S = 4π.10-7n2.V l + Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng [r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DÒNG ĐIỆN FU CÔ HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM MÔN VẬT LÝ
11 NĂM 2021-2022
1 KIẾN THỨC CHUNG
1.1 Định nghĩa Dòng điện FU-CO:
Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong
từ trường (hay được đặt trong từ trường) biến đổi theo thời gian là dòng điện FU-CO
1.2.Tác dụng của dòng điện FU-CO
a Một vài ứng dụng dòng điện FU-CO
- Gây ra lực để hãm chuyển động trong thiết bi máy móc hay dụng cụ
- Dùng trong phanh điện từ của xe có tải trọng lớn
- Nhiều ứng dụng trong Công tơ điện
b Một vài ví dụ về trường hợp dòng điện FU-CO có hại
- Làm nóng máy móc, thiết bị
- Làm giảm công suất của động cơ
1.3 Định nghĩa hiện tượng tự cảm:
Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do
chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra
1.4 Suất điện động tự cảm:
+ Trong mạch kín có dòng điện i chạy qua thì dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra
một từ thông được gọi là từ thông riêng của mạch: = Li
Đơn vị độ tự cảm là henry (H) S = 4π.10-7n2.V l + Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện
từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch
+ Suất điện động tự cảm: \[{e_{tc}} = - L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\]
+ Năng lượng từ trường của ống dây có dòng điện \[{{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2}\]
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1. Kết luận nào sau đây là đúng?
A Hiện tượng tự cảm không phải là hiện tượng cảm ứng điện từ
B Hiện tượng tự cảm không xảy ra ở các mạch điện xoay chiều
C Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên
từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch
D Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên
từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của từ trường bên ngoài mạch điện
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
Giải thích:
Trang 2Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi chính sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch
Câu 2. Khi đưa vào trong lòng ống dây một vật liệu có độ từ thẩm μ, lấp đầy ống dây thì độ tự cảm của nó
A tăng μ lần
B giảm μ lần
C không thay đổi
D có thể tăng hoặc giảm tuỳ vào bản chất của vật liệu từ
Hướng dẫn giải
Đáp án: A
Giải thích:
+ Một ống dây điện chiều dài ℓ, tiết diện S, gồm N vòng dây, có cường độ I chạy qua, độ tự cảm của ống dây: \[L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S\]
+ Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt: \[L = \mu 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S\]
Với μ là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (cỡ 104)
Câu 3. Trong thí nghiệm về hiện tượng tự cảm và ngắt mạch, người ta đưa lõi sắt vào trong lòng ống dây
để
A tăng điện trở của ống dây
B tăng cường độ dòng điện qua ống dây
C làm cho bóng đèn mắc trong mạch không bị cháy
D tăng độ tự cảm của ống dây
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Giải thích:
Khi ta đưa lõi sắt vào trong lòng ống dây thì độ tự cảm của ống dây tăng lên
Câu 4. Hệ số tự cảm (độ tự cảm) của ống dây có ý nghĩa vật lí gì?
A cho biết số vòng dây của ống dây là lớn hay nhỏ
B cho biết thể tích của ống dây là lớn hơn hay nhỏ
C cho biết từ trường sinh ra là lớn hay nhỏ khi có dòng điện đi qua
D cho biết từ thông qua ống dây là lớn hay nhỏ khi có dòng điện đi qua
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Giải thích:
Hệ số tự cảm (độ tự cảm) của ống dây có ý nghĩa vật lí: cho biết từ thông qua ống dây là lớn hay nhỏ khi
có dòng điện đi qua
3 LUYỆN TẬP
Trang 3B = 2.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 300 Người ta giảm đều từ trường đến không trong khoảng thời gian 0,01s Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong thời gian từ trường biến đổi:
A 10-3V B 2.10-3V C 3.10-3V D 4.10-3V
Câu 3 : Một khung dây cứng phẳng diện tích 25cm2 gồm 10 vòng dây, đặt trong từ trường đều,
mặt phẳng khung vuông góc với các đường cảm ứng từ Cảm ứng từ biến thiên theo
thời gian như đồ thị hình vẽ Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ
t = 0 đến t = 0,4s:
A ΔΦ = 4.10-5Wb B ΔΦ = 5.10-5Wb
C ΔΦ = 6.10-5Wb D ΔΦ = 7.10-5Wb
Câu 4 : Một khung dây cứng phẳng diện tích 25 cm2 gồm 10 vòng dây, đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung vuông góc với các đường cảm ứng từ Cảm ứng từ biến thiên
theo thời gian như đồ thị hình vẽ Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung
kể từ t = 0 đến t = 0,4 (s):
A 10-4V B 1,2.10-4V
C 1,3.10-4V D 1,5.10-4V
Câu 5 : Một vòng dây đặt trong từ trường đều B = 0,3 T Mặt phẳng vòng dây vuông góc với đường sức
từ Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây nếu đường kính vòng dây giảm từ 100 cm xuống
60 cm trong 0,5 (s):
Câu 6 : Một hình vuông cạnh 5cm được đặt trong từ trường đều B = 0,01 T Đường sức từ vuông góc với
mặt phẳng khung Quay khung trong 10-3 s để mặt phẳng khung dây song song với đường sức từ Suất điện động trung bình xuất hiện trong khung là:
A 25 mV B 250 mV C 2,5 mV D 0,25 mV
Câu 7 : Một khung dây phẳng có diện tích 12 cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10-2 T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 300 Tính độ lớn từ thông qua khung:
A 2.10-5Wb B 3.10-5Wb C 4 10-5Wb D 5.10-5Wb
Câu 8 : Một khung dây có diện tích 5cm2 gồm 50 vòng dây Đặt khung dây trong từ trường đều có cảm ứng từ B và quay khung theo mọi hướng Từ thông qua khung có giá trị cực đại là 5.10-3 Wb Cảm ứng từ
B có giá trị nào ?
Câu 9 : Một vòng dây phẳng có diện tích 80cm2 đặt trong từ trường đều B = 0,3.10-3T véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây Đột ngột véc tơ cảm ứng từ đổi hướng trong 10-3 s Trong Thời gian
đó suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là:
A 4,8.10-2V B 0,48V C 4,8.10-3V D 0,24V
0 0,4
2,4.10 -3
t(s) B(T)
0 0,4
2,4.10 -3
t(s) B(T)
Trang 4Câu 10 : Một khung dây hình tròn bán kính 20 cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều mà các đường sức
từ vuông với mặt phẳng vòng dây Trong thời gian t cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T thì trong khung dây có một suất điện động không đổi với độ lớn là 0,2 V Thời gian t đó là
Câu 11 : Một khung dây dẫn điện trở 2 Ω hình vuông cạch 20 cm nằm trong từ trường đều các cạnh vuông
góc với đường sức Khi cảm ứng từ giảm đều từ 1 T về 0 trong thời gian 0,1 (s) thì cường độ dòng điện trong dây dẫn là
Câu 12 : Một cuộn dây có 400 vòng, điện trở 4Ω, diện tích mỗi vòng là 30cm2 đặt cố định trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây, hai đầu cuộn dây nối với nhau thành mạch kín Tốc độ biến thiên cảm ứng từ qua mạch là bao nhiêu để cường độ dòng điện trong mạch là 0,3A:
A 1 T/s B 0,5 T/s C 2 T/s D 4 T/s
Câu 13 : Một hình chữ nhật kích thước 3cm x 4cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4T, véc
tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 300 Tính từ thông qua hình chữ nhật đó:
A 2.10-7Wb B 3.10-7Wb C 4 10-7Wb D 5.10-7Wb
Câu 14 : Một vòng dây diện tích S đặt trong từ trường có cảm ứng từ B, mặt phẳng khung dây hợp với
đường sức từ góc α Góc α bằng bao nhiêu thì từ thông qua vòng dây có giá trị BS
2
Câu 15 : Từ thông qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,2 (s) từ thông giảm từ 1,2 (Wb)
xuống còn 0,4 (Wb) Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng:
A 6 (V) B 4 (V) C 2 (V) D 1 (V)
Câu 16 : Một vòng dây dẫn tròn có diện tích 0,4m2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,6T, véc
tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây Nếu cảm ứng từ tăng đến 1,4T trong thời gian 0,25 (s) thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là:
Câu 17 : 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
Câu 18 : Một khung dây phẳng, diện tích 20 (cm2), gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều Vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc 300 và có độ lớn B = 2.10-4 (T) Người ta làm cho từ trường giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01 (s) Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian từ trường biến đổi là:
Trang 5Câu 19 : Từ thông qua một khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn như
hình vẽ Suất điện động cảm ứng trong khung trong các thời điểm tương ứng
sẽ là:
A trong khoảng thời gian 0 đến 0,1 (s): E = 3V
B trong khoảng thời gian 0,1 đến 0,2 (s): E = 6V
C trong khoảng thời gian 0,2 đến 0,3 (s): E = 9V
D trong khoảng thời gian 0 đến 0,3 (s): E = 4V
Câu 20 : Vòng dây kim loại diện tích S,hợp với vectơ cảm ứng từ một
góc 300, cho biết cường độ của cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như
đồ thị, suất điện động cảm ứng sinh ra có giá trị là
2 S (V)
C
2
S
Câu 21 : Một khung dây được đặt cố định trong từ trường đều mà cảm ứng từ có độ lớn ban đầu xác định
Trong thời gian 0,2 (s) từ trường giảm đều về 0 thì trong thời gian đó khung dây xuất hiện suất điện động với độ lớn 100 mV Nếu từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,5 (s) thì suất điện động trong thời gian
đó là
Câu 22 : Chọn phát biểu đúng: Một khung dây phẳng đặt trong từ trường đều nhưng biến đổi theo thời
gian các đường sức từ nằm trong mặt phẳng của khung Trong 0,1 (s) đầu cảm ứng từ tăng từ 10 μT đến 20 μT; 0,1 (s) tiếp theo cảm ứng từ tăng từ 20 μT đến 30 μT So sánh suất điện động cảm ứng trong khung dây
ta có
A ec1 = 2ec2 B ec1 = ec2 C ec1 = 3ec2 D ec1 = 4ec2
Câu 23 : Khung dây có tiết diện 30cm2 đặt trong từ trường đều B = 0,1T Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ Trong các trường hợp nào suất điện động cảm ứng trong mạch bằng nhau:
(I) quay khung dây trong 0,2 (s) để mặt phẳng khung song song với đường cảm ứng từ
(II) giảm từ thông xuống còn một nửa trong 0,2 (s)
(III) tăng từ thông lên gấp đôi trong 0,2 (s)
(IV) tăng từ thông lên gấp ba trong 0,3 (s)
A (I) và (II) B (II) và (III) C (I) và (III) D (III) và (IV)
Câu 24 : Dây dẫn thứ nhất có chiều dài L được quấn thành một vòng sau đó thả một nam châm rơi vào
vòng dây Dây dẫn thứ hai cùng bản chất có chiều dài 2L được quấn thành 2 vòng sau đó cũng thả nam châm rơi như trên So sánh cường độ dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp thấy:
A I1 = 2I2 B I2 = 2I1 C I1 = I2 = 0 D I1 = I2 ≠ 0
Câu 25 : Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài 2 dm ,chiều rộng 1,14dm , đặt trong từ trường đều B,
vectơ B vuông góc với mặt phẳng khung Cho B = 0,1T Xác định chiều Ic và độ lớn của suất điện động cảm ứng Ec xuất hiện trong khung dây khi người ta uốn khung dây nói trên thành một vòng dây hình tròn
Trang 6A Chu vi mạch điện không đổi nên từ thông qua mạch không biến thiên, Ec = 0
B Ic cùng chiều kim đồng hồ ; Ec = 14μV
C Ic cùng chiều kim đồng hồ ; Ec = 1,4 V
D Ic ngược chiều kim đồng hồ ; Ec = 0,86V
Trang 7Website 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
xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh
Học
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
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
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
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
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