Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động môn Vật Lý 11 năm 2021-2022

Câu 19: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện:.. Câu 20: Trong các hình vẽ sau, [r]

Trang 1

SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY CHUYỂN ĐỘNG MÔN VẬT LÝ 11

NĂM 2021-2022

1 Phương pháp chung

a Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong

từ trường

Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì trong đoạn dây đó

xuất hiện suất điện động (đóng vai trò như nguồn điện) Suất điện động

trong trường hợp này cũng gọi là suất điện động cảm ứng

b Quy tắc bàn tay phải

Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ

chuyều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như

một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều từ cực âm

sang cực dương của nguồn điện đó

c Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

- Xét trường hợp đơn giản từ trường B vuông góc với mặt khung dây, khi

đó suất điện động trong khung dây được tính theo công thức:

C

B S e

e Blv

S l s lv t



   



- Trong trường hợp B và v hợp với nhau một góc  thì: e C Bvlsin

2 Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Thanh kim loại AB dài 20 cm kéo trượt đều trên hai thanh ray

kim loại nằm ngang như hình vẽ Các dây nối nhau bằng điện trở

3

R  Vận tốc của thanh AB là 12 m/s Hệ thống đặt trong từ trường

đều có B0 4 T, , B vuông góc với mạch điện

a) Tìm suất điện động cảm ứng trong khung

A. 0,48 V B. 0,96 V C. 0,83 V D. 0,69 V

b) Cường độ dòng điện cảm ứng và cho biết chiều?

A. I C 0 32 A,   và chiều từ A đến B B. I C 0 32 A,   và chiều từ B đến A

C. I C 0 23 A,   và chiều từ A đến B D. I C 0 23 A,   và chiều từ B đến A

Lời giải

a) Suất điện động cảm ứng trong thanh:

 

0 sin 0, 4.0, 2.12.sin 90 0, 96 V

C

Đáp án B.

b) Dòng điện trong mạch: C 0, 32 A 

C

e I R

Trang 2

Áp dụng quy tắc bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng đi qua thanh AB theo chiều từ A đến

B

Đáp án A.

Ví dụ 2: Cho hệ thống như hình vẽ, thanh MN có chiều dài 50 m chuyển động với tốc độ 10 m/s trong từ trường đều B0 25 T, Tụ điện có điện dung C10 F . Tính độ lớn điện tích của tụ điện và cho biết

bản nào tích điện dương

A. q12 5 C,  , bản M tích điện dương

B. q12 5 C,  , bản N tích điện dương

C. q1 25 C,  , bản M tích điện dương

D. q1 25 C,  , bản N tích điện dương

Lời giải

+ Khi thanh MN chuyển động thì thanh MN xem như nguồn điện có suất

điện động có độ lớn là:

 

1, 25 V

eBvl + Nguồn điện MN sẽ nạp điện cho tụ C nên điện tích của tụ C là:

 

12, 5 C

qC e  + Áp dụng quy tắc bàn tay phải suy ra N là cực âm M là cực dương của nguồn điện Do đó bản M sẽ

mang điện tích dương, bản N mang điện tích âm

Đáp án A.

Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động

1, 5V,

E điện trở trong r0,1, thanh MN có chiều dài 1 m có

điện trở R2, 9  Từ trường B có phương thẳng đứng, hướng

xuống và vuông góc với mặt khung như hình vẽ và B0,1 T Thanh

MN dài có điện trở không đáng kể

a Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên? Tính độ lớn lực từ

tác dụng lên thanh MN khi đó

A. I 0, 5A; F 0, 025 N B. I 0 5, A; F0 05, N.

C. I 0, 25 A; F 0, 025N D. I 0, 25 A; F 0, 05 N

b Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía phải với vận tốc v3 m s/ sao cho hai đầu

MN luôn tiếp xúc với hai thanh đỡ bằng kim loại? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó

A. I 0,1A; F 0, 01N B. I 0, 5A; F 0, 05 N

C. I 0, 6 A; F 0, 06 N D. I 0, 4 A; F 0, 04N

c Muốn Ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phía nào với vận tốc là bao nhiêu?

A. MN chuyển động sang trái, v10 m s/

B. MN chuyển động sang phải, v10 m s/

C. MN chuyển động sang trái, v15 m s/

Trang 3

Lời giải

a) Khi thanh MN đứng yên thì trong mạch không có dòng cảm ứng nên số chỉ ampe kế là:

0, 5 A

E

I

R r

+ Độ lớn từ tác dụng lên thanh MN: F B.I.l0, 05 N

Đáp án B.

b) Khi thanh chuyển động về phía phải thì trong mạch có dòng cảm ứng có chiều từ M đến N và có

độ lớn được xác định theo công thức: C 0,1A

C

i

R r R r

+ Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng do cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện

từ tạo ra, hai dòng điện này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế chính là tổng của hai dòng này, do đó:

0, 6 A

I   I i

+ Lực từ tác dụng lên thanh MN khi này là: F B I l .A 0, 06 N

Đáp án C.

c) Muốn ampe kế chỉ số 0 thì i C phải có độ lớn bằng I 0, 5 A và dòng i C phải ngược chiều với

dòng i, tức dòng i C có chiều từ N đến M vậy suy ra thanh MN phải chuyển động sang trái

Gọi v là vận tốc của thanh MN, ta có:  

15 m/s

C C

i R r Blv



Đáp án D.

Ví dụ 4: Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể,

một đầu nối vào điện trở R0, 5 Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l14 cm,

khối lượng m2 g, điện trở r0, 5 tì vào hai thanh kim loại tự do trượt

không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó

Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt

phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B0 2 T, Lấy g 9 8 m s, / 2.

a) Xác định chiều dòng điện qua R

A. Chiều từ A đến B B. Chiều từ B đến A

C. Chiều bất kì D. Không đủ dữ liệu để xác định

b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở

thành chuyển động đều Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính U AB

A. v20 m/s;U 0, 28V B. v25m/s;U 0, 35V

C. v50 m/s;U 0, 7 V D. v40m/s;U 0, 56 V

c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc  60 0 Độ lớn và

chiều của B vẫn như cũ Tính vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và U A B.

A. v20 m/s;U 0, 28V B. v40m/s;U 0, 56 V

C. v25m/s;U 0, 35V D. v28,87 m/s;U 0, 35V

Trang 4

Lời giải

a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng Áp dụng định luật

Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra B c ngược chiều B (Hình vẽ)

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ AB

Đáp án A.

b) Ngày sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực Pmg nên thanh chuyển động nhanh dần v tăng dần

- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực

từ FBIl có hướng đi lên

- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e Blv

t



2 2

- Cho nên khi v tăng đều thì F tăng dần  tồn tại thời điểm mà F P Khi đó thanh chuyển

động đều

- Khi thanh chuyển động đều thì:

2 2

0,5 0,5 2.10 9,8

25

R r mg

B l v



- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: 0, 2.0,14.25  

AB

Blv

R r

Đáp án B.

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ bên:

- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi ta thay P bằng Psina,

thay B bằng B 1 với B1Bsin a

- Lập luận tương tự ta có:  2 2

sin

R r



sin 0,5 0,5 2.10 9,8.sin 60

28,87 sin 0, 2.sin 60 .0,14

m/s

R r mg v



- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

 

0 sin 0, 2.sin 60 0,14.28,87

AB

R r



Đáp án D.

3 Luyện tập

Câu 1: Chọn một đáp án sai khi nói về từ trường:

A Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường cảm ứng từ đi qua

B Các đường cảm ứng từ là những đường cong không khép kín

C Các đường cảm ứng từ không cắt nhau

Trang 5

Câu 2: Công thức nào sau đây tính cảm ứng từ tại tâm của vòng dây tròn lên bán kính R mang dòng

điện I:

2.10 /

2 10 /

B   I R

C. B2 10 7I R D. B4 10 7I R/

Câu 3: Độ lớn cảm ứng từ trong lòng một ống dây hình trụ có dòng điện chạy qua tính bằng biểu thức:

A. B2 10 7I N B. B4 10 7IN l/

C. B4 10 7N I l/ D. B4 IN l/

Câu 4: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện

trong dây dẫn thẳng dài vô hạn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ:

Câu 5: Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm bên trong lòng ống dây có dòng điện đi qua sẽ tăng hay giảm bao nhiêu lần nếu số vòng dây và chiều dài ống dây đều tăng lên hai lần và cường độ dòng điện qua ống dây

giảm bốn lần:

A không đổi B giảm 2 lần C giảm 4 lần D. tăng 2 lần

Câu 6: Hai điểm M và N gần dòng điện thẳng dài, cảm ứng từ tại M lớn hơn cảm ứng từ tại N 4 lần Kết

luận nào sau đây đúng:

4

N M

r

2

N M

r

r 

Câu 7: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong

dây dẫn thẳng dài vô hạn:

Câu 8: Hình vẽ nào dưới đây xác định sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong

Câu 9: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong

Trang 6

A B C D.

Câu 10: Hình vẽ nào dưới đây xác định sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong

Câu 11: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn:

Câu 12: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng

dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện:

Câu 13: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây

của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện:

Trang 7

trong ống dây gây nên:

Trang 8

Câu 22: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện

Câu 24: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện

Câu 25: Cho dòng điện cường độ 1 A chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn Cảm ứng từ tại những điểm

cách dây 10 cm có độ lớn:

5.10  D. 0,5.106

Câu 26: Dây dẫn thẳng dài có dòng điện 5 A chạy qua Cảm ứng từ tại M có độ lớn 5

10  Điểm M cách dây một khoảng:

Câu 27: Tại tâm của dòng điện tròn cường độ 5 A người ta đo được cảm ứng từ B31, 4.106 Đường

kính của dòng điện tròn là:

Câu 28: Tại tâm của dòng điện tròn gồm 100 vòng, người ta đo được cảm ứng từ B62,8.104

Đường kính vòng dây là 10 cm Cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng là:

Câu 29: Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B 250.105 bên trong một ống dây, mà dòng

điện chạy trong mỗi vòng của ống dây chỉ là 2 A thì số vòng quấn trên ống phải là bao nhiêu, biết ống

dây dài 50 cm

A 7490 vòng B 4790 vòng C 479 vòng D. 497 vòng

Câu 30: Dùng loại dây đồng đường kính 0,5 mm, bên ngoài có phủ một lớp sơn cách điện mỏng quấn

quanh một hình trụ tạo thành một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau Cho dòng điện 0,1 A chạy qua

Trang 9

A. 18, 6.105 B. 26,1.105 C. 25.105 D. 30.105.

ĐÁP ÁN

Trang 10

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi

về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh

tiếng

I Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II.Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em

HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình,

TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng

đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất

cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề

thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	1,08 MB