BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (BỒI DƯỠNG HSG LÝ)

Hiện tượng cảm ứng điện từ: là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng (hay dòng điện cảm ứng) khi từ thông qua mạch kín biến thiên Định luật cảm ứng điện từ: ”Khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng” Thời gian tồn tại dòng điện cảm ứng cũng là thời gian có sự biến thiêu từ thông

E2  B

Chuyên đề: BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I.Lý thuyết

1.Từ thông

Từ thông qua khung dây kín diện tích S đặt trong từ trường đều B có độ lớn:  BScos 

Nếu khung có N vòng dây :  NBScos 

Trong đó

B : cảm ứng từ (T)

S : diện tích khung dây (m 2 )

: từ thông (Wb) “Vêbe”; 1Wb = 1 T.m 2

) , (B n



 ; n: vecto pháp tuyến của khung dây

2.Hiện tượng cảm ứng điện từ: là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng (hay dòng điện cảm ứng) khi từ

thông qua mạch kín biến thiên

*Định luật cảm ứng điện từ:

”Khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm

ứng”

Thời gian tồn tại dòng điện cảm ứng cũng là thời gian có sự biến thiêu từ thông

*Chiều của dòng điện cảm ứng – định luật Lenxơ:

“Dòng điện cảm ứng trong một đoạn mạch điện kín có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó (đó là sự biến thiên của từ thông qua mạch)”

- Nếu tăngBC  B

- Nếu giảmBC  B

( B là từ trường ban đầu; BC là từ trường cảm ứng)

3.Suất điện động cảm ứng

a.Trường hợp tổng quát: Trong mạch điện là một khung dây có N vòng dây thì: eC =

t

N





 ; trong đó 

là từ thông qua diện tích giới hạn một vòng dây

b.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 trong từ trường có cảm ứng từ B

bằng

e C = Blv sin Trong đó:

 l (m) là chiều dài đoạn dây

 v(m/s) là vận tốc của đoạn dây

  là góc giữa B và v.

v và B cùng vuông góc với đoạn dây

II Bài tập

Bài 1: Một đoạn dây dẫn thẳng dài AB chiều dài l=20cm được Treo nằm ngang bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng

đứng chiều dài L=40cm Dây được đặt trong một từ trường đều thẳng đứng, B=0,1T Kéo lệch AB để dây treo hợp góc 0=600 với phương thẳng đứng rồi buông tay Tìm biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong AB khi dây treo lệch góc  với phương thẳng đứng, suy ra giá trị suất điện động cực đại Bỏ qua lực cản của không khí

Bài 2: Một dây dẫn có chiều dài l = 2m, điện trở R = 4 được uốn thành một hình vuông

Các nguồn điện có E1 = 10V, E2 = 8V, r1 = r2 = 0 được mắc vào các cạnh của hình vuông như

hình vẽ Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có phương vuông góc với mp khung

dây B tăng theo thời gian theo quy luật B = kt, với k = 64 T/s Tính dòng điện trong mạch

M

N

B





Bài 3:Thanh kim loại AB được kéo trượt đều trên hai thanh ray trong mặt phảng nằm ngang với vận tốc v =

10 m/s Hai ray cách nhau đoạn l = 0,5m và đặt trong từ trường đều thẳng đứng, cảm ứng từ B Mắchai tụ điện C1, C2 ( với C1= 1,5 C2 ) nối tiếp nhau vào đầu hai ray Biết hiệu điện thế hai đầu tụ C2 là 0,5V Tính B

Bài 4:Hệ thống dây dẫn đặt nằm ngang như hình vẽ Thanh Hz trượt trên các cạnh Ox, Oy và luôn vuông

góc với mặt phẳng phân giác OH, Hz tiếp xúc với Ox, Oy tại M;N góc xOy = 2 Vận tốc chuyển động của thanh Hz không đổi và bằng v Các dây dẫn đều cùng làm bằng một chất , cùng tiết diện và có điện trở trên

một đơn vị chiều dài là r Bỏ qua điện trở tiếp xúc tại M;N Hệ thống đặt trong từ trường đều B thẳng đứng

có độ lớn B Hãy xác định chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng chạy qua MN

Bài 5: Vòng dây tròn đồng chất tiết diện đều, bán kính a, điện trở một đơn vị chiều

dài là r Một thanh cùng loại trượt trên vòng tròn với vận tốc không đổi v Đặt hệ

thống trong từ trường đều B vuông góc với mặt phẳng vòng dây Bỏ qua điện trở

tiếp xúc tại M;N Hãy xác định chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng chạy qua MN

Bài 6:Cuộn dây kim loại (  = 2.10-8 .m), có N = 1000 vòng dây và đường kính d = 10 cm, tiết diện dây S0

= 0,2 mm2 có trục song song với B của từ trường đều Tốc độ biến thiên B 0, 2 /T s

t





a.Nối hai đầu cuộn dây với tụ điện C = 1F Tính điện tích của tụ điện

b.Nối hai đầu cuộn dây với nhau Tính cường độ dòng điện cảm ứng và công suất nhiệt trong cuộn dây?

Bài 7: Vòng dây dẫn diện tích S = 1m2 đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng vòng dây Hai tụ điện C1 = 1F ; C2 = 2F được mắc nối tiếp trong vòng dây ở vị trí xuyên tâm đối Cho B thay đổi theo quy luật B = kt ( k = 0,6 T/s) Tính hiệu điện thế và điện tích mỗi tụ điện

2

O



