 (J). D. 0,032 (J)
6. Cảm ứng điện từ
29. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có kích thước 3 (cm) x 4 (cm) được đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10
-4
(T). Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30
0
. Từ thông qua khung dây dẫn đó là:
A. 3.10
-3
(Wb) B. 3.10
-5
(Wb) C. 3.10
16
I(A)
5
O 0,05
t(s)
Hình 5.35
Vaät lyù 11
33. Dòng điện qua ống dây tăng dần theo thời gian từ I
1
= 0,2 (A) đến I
2
= 1,8 (A) trong khoảng thời gian 0,01 (s). Ống
dây có hệ số tự cảm L = 0,5 (H). Suất điện động tự cảm trong ống dây là:
A. 10 (V) B. 80 (V). C. 90 (V) D. 100 (V)
34. Một thanh dẫn điện dài 40 (cm), chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4 (T). Vectơ vận tốc
của thanh vuông góc với thanh và hợp với các đường sức từ một góc 30
0
, độ lớn v = 5 (m/s). Suất điện động giữa hai đầu
thanh là:
A. 0,4 (V). B. 0,8 (V) C. 40 (V) D. 80 (V)
Trang 6
17