Microsoft PowerPoint tn cam ung dien tu pub ppt Trắc nghiệm Cảm ứng ñiện từ & Điện từ trường biến thiên Lê Quang Nguyên www4 hcmut edu vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe com Câu 1 Đặt một khung dây dẫn[.]
Trang 1Trắc nghiệm Cảm ứng ñiện từ &
Điện từ trường biến thiên
Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe.com
Câu 1 Đặt một khung dây dẫn trong
một từ trường ñều B song song
với mặt phẳng của khung Trong dây sẽ xuất hiện một sức ñiện ñộng cảm ứng khi:
(a) B tăng.
(b) B giảm.
(c) Tịnh tiến khung dây
(d) Quay khung dây quanh một
trục không song song với B.
B
Trả lời câu 1
• Khi khung dây song song với từ
trường thì từ thông qua nó bằng
không Do ñó nếu:
• thay ñổi B nhưng giữ yên khung
dây,
• tịnh tiến khung dây (chuyển ñộng
nhưng luôn luôn song song với
chính nó),
• quay khung quanh trục song song
với B,
• thì không có sññ cảm ứng
• Câu trả lời ñúng là (d)
Câu 2 Một khung dây dẫn hình chữ nhật chuyển ñộng với vận tốc không ñổi ra khỏi một từ trường ñều Chọn phát biểu ñúng:
(a) Không có dòng cảm ứng qua khung
(b) Dòng cảm ứng ñi ngược chiều kim ñồng hồ
(c) Dòng cảm ứng ñi theo chiều kim ñồng hồ
(d) Cả ba câu trên ñều sai
x
B
v
Trang 2Trả lời câu 2
• Khi khung dây ñi ra khỏi
miền có từ trường thì từ
thông ñi vào khung giảm
• Dòng cảm ứng phải tạo một
từ trường hướng vào ñể
chống lại sự giảm từ thông
• Muốn thế dòng cảm ứng
phải ñi theo chiều kim ñồng
hồ
• Câu trả lời ñúng là (c)
x
B
v i
x
B’
Câu 3 Đặt một khung dây dẫn gần một dòng ñiện thẳng, dài vô hạn Để có dòng cảm ứng như hình vẽ thì khung dây phải di chuyển:
(a) lại gần dòng ñiện
(b) ra xa dòng ñiện
(c) song song với dòng ñiện
(d) cả ba câu trên ñều sai
I
i
●
B
Trả lời câu 3
• Dòng cảm ứng tạo một từ
trường ñi vào khung dây Từ
trường ñó dùng ñể bù trừ:
1 Một từ thông ñi vào giảm,
2 hay một từ thông ñi ra tăng
• Ở ñây dòng ñiện vô hạn gửi
một từ thông ñi ra khung dây,
ta ñang ở trường hợp 2
• Khung phải tiến lại gần dòng
ñiện ñể từ thông tăng ñi ra
tăng lên
I
i
B lớn
hơn
Câu trả lời ñúng
là (a)
Câu 4
Một thanh dẫn chiều dài l di chuyển với vận tốc không ñổi v ra
xa một dòng ñiện thẳng vô hạn,
cường ñộ I Ở khoảng cách r, sññ
cảm ứng giữa hai ñầu thanh là:
r
vl
π µ
ε
2
0
=
l
vIr
π µ
ε
2
0
=
r
vI
π µ
ε
2
0
=
r
vIl
π µ
ε
2
0
=
I
r v
Trang 3Trả lời câu 4
• Trong thời gian dt, thanh quét
một diện tích dS = ldr = lvdt.
• Từ thông quét ñược trong thời
gian ñó:
• Vậy sññ cảm ứng trong thanh là:
• Câu trả lời ñúng là (d)
I
r
v lvdt
r
I BdS
d
π
µ
2
0
=
=
Φ
vl r
I dt
d
π µ
ε
2
0
=
Φ
x
B
Trả lời câu 4 (tt)
• Dòng cảm ứng trong trường hợp này do lực từ tạo nên
• Lực từ tác ñộng lên một electron trong thanh dẫn:
• F m hướng xuống: các e− ñi xuống, còn dòng ñiện thì ñi lên
• Hai ñầu thanh sẽ tích ñiện trái dấu, với ñầu dương ở trên
• Khi có thanh dẫn chuyển ñộng ta dùng lực từ ñể tìm chiều của dòng cảm ứng
I
v
x
B B
v e
F m
×
−
=
−
F m
+
Câu 5
Một khung dây dẫn tròn bán kính a ñược ñặt
trong một từ trường ñều B = B0e−ωt , với B0 không
ñổi và hợp với mặt phẳng khung dây một góc α
Sức ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong khung là:
(a)
(b)
(c)
(d)
α π
ω
cos
2
0 e a
B − t
=
2
0 e a
Bω tπ
ε = − ω
α π
ω
cos
2
0 e a
B − t
=
α π
ω
cos
2 2
B − t
=
Trả lời câu 5 - 1
• Từ thông qua khung dây:
• Sức ñiện ñộng cảm ứng:
• Câu trả lời ñúng là (a)
α π
cos B a2
= Φ
α π
dt
dB dt
dΦ =−
−
=
e B e
B dt
d dt
dB = 0 −ω =− 0ω −ω
α π
ω
cos
2
0 e a
B − t
=
n
B(t)
α
i
Từ thông ñi lên giảm, từ trường cảm ứng hướng lên
B’
Trang 4Trả lời câu 5 - 2
• Trong trường hợp này từ
trường biến thiên ñã tạo ra
một ñiện trường có ñường
sức khép kín – ñiện
trường xoáy
• Điện trường xoáy làm các
ñiện tích trong khung dây
chuyển ñộng thành dòng
kín, tạo nên dòng cảm
ứng
B(t)
i
E
+
F
Trả lời câu 5 - 3
• Công của lực ñiện trường xoáy khi dịch chuyển một ñơn vị ñiện tích dương thành dòng kín chính
là sức ññ cảm ứng, do ñó:
• (C) là khung dây, (S) là mặt giới hạn trong (C)
• Đó là ñịnh luật Maxwell-Faraday Dưới dạng vi phân:
∫
⇔
Φ
−
=
) ( )
dS n B dt
d r
d E dt
ε
t
B E
rot
∂
∂
−
=
Câu 6 Một khung dây dẫn gồm hai dây dài song song
nối với nhau bằng một ñiện trở R, và một thanh
trượt Đặt khung gần một dòng ñiện thẳng vô hạn
cường ñộ I, song song với hai dây dẫn.
I
a
b
Câu 6 (tt)
Cho thanh trượt với vận tốc không ñổi v, dòng
ñiện cảm ứng trong khung có chiều và ñộ lớn: (a) ngược chiều kim ñồng hồ,
(b) ngược chiều kim ñồng hồ, (c) cùng chiều kim ñồng hồ, (d) cùng chiều kim ñồng hồ,
a
b R
vI
2
0
π
µ
=
b
a R
vI
2
0
π
µ
=
a
b R
vI
2
0
π
µ
=
b
a R
vI
2
0
π µ
=
Trang 5Trả lời câu 6 - 1
• dS là diện tích do thanh quét trong thời gian dt.
• Để tìm từ thông qua dS ta chia nó thành các dải
hẹp song song với dòng ñiện I, mỗi dải cách I một
khoảng r, có bề rộng dr.
I
dr dS
Trả lời câu 6 - 2
• Từ thông qua mỗi dải bằng: B(r)vdtdr.
• Từ thông qua dS bằng tổng từ thông qua các dải:
I
a
b R
dr
= Φ
b
a r
dr I vdt dr r
I vdt vdtdr r
B d
π
µ π
µ
2 2
0 0
x B
Trả lời câu 6 - 3
• Suy ra sức ñiện ñộng và dòng ñiện cảm ứng:
a
b I vdt
2
0
π
µ
=
Φ
a
b I
2
0
π
µ
ε =
a
b R
I v
R
2
0
π
µ
ε =
=
Trả lời câu 6 - 4
• Khi thanh chuyển ñộng từ thông ñi vào khung, tạo
bởi hai dây ngang và thanh, tăng lên
• Dòng i ñi ngược chiều kim ñồng hồ ñể tạo một từ
trường cảm ứng hướng ra
• Câu trả lời ñúng là (a)
I
i
Trang 6Câu 7 Một thanh dẫn ñiện dài 1 m
quay ñều quanh một ñầu với
tần số 2 vòng/s trong một từ
trường ñều B = 0,1 T vuông
góc với thanh Hiệu thế giữa
hai ñầu thanh bằng:
(a) 0,314 V
(b) 0,628 V
(c) 3,14 V
(d) 0 V
● B
Trả lời câu 7 - 1
• Diện tích do thanh quét
trong thời gian dt:
• Từ thông qua dS:
• Sức ñiện ñộng cảm ứng:
dt l d
l
2
1 2
=
dt Bl BdS
2
1
=
= Φ
ω
2
1
Bl dt
dΦ=
=
dα l
Trả lời câu 7 - 2
• Vì mạch hở nên hiệu thế giữa hai ñầu thanh bằng
sức ññ cảm ứng:
• Với l = 1 m, B = 0,1 T, ω = 2 × 2π (rad/s).
• Suy ra: ∆V = 0,628 (V).
• Câu trả lời ñúng là (b)
ω
2
1
Bl
V = =
∆
Trả lời câu 7 - 3
• Lực từ tác ñộng lên một ñiện tích dương:
• Lực này hướng về ñầu cố ñịnh của thanh
• Vậy dòng cảm ứng hướng
về ñầu cố ñịnh của thanh:
• Đầu này sẽ tích ñiện dương,
và ñầu còn lại tích ñiện âm
● B
F m
B v q
F m
×
v
Trang 7Câu 8 Một khung dây dẫn ñi vào một
từ trường ñều với một vận tốc
ban ñầu nào ñó Sau ñó khung
sẽ chuyển ñộng:
(a) thẳng với vận tốc không
ñổi
(b) thẳng chậm dần
(c) thẳng nhanh dần
(d) theo một quỹ ñạo cong nào
ñó
x
B
v
Trả lời câu 8
• Khi một phần của khung ở trong từ trường thì từ thông ñi vào khung tăng lên
• Dòng cảm ứng sẽ xuất hiện theo ngược chiều kim ñồng hồ
ñể tạo một từ trường hướng ra
• Lực từ lên hai cạnh ngang bù trừ lẫn nhau
• Cạnh thẳng ñứng bên phải nằm ngoài từ trường nên không chịu tác ñộng của lực từ
x
B
F’
F’ i
B l F
×
=
Trả lời câu 8 (tt)
• Vậy lực từ toàn phần trên
khung dây bằng lực từ tác
ñộng lên cạnh thẳng ñứng
bên trái
• Lực này nằm ngang và
hướng sang trái, cản lại
chuyển ñộng của khung
dây
• Khung dây sẽ chuyển ñộng
thẳng chậm dần
• Câu trả lời ñúng là (b)
x
B
i F
Câu 9
Cho hai ñiện trường E1, E2với:
(a) E1 là ñiện trường xoáy
(b) E2 là ñiện trường tĩnh
(c) E1 do từ trường biến thiên sinh ra
(d) E2 do từ trường biến thiên sinh ra
Ghi chú:
t
B E
E
∂
∂
−
=
×
∇
=
×
∇
2
1 0
z y
z
e y
e x
E E
div E
E rot
∂
∂ +
∂
∂ +
∂
∂
≡
∇
⋅
∇
=
×
∇
≡
Trang 8Trả lời câu 9
• E1 là ñiện trường tĩnh
• E2 là ñiện trường do từ trường biến thiên sinh ra
(ñiện trường xoáy)
• Câu trả lời ñúng là (d)
t
B E
E
∂
∂
−
=
×
∇
=
×
∇
2
1 0
Câu 10 Dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell-Ampère (ñịnh luật về dòng ñiện toàn phần) là:
t
D j H
∂
∂ +
=
×
∇
t
D j H
∂
∂ +
=
⋅
∇
t
j D H
∂
∂ +
=
×
∇
ρ
=
⋅
∇ H
Trả lời câu 10
• Ta ñã biết từ trường biến thiên tạo ra một ñiện
trường xoáy (ñịnh luật Maxwell-Faraday):
• Ngược lại, ñiện trường biến thiên cũng tạo ra một
từ trường (ñịnh luật Maxwell-Ampère):
∫
) ( )
dS n B dt
d l
d
t
B E
∂
∂
−
=
×
∇
t
D j H
∂
∂ +
=
×
∇
∫
) ( )
dS n D dt
d I l
d
Trả lời câu 10 (tt)
• Câu trả lời ñúng là (a)
• Trên ñây là hai trong bốn phương trình căn bản của ñiện trường và từ trường (hệ phương trình Maxwell)
• Hai phương trình còn lại diễn tả ñịnh luật Gauss:
0 0
) (
=
⋅
∇
=
⋅
S
ρ
=
⋅
∇
=
⋅
∫D n dS Q D S
) (
Trang 9Câu 11 Chọn phát biểu ñúng với các luận ñiểm của
Maxwell:
(c)
(d) Tất cả ñều ñúng
t
B E
∂
∂
−
=
×
∇
t
D j H
∂
∂ +
=
×
∇
S d t
D j l
d
H
S C
⋅
∂
∂ +
=
∫
) ( )
(
Trả lời câu 11
• (a) và (b) là dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell-Faraday và Maxwell-Ampère
• Còn (c) chính là dạng tích phân của (b)
• Gọi (S) là mặt giới hạn trong chu tuyến (C), dS là
diện tích vi phân trong (S)
• Ta có
• Câu trả lời ñúng là (d)
dS n S
≡
∫
∂
∂ +
) ( )
dS n D dt
d I S d t
D
Câu 12 Chọn biểu thức ñúng:
với (V) là thể tích giới hạn trong mặt kín (S)
0
)
(
=
⋅
∫
S
S
d
B
0
) (
=
⋅
∇
∫
V
dV B
0
=
⋅
∇ B
Trả lời câu 12
• (a) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường
• Lấy tích phân của (c) trong thể tích (V) ta ñược (b)
• Câu trả lời ñúng là (d)
Trang 10Câu 13 Định lý về dòng ñiện toàn phần ñược thể hiện
qua công thức:
với I in là cường ñộ của dòng ñiện ñi qua mặt giới
hạn trong (C)
∑
∫ ⋅ = in
C
I l
d
H
)
(
0
) (
=
⋅
∫
S
S d B
0
)
(
=
⋅
∇
∫
V
dV
B
Trả lời câu 13
• (a) là ñịnh luật Ampère, dùng cho từ trường tĩnh
• (b) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường
• Định luật về dòng ñiện toàn phần (hay ñịnh luật Maxwell-Ampère) là:
• Câu trả lời ñúng là (d)
t
D j H
∂
∂ +
=
×
∇
∫
) ( )
dS n D dt
d I l d
Câu 14 Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ là:
2 0
2 0
2
1 2
1
H D
u = ε ε + µ µ
B H D
E
u
⋅ +
⋅
=
2
1 2
1
Trả lời câu 14
• Mật ñộ năng lượng ñiện trường:
• Mật ñộ năng lượng từ trường:
• Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ:
D E E
u e = = ⋅
2
1 2
0ε ε
B H H
2
1 2
0µ µ
B H D
E H
E u
⋅ +
⋅
= +
=
2
1 2
1 2
1 2
0
2
ε
Câu trả lời ñúng là (c)
Trang 11Bảng trả lời
c 14
b
7
d 13
a
6
d 12
a
5
d 11
d
4
a 10
a
3
d 9
c
2
b 8
d
1
Trả lời Câu
Trả lời
Câu