Đề tài “Hệ thống các bài tập cảm ứng điện từ ứng dụng bồi dưỡng HSG môn Vật Lí 11 và 12” nhằm giúp các em học sinh có cái nhìn tổng quát hơn về bài tập cảm ứng điện từ và không còn cảm thấy khó khăn khi gặp dạng toán này.
Trang 1thường nhi u h n thu n l i nh ng r t có ý nghĩa đ i v i các trề ơ ậ ợ ư ấ ố ớ ường THPT. K t quế ả thi h c sinh gi i s lọ ỏ ố ượng và ch t lấ ượng là m t trong các tiêu chí quan tr ng, ph nộ ọ ả ánh năng l c, ch t lự ấ ượng d y và h c c a các trạ ọ ủ ường, c a giáo viên và h c sinh. ủ ọ
Th c tr ng trình đ nh n th c c a h c sinh THPT ch a cao, đ c bi t là đ i v iự ạ ộ ậ ứ ủ ọ ư ặ ệ ố ớ
h c sinh vùng nông thôn, trung du phân ph i th i gian cho h c t p còn ít so v i lọ ố ờ ọ ậ ớ ượ ng
ki n th c c a SGK và thi u th n sách tham kh o nên vi c nh n d ng và phân lo i,ế ứ ủ ế ố ả ệ ậ ạ ạ
t ng h p các d ng bài toán đ xác đ nh đổ ợ ạ ể ị ược cách gi i c a bài toán là h t s c khóả ủ ế ứ khăn đ i v i ph n l n h c sinh. ố ớ ầ ớ ọ
Trong quá trình d y h c và b i dạ ọ ồ ưỡng HSG v t lý 11ậ ,12 khi d y ph n ạ ầ c m ngả ứ
đi n tệ ừ tôi nh n th y các em đ u g p khó khăn trong khi làm bài t p ph n này. Đa sậ ấ ề ặ ậ ầ ố các em ch có th làm đỉ ể ược các bài toán đ n gi nơ ả Đây là m t d ng bài toán khó vàộ ạ
ph c t p. V y làứ ạ ậ m th nào đ h c sinh có th gi i đế ể ọ ể ả ược các bài toán khó v c mề ả
ng đi n t
ứ ệ ừ m t cách d dàng và đ n gi n? Đ gi i quy t v n đ trên tôi bộ ễ ơ ả ể ả ế ấ ề ước vào nghiên c u đ tài “ứ ề H th ng các bệ ố ài t p ậ c m ng đi n t ng d ng b i dả ứ ệ ừ ứ ụ ồ ưỡng HSG môn V t Lí 11 và 12ậ ”. Đ t đó giúp các em h c sinh có cái nhìn t ng quát h nể ừ ọ ổ ơ
v bài ề t p c m ng đi n t ậ ả ứ ệ ừ và không còn c m th y khó khăn khi g p d ng toán này.ả ấ ặ ạ
2. Tên sáng ki n: ế “H th ng các bệ ố ài t p ậ c m ng đi n t ng d ng b i dả ứ ệ ừ ứ ụ ồ ưỡng HSG môn V t Lí 11 và 12ậ ”
3. Tác gi sáng ki nả ế
H và tên: Nguy n Th Thu Hàọ ễ ị
Đ a ch tác gi sáng ki n: Trị ỉ ả ế ường THPT Đ ng Đ u, Yên L c, Vĩnh Phúcồ ậ ạ
S đi n tho i: 0988298140ố ệ ạ E_mail: nguyenthithuhasp2@gmail.com
4. Ch đ u t sáng ki nủ ầ ư ế
H và tên: Nguy n Th Thu Hàọ ễ ị
1
Trang 2 Đ a ch tác gi sáng ki n: Trị ỉ ả ế ường THPT Đ ng Đ u, Yên L c, Vĩnh Phúcồ ậ ạ
S đi n tho i: 0988298140ố ệ ạ E_mail: nguyenthithuhasp2@gmail.com
5. Lĩnh v c áp d ng sáng ki nự ụ ế
Ôn t p h c sinh gi i V t Lí 11ậ ọ ỏ ậ , 12
6. Ngày sáng ki n đế ược áp d ng l n đ u ho c áp d ng thụ ầ ầ ặ ụ ử
Ngày 01/ 01/ 2017
7. Mô t b n ch t c a sáng ki nả ả ấ ủ ế
7. 1. V n i dung c a sáng ki nề ộ ủ ế
7. 1. 1. C s lí thuy t ơ ở ế
7. 1. 1. 1. Hi n tệ ượng c m ng đi n tả ứ ệ ừ
Hi n t ệ ượ ng c m ng đi n t ả ứ ệ ừ là hi n tệ ượng xu t hi n su t đi n đ ng c m ngấ ệ ấ ệ ộ ả ứ trong m ch đi n kín khi có s bi n đ i c a t thông qua m ch.ạ ệ ự ế ổ ủ ừ ạ
* Đ nh lu t Lenx : Dòng đi n c m ng có chi u sao cho t thông mà nó sinh ra quaị ậ ơ ệ ả ứ ề ừ
m ch kín ch ng l i s bi n thiên c a t thông đã sinh ra nóạ ố ạ ự ế ủ ừ
+ Trong đo n dây có chi u dài ạ ề l chuy n đ ng v i v n t c v trong t trể ộ ớ ậ ố ừ ường urB, chi uề dòng đi n c m ng trong đo n dây đệ ả ứ ạ ược xác đ nh b ng quy t c “Bàn tay ph i”:ị ằ ắ ả
* Đ l n su t đi n đ ng c m ng: ộ ớ ấ ệ ộ ả ứ e c =Blvsin α α( = � �� �ur rB v, ) (3.2)
* Quy t c “ắ Bàn tay ph i”: ả
2
Trang 3Đ t bàn tay ph i h ng các đặ ả ứ ường s c t , ngón tay cái choãi ra hứ ừ ướng theo chi uề chuy n đ ng c a đo n dây d n, khi đó chi u t c tay đ n các ngón còn l i ch chi uể ộ ủ ạ ẫ ề ừ ổ ế ạ ỉ ề dòng đi n c m ng trong đo n dây đó.ệ ả ứ ạ
Chú ý: Có th coi đo n dây d n nh m t ngu n đi n thì chi u t c tay đ n các ngónể ạ ẫ ư ộ ồ ệ ề ừ ổ ế còn l i ch chi u t c c âm sang c c dạ ỉ ề ừ ự ự ương c a ngu n đi n đó.ủ ồ ệ
7. 1. 1. 2. T C MỰ Ả
Hi n tệ ượng t c mự ả
Hi n tệ ượng t c m là hi n tự ả ệ ượng c m ng đi n t trong m t m ch đi n do chínhả ứ ệ ừ ộ ạ ệ
s bi n đ i c a dòng đi n trong m ch đó gây ra.ự ế ổ ủ ệ ạ
c a m ch đi n)ủ ạ ệ
Năng lượng t trừ ường
Năng lượng t trừ ường: 1 2
7. 1. 2. Phương pháp gi i bài t pả ậ
3
Trang 47. 1. 2. 1. V i d ng bài t p v ớ ạ ậ ềhi n tệ ượng c m ng đi n t ả ứ ệ ừ \
Xác đ nh xem m ch là ị ạ m ch kín ạ hay đ an dây chuy n đ ng ọ ể ộ
0
Φ <
Δ ; uurB c ngược chi u v i ề ớ urB khi Δ Φ > 0
N u là đo n dây chuy n đ ng thì:ế ạ ể ộ
+ Đ l n su t đi n đ ng c m ng: ộ ớ ấ ệ ộ ả ứ e c =Blvsin , θ θ = � �� �B vur r,
+ Chi u c a dòng đi n c m ng: Áp d ng quy t c ề ủ ệ ả ứ ụ ắ “Bàn tay ph i”: ả urB đâm vào lòng bàn tay, vr hướng theo ngón cái choãi ra, I cùng chi u v i các ngón còn l i.ề ớ ạ
M t s chú ý:ộ ố
+ T thông c a m ch có th bi n thiên do: ừ ủ ạ ể ế urB bi n thiên (do chuy n đ ng tế ể ộ ương đ iố
gi a nam châm và vòng dây, do I trong m ch bi n thiên…); S bi n thiên (kéo dãn, bópữ ạ ế ế méo vòng dây…); α bi n thiên (quay vòng dây…).ế
+ Trường h p đo n dây d n chuy n đ ng trong t trợ ạ ẫ ể ộ ừ ường có th coi đo n dây d n làể ạ ẫ
m t ngu n đi n, do đó khi áp d ng quy t c ộ ồ ệ ụ ắ “Bàn tay ph i” ả thì các ngón còn l i chạ ỉ chi u t c c âm sang c c dề ừ ự ự ương c a ngu n.ủ ồ
+ C n k t h p v i các công th c v đ nh lu t Ôm đ xác đ nh các đ i lầ ế ợ ớ ứ ề ị ậ ể ị ạ ượng đi nệ
nh l, r…: các đ nh lu t Niut n đ xác đ nh các đ i lư ị ậ ơ ể ị ạ ượng c h c nh v, a, s…ơ ọ ư
7. 1. 2. 2. V i d ng bài t p v ớ ạ ậ ềhi n tệ ượng t c m. ự ả
+ Năng lượng t trừ ường: 1 2
2
=
W Li
4
Trang 5+ M t đ năng lậ ộ ượng t trừ ường: w=W
a) Bi t thanh CD trế ượt sang trái v i gia t cớ ố
a=3m/s2. Xác đ nh chi u và đ l n dòng đi n Iị ề ộ ớ ệ
qua CD
b) Nâng hai đ u A, B c a ray lên đ ray h pầ ủ ể ợ
v i m t ph ng ngang góc ớ ặ ẳ =30o. Tìm hướ ng
và gia t c chuy n đ ng c a thanh, bi t thanhố ể ộ ủ ế
C
D B
Hình 1
Trang 6 Do thanh trượt sang trái nên l c F hự ướng sang trái.
Theo quy t c bàn tay trái, dòng đi n I qua thanh s cóắ ệ ẽ
chi u t D đ n C.ề ừ ế
Theo đ nh lu t II Niut n ta có: ị ậ ơ
+ Phương ngang: FFms=ma (*)
+ Theo phương đ ng: P+N=0 ứ Fms=kN=kmg
(*) BIl –kmg=ma ( ) 10 (A)
lB
kg a m I
b) Các l c tác d ng lên thanh nh hình v ự ụ ư ẽ
Xét trên phương Oy:
2 , 0 2
3 sin
cos
0
BIl mg
y
Đ l n l c ma sát trộ ớ ự ượt: F ms kN 0 , 05 3 0 , 02
Ta có: Px=mgsin =0,5N, Fx=BIlcos = 0 , 2 3 (N)
Vì Px>Fx+Fms nên thanh CD s trẽ ượ ọt d c theo ray đi
xu ng, l c ma sát là l c ma sát trố ự ự ượ ướt h ng d c theo ray đi lên.ọ
Xét theo phương Ox ta có:
2 / 47 , 0 ) sin cos
( cos
m
BIl mg
k BIl
mg a ma F
F
P x x ms
Bài 2: (HSG T NH VĨNH PHÚC 2010 2011)Ỉ
Hai thanh kim lo i song song, th ng đ ng có đi n tr khôngạ ẳ ứ ệ ở
đáng k , m t đ u n i vào đi n tr ể ộ ầ ố ệ ở R= 0,5 Ω. M t đo n dây d nộ ạ ẫ
AB, đ dài ộ l = 14cm, kh i lố ượng m= 2g, đi n tr ệ ở r= 0,5 Ω tì vào
hai thanh kim lo i t do trạ ự ượt không ma sát xu ng dố ưới và luôn
luôn vuông góc v i hai thanh kim lo i đó. Toàn b h th ng đ tớ ạ ộ ệ ố ặ
trong m t t trộ ừ ường đ u có hề ướng vuông góc v i m t ph ngớ ặ ẳ
hai thanh kim lo i có c m ng t ạ ả ứ ừ B= 0, 2T L y ấ g= 9,8 /m s2
a) Xác đ nh chi u dòng đi n qua R.ị ề ệ
b) Ch ngứ minh r ng lúc đ u thanh AB chuy n đ ng nhanh d n, sau m t th i gian ằ ầ ể ộ ầ ộ ờchuy n đ ng tr thành chuy n đ ng đ u. Tính v n t c chuy n đ ng đ u y và tính ể ộ ở ể ộ ề ậ ố ể ộ ề ấ
UAB
6
B A
D
N
Fms
P F
B
ms
P F
Trang 7c) Bây gi đ t hai thanh kim lo i nghiêng v i m t ph ng n m ờ ặ ạ ớ ặ ẳ ằ
ngang m t góc ộ α =60o. Đ l n và chi u c a ộ ớ ề ủ urB v n nh cũ. Tính ẫ ư
v n t c v c a chuy n đ ng đ u c a thanh AB và Uậ ố ủ ể ộ ề ủ AB
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
a) Do thanh đi xu ng nên t thông qua m ch tăng. Áp d ngố ừ ạ ụ
đ nh lu t Lenx , dòng đi n c m ng sinh ra ị ậ ơ ệ ả ứ Buuurcu ngược chi uề
B
ur
(Hình v ). ẽ
Áp d ng qui t c n m bàn tay ph i, I ch y qua R có chi u t A ụ ắ ắ ả ạ ề ừ B.
b) Ngay sau khi buông thì thanh AB ch ch u tác d ng c a tr ng l c ỉ ị ụ ủ ọ ự P mg= nên thanh chuy n đ ng nhanh d n ể ộ ầ v tăng d n. ầ
Đ ng th i, do sau đó trong m ch xu t hi n dòng đi n I nên thanh AB ch u thêm tác ồ ờ ạ ấ ệ ệ ị
d ng c a l c t ụ ủ ự ừ F BIl= có hướng đi lên.
M t khác, su t đi n đ ng xu t hi n trong AB là: ặ ấ ệ ộ ấ ệ e Blv
Trang 8 Hi n tệ ượng x y ra tả ương t nh trự ư ường h p b) khi ta thay P b ng Psinợ ằ , thay B
đ u c a hai thanh đầ ủ ược n i v i nhau b ng đi n trố ớ ằ ệ ở
R. M t thanh kim lo i có chi u dài cũng b ng ộ ạ ề ằ l,
kh i lố ượng m, đi n tr r, đ t vuông góc và ti p xúcệ ở ặ ế
v i hai thanh. H th ng đ t trong m t t trớ ệ ố ặ ộ ừ ườ ng
đ u ề urB có phương th ng đ ng (hình 3). ẳ ứ
1. Kéo cho thanh chuy n đ ng đ u v i v n t c v.ể ộ ề ớ ậ ố
a) Tìm cường đ dòng đi n qua thanh và hi u đi nộ ệ ệ ệ
th gi a hai đ u thanh. ế ữ ầ
b) Tìm l c kéo n u h s ma sát gi a thanh v i ray là ự ế ệ ố ữ ớ μ
2. Ban đ u thanh đ ng yên. B qua đi n tr c a thanh và ma sát gi a thanh v i ray.ầ ứ ỏ ệ ở ủ ữ ớ Thay đi n tr R b ng m t t đi n C đã đệ ở ằ ộ ụ ệ ược tích đi n đ n hi u đi n th Uệ ế ệ ệ ế 0. Th choả thanh t do, khi t phóng đi n s làm thanh chuy n đ ng nhanh d n. Sau m t th iự ụ ệ ẽ ể ộ ầ ộ ờ gian, t c đ c a thanh s đ t đ n m t giá tr n đ nh vố ộ ủ ẽ ạ ế ộ ị ổ ị gh. Tìm vgh? Coi năng lượng hệ
được b o toànả
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
1) Su t đi n đ ng c m ng: E = Bấ ệ ộ ả ứ lv
a) Cường đ dòng đi n: ộ ệ I Blv
R r
= +
Hi u đi n th hai đ u thanh: U=I.R=ệ ệ ế ầ BlvR
Trang 9L c kéo: F = Fự t + Fms = B l v2 2
R r+ + μmgKhi thanh chuy n đ ng n đ nh thì gia t c c a nó b ng 0 ể ộ ổ ị ố ủ ằ
→ cường đ dòng đi n trong m ch b ng 0 ộ ệ ạ ằ
→ hi u đi n th trên t b ng su t đi n đ ng c m ng: U = E = Bệ ệ ế ụ ằ ấ ệ ộ ả ứ lvgh
B o toàn năng lả ượng:
2 gh 2
2
2
1 CU 2
1 CU
2
gh
2 gh 2 2 2
2
1 v l CB 2
1 CU 2 1
vgh = U0 2 2C
CB l +m
Bài 4: (HSG T NH VĨNH PHÚC 2012 2013)Ỉ
M t dây d n c ng có đi n tr r t nh , độ ẫ ứ ệ ở ấ ỏ ượ c
u n thành khung ph ng ABCD n m trong m t ph ngố ẳ ằ ặ ẳ
n m ngang, c nh BA và CD đ dài, song song nhau,ằ ạ ủ
cách nhau m t kho ng ộ ả l = 50 cm. Khung được đ tặ
trong m t t trộ ừ ường đ u có c m ng t ề ả ứ ừ B = 0,5 T,
đường s c t hứ ừ ướng vuông góc v i m t ph ng c aớ ặ ẳ ủ
khung (Hình 4). Thanh kim lo i MN có đi n tr ạ ệ ở R= 0,5
có th trể ượt không ma sát d c theo hai c nh AB và CD.ọ ạ
1. Hãy tính công su t c c n thi t đ kéo thanh MN tr t đ u v i v n t c ấ ơ ầ ế ể ượ ề ớ ậ ố v=2 m/s
d c theo các thanh AB và CD. So sánh công su t này v i công su t t a nhi t trên ọ ấ ớ ấ ỏ ệthanh MN
2. Thanh MN đang tr t đ u thì ng ng tác d ng l c. Sau đó thanh còn có th tr t ượ ề ừ ụ ự ể ượthêm
được đo n đạ ường bao nhiêu n u kh i lế ố ượng c a thanh là ủ m = 5 g?
Trang 10 Cường đ dòng đi n c m ng b ng: ộ ệ ả ứ ằ .
R
Bvl R
I E
Khi đó l c t tác d ng lên thanh MN s hự ừ ụ ẽ ướng ngược chi u v i ề ớ v r và có đ l n: ộ ớ
.
2 2
R
v l
Thay các giá tr đã cho ta đị ược: P 0 W,5
Công su t t a nhi t trên thanh MN: ấ ỏ ệ 2 2 2 2
R
v l B R I
V y công su t c b ng công su t t a nhi t trên MNậ ấ ơ ằ ấ ỏ ệ
2. Sau khi ng ng tác d ng l c, thanh ch còn ch u tác d ng c a l c t Đ l n trung ừ ụ ự ỉ ị ụ ủ ự ừ ộ ớbình c a l c này là: ủ ự .
2 2
2 2
R
v l B F
Gi s sau đó thanh trả ử ượ ượt đ c thêm đo n đạ ường S thì công c a l c t này là: ủ ự ừ
2
2 2
S R
v l B
R
v l B mv
T đó suy ra: ừ 2 2 0 , 08 (m) 8cm.
l B
mvR S
Bài 5: (HSG T NH VĨNH PHÚC 2014 2015)Ỉ
Hai dây d n th ng song song, đi n tr khôngẫ ẳ ệ ở
đáng k , đ t trong m t ph ng n m ngang, m t đ uể ặ ặ ẳ ằ ộ ầ
n i vào ngu n đi n ố ồ ệ E 0 ( E 0 = 3 V, r 0 = 1,5 ), Ω đ u kiaầ
n i v i đi n tr ố ớ ệ ở R = 1 Ω thông qua m t khóa K. M tộ ộ
thanh kim lo i MN có chi u dài ạ ề l = 20 cm, đi n tr ệ ở r
= 1 Ω, chuy n đ ng d c theo hai dây d n nói trên v iể ộ ọ ẫ ớ
Trang 11v n t c không đ i ậ ố ổ v = 20 m/s và luôn vuông góc v i hai dây d n này. M ch đi n đ tớ ẫ ạ ệ ặ trong t trừ ường đ u có c m ng t hề ả ứ ừ ướng th ng đ ng và đ l n ẳ ứ ộ ớ B = 0,5T (hình 5).
1. Khóa K m ở
a) Tính cường đ dòng đi n qua thanh ộ ệ MN, và U MN ?
b) Cho kh i lố ượng c a thanh là ủ m = 30 g, h s ma sát gi a thanh v i hai dây làệ ố ữ ớ
μ = 0,1. Tìm l c kéo n m ngang c n tác d ng lên thanh đ làm cho nó chuy n đ ngự ằ ầ ụ ể ể ộ
đ u v i v n t c nh trên?ề ớ ậ ố ư
2. Khóa K đóng. Tìm hi u đi n th gi a hai đi m ệ ệ ế ữ ể MN.
HƯỚNG D N GI I: Ẫ Ả
Khi K m : hai ngu n Eở ồ 0 và E m c xung đ i,ắ ố
vì E0 >E nên dòng đi n ch y trong thanh MNệ ạ
2. Khi khóa K đóng: Hai ngu n E và Eồ 0 m c song song, m ch ngoài là đi n tr R. Gi ắ ạ ệ ở ả
s dòng đi n trong các nhánh nh hình v , Áp d ng đ nh lu t Ôm ta có:ử ệ ư ẽ ụ ị ậ
; ;
và I 1 +I 2 = I
Thay s và gi i ra ta đố ả ượ Uc: MN = 1,5V và I MN = I 2 =0,5A
Bài 6: (HSG T NH VĨNH PHÚC 2015 2016)Ỉ
Cho m ch đi n nh ạ ệ ư hình 6. ng dây có đi n tr RỐ ệ ở 0 =
1 Ω và h s t c m L = 4 ệ ố ự ả μH, ngu n đi n ồ ệ có su t đi nấ ệ
đ ng E = 2 V và đi n tr trong r = 0,25 ộ ệ ở Ω, đi n tr R = 3 ệ ở Ω.
B qua đi n tr dây n i và khoá K. Ban đ u khóa K đangỏ ệ ở ố ầ
Trang 12a) Đóng khoá K. Xác đ nh c ng đ dòng đi n qua ng dây, đi n tr R và côngị ườ ộ ệ ố ệ ở
su t c a ngu n đi n khi các dòng đi n trong m ch đ t n đ nh.ấ ủ ồ ệ ệ ạ ạ ổ ị
b) Khi khóa K đang đóng, ng t khoá K, tính nhi t l ng Q to ra trên đi n tr Rắ ệ ượ ả ệ ở
Công su t c a ngu n: P = E.I = 2.2 = 4Wấ ủ ồ
b) Năng lượng ng dây: W = ố o
2 R L.I
4,5 J
Theo đ nh lu t b o toàn năng lị ậ ả ượng: t ng nhi t lổ ệ ượng to ra trên R và Rả 0 b ng năngằ
lượng c a ng dây. Dòng đi n qua R và Rủ ố ệ o b ng nhau nên nhi t lằ ệ ượng to ra trên cácả
đi n tr t l v i giá tr các đi n trệ ở ỷ ệ ớ ị ệ ở
Nhi t to ra trên đi n tr R: ệ ả ệ ở Q 3W 3,375 J
b ng cùng m t lo i v t li u. Hãy so sánh dòng đi n c m ng trong hai vòng dây.ằ ộ ạ ậ ệ ệ ả ứ
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
+ Đ thu n ti n ta ch xét vòng dây có bán kính R mà không đ a các ch s “1” và “2”.ể ậ ệ ỉ ư ỉ ố Theo đi u ki n c a đ u bài ề ệ ủ ầ B B0 kt trong đó B0 và k là các h ng s T thông g i ằ ố ừ ửqua m t ph ng khung dây có di n tích S là: ặ ẳ ệ
Ф = BScos = α R2 (B0 kt) cos
12
Trang 13+ Su t đi n đ ng c m ng trong vòng dây: Eấ ệ ộ ả ứ c = = Rπ 2kcosα
+ Dòng đi n ch y trong vòng dây: ệ ạ
rong đó r = và
+ Ta th y cấ ường đ dòng đi n I ch y qua vòng dây không ph thu c vào bán kính ộ ệ ạ ụ ộ
c a vòng dây nên củ ường đ dòng đi n trong hai vòng dây là nh nhau.ộ ệ ư
Bài 8: (HSG T NH VĨNH PHÚC 2018 2019)Ỉ
M t thanh kim lo i đ ng ch t, ti t di n đ u, có đi n tr không đáng k ,ộ ạ ồ ấ ế ệ ề ệ ở ể
được u n thành m t cung tròn đố ộ ường kính d. Thanh d n MN có đi n tr cho m iẫ ệ ở ỗ
đ n v chi u dài là r, gác trên cung tròn ơ ị ề nh ư Hình 8. C hả ệ
th ng đ t trên m t ph ng n m ngang và trong m t tố ặ ặ ẳ ằ ở ộ ừ
trường đ uề có c m ng t ả ứ ừ Br hướng th ng đ ng t dẳ ứ ừ ướ i
lên. Tác d ng m t l c ụ ộ ự Fr theo phương ngang lên thanh MN
sao cho thanh MN chuy n đ ng t nh ti n v i v n t c vể ộ ị ế ớ ậ ố
không đ i (vect ổ ơ vr luôn vuông góc v i thanh MN). B quaớ ỏ
ma sát, hi n tệ ượng t c m và đi n tr các đi m ti p xúcự ả ệ ở ở ể ế
gi a các dây d n. Coi B, v, r, d đã bi t.ữ ẫ ế
a) Xác đ nh chi u và c ng đ c a dòng đi n qua thanh MN.ị ề ườ ộ ủ ệ
b) T i th i đi m ban đ u ạ ờ ể ầ t 0, = thanh MN v trí ti p tuy n v i cung tròn. Vi tở ị ế ế ớ ế
bi u th c l c F theo th i gian t.ể ứ ự ờ
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
Theo quy t c bàn tay ph i dòng đi n qua MN theo chi u t N đ n Mắ ả ệ ề ừ ế
Su t đi n đ ng c m ng xu t hi n trong đo n thanh d n gi a hai đi m ti pấ ệ ộ ả ứ ấ ệ ạ ẫ ữ ể ế xúc (g i ọ l là chi u dài c a thanh d n gi a hai đi m ti p xúc): ề ủ ẫ ữ ể ế e = lB v
Đi n tr c a đo n thanh d n gi a hai đi m ti p xúc: ệ ở ủ ạ ẫ ữ ể ế R l= r
Cường đ dòng đi n ch y trong đo n thanh d n: I = e/R = Bv/rộ ệ ạ ạ ẫ
L c F có đ l n b ng l c t tác d ng lên đo n dây d nự ộ ớ ằ ự ừ ụ ạ ẫ F = BIl = B v2 l
Trang 14gian có từ trường đều với cảm ứng từ Br thẳng đứng. Tác dụng lên thanh chắn một lực Fr dọc theo đường phân giác thì thanh chắn chuyển động đều với tốc độ v. Bỏ qua hiện tượng tự cảm và điện trở ở các điểm tiếp xúc giữa các dây dẫn. Xác định: 1) chiều dòng điện cảm ứng trong mạch và giá trị cường độ của dòng điện này.
2) giá trị lực F khi thanh chắn cách đỉnh O một khoảng l. Bỏ qua mọi ma sát
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
Theo đ nh lu t Lenx , dòng đi n c m ng sinh ra trong thanh ch ng l i l cị ậ ơ ệ ả ứ ố ạ ự kéo F (nguyên nhân sinh ra dòng đi n c m ng), t c là l c do tệ ả ứ ứ ự ừ
trường tác d ng lên dòng đi n c m ng xu t hi n trong thanh cóụ ệ ả ứ ấ ệ
chi u ngề ược v i F => áp d ng qui t c bàn tay trái => chi u dòng đi nớ ụ ắ ề ệ
Cường đ dòng đi n ch y trong m ch ộ ệ ạ ạ
I = etc/R = B.v.sin /[(1 + sin ).rα α o]Thanh ch y đ u => l c kéo F cân b ng v i l c t tác d ng lên thanhạ ề ự ằ ớ ự ừ ụ
L c t tác d ng lên thanh là :ự ừ ụ
Ft = B.I.2l.tan sin90α o = 2B2.v.l.sin tan /[(1 + sin ).rα α α o]Bài 10: (HSG T NH HÀ TĨNH 2014 2015)Ỉ
Cho m ch đi n g m hai ngu n đi n gi ng nhau có su tạ ệ ồ ồ ệ ố ấ
đi n đ ng E = 3 V, đi n tr trong r = 1 ; Rệ ộ ệ ở Ω 1 = 2 ; RΩ 2 = 5
; R
Ω 3 = 1 ; C = 10 μF Ω (Hình 10). B qua đi n tr dây n iỏ ệ ở ố
và khóa K.
a. Đóng khóa K vào ch t 1. Tính cố ường đ dòng đi nộ ệ
qua R1 và đi n tích c a t C khi dòng đi n đã n đ nh.ệ ủ ụ ệ ổ ị
b. Đ o khóa ả K t ch t 1 sang ch t 2. Tính t ng đi nừ ố ố ổ ệ
lượng chuy n qua đi n tr Rể ệ ở 3 k t khi đ o khóa ể ừ ả K.
c. Ng t khóa ắ K, thay t đi n C b ng m t cu n dây cóụ ệ ằ ộ ộ
đ t c m L = 50 mH. Đóng khóa ộ ự ả K vào ch t 1 thì cố ường dòng đi n qua cu n dâyệ ộ tăng d n. Tính t c đ bi n thiên cầ ố ộ ế ường đ dòng đi n qua cu n dây t i th i đi mộ ệ ộ ạ ờ ể dòng đi n đó có cệ ường đ b ng 0,35 A. B qua đi n tr c a cu n dây.ộ ằ ỏ ệ ở ủ ộ
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
a. Khi khóa K ch 1, hai ngu n E m c song song nên Eở ố ồ ắ b = E = 3 V;
rb = r/2 = 0,5 Ω
Cường đ dòng đi n qua Rộ ệ 1: I1 = E b/(R1+rb) = 1,2 A
Hi u đi n th gi a hai đ u t đi n Uệ ệ ế ữ ầ ụ ệ C = UR1 = I1R1 = 2,4 V
Hình 10
1
R , r E
, r E
, r E
Trang 15Đi n tích cu t đi n qệ ả ụ ệ 1 = CUC = 24 μC
b. Đóng khóa k vào ch t 2 ta có m ch đi n nh sauố ạ ệ ư
UC2 = UMN = UMP + UPN = E 1
Ta th y lúc khóa ấ K ch t 1 b n t bên trái tích đi n âm v iở ố ả ụ ệ ớ
đi n tích qệ 1; khi khóa K chuy n sang ch t 2, b n bên trái c aể ố ả ủ
t đi n tích đi n dụ ệ ệ ương v i đi n tích qớ ệ 2. V y đi n lậ ệ ượng đã
chuy n qua đi n tr Rể ệ ở 3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC
c. Khi dòng đi n qua cu n dây bi n thiên trong cu n dâyệ ộ ế ộ
xu t hi n su t đi n đ ng t c m ấ ệ ấ ệ ộ ự ả
dây và t ng đi n tr R = 3 ổ ệ ở Ω Hình vuông
AHCD là thi t di n ngang c a vùng không gianế ệ ủ
có t trừ ường đ u, HC = 10 cm. C m ng t B =ề ả ứ ừ
0,4 T. Các c nh MN // HC, NP // CD. Cho khungạ
dây t nh ti n đ u, bay qua vùng t trị ế ề ừ ường theo hướng AH nh hình, v i v n t c 1,5ư ớ ậ ố m/s.
1. Xác đ nh chi u dòng đi n trên đo n MN. ị ề ệ ạ
2. Tính đ l n l c t tác d ng lên khung dây và nhi t lộ ớ ự ừ ụ ệ ượng t a ra trong khung dây,ỏ trong quá trình chuy n đ ng. ể ộ
Trang 16chi u v i ề ớ Br
Quy t c n m bàn tay ph i ắ ắ ả
2 L c tác d ng lên 2 c nh NP và QM luôn tri t tiêu. ự ụ ạ ệ
+ Khi đo n MN chuy n đ ng t A ạ ể ộ ừ H, F là l c tác d ng lên MN ự ụ
F = B(Ni) sinℓ α = 0,4.(25.0,25).0,05 = 0,125 N
+ Khi đo n MN chuy n đ ng qua HC, F b ng 0. ạ ể ộ ằ
+ Khi đo n PQ chuy n đ ng t A ạ ể ộ ừ H, F là l c tác d ng lên PQ ự ụ
F = 0,125 N
+ Khi đo n PQ chuy n đ ng qua HC, F b ng 0. ạ ể ộ ằ
Tính nhi t lệ ượng t a ra Qỏ
+ Giai đo n MN chuy n đ ng t A ạ ể ộ ừ H, nhi t lệ ượng t a ra Qỏ 1:
Trang 17Đ u dầ ưới hai thanh ray n i v i m t ngu n đi n có su t đi n đ ng ố ớ ộ ồ ệ ấ ệ ộ E = 12 V. H đ tệ ặ trong t trừ ường đ u có c m ng t B vuông góc v i m t ph ng hai thanh ray và có đề ả ứ ừ ớ ặ ẳ ộ
l n B = 0,5 T (hình 12). B qua đi n tr r, đi n tr dây n i, khóa K và các thanh ray.ớ ỏ ệ ở ệ ở ố
L y g = 10 m/sấ 2. Ban đ u thanh đầ ược gi đ ng yên theo phữ ứ ương n m ngang.ằ
1. Đóng K, th nh thanh thì nó ti p t c đ ng yên. Tính kh i l ng c a thanh.ả ẹ ế ụ ứ ố ượ ủ
2. Kéo thanh lên trên b ng l c F đ t t i trung đi m c a MN và có giá song songằ ự ặ ạ ể ủ
v i các thanh ray. V i F = 0,25 N thì t c đ c c đ i c a thanh MN b ng bao nhiêu?ớ ớ ố ộ ự ạ ủ ằ
HƯỚNG D N GI IẪ Ả
Thanh đ ng yên, cứ ường đ dòng đi n qua thanh là I = 12/3 = 4 Aộ ệ
L c t tác d ng lên thanh BI = 1 Nự ừ ụ ℓ
L c t cân b ng v i mgsin => m = 200 gự ừ ằ ớ α
G i t c đ n đ nh c a thanh là v => su t đi n đ ng c m ng trong thanh Bv =>ọ ố ộ ổ ị ủ ấ ệ ộ ả ứ ℓ
cường đ dòng đi n qua thanh là ộ ệ
3
v 25 , 0 4 3
Bv 12
Thanh ch y đ u, F + Fạ ề t = mgsin => α ) 0 , 5 0 , 5 1
3
v 25 , 0 4 ( 25 ,
Bài 13: (HSG T NH B C NINH NĂM H C 2018 2019)Ỉ Ắ Ọ
Doc theo hai thanh kim loai rât dai đăt song̣ ̣ ́ ̀ ̣
song thăng đ ng, cach nhau môt khoang ̉ ứ ́ ̣ ̉ l co môt́ ̣
đoan dây MN khôi ḷ ́ ượng m co thê tŕ ̉ ượt không
ma sat trên hai thanh va luôn tiêp xuc điên v í ̀ ́ ́ ̣ ơ ́
hai thanh. Hai đâu trên cua hai thanh nôi v ì ̉ ́ ơ ́
nhau băng môt cuôn cam thuân co hê sô t cam̀ ̣ ̣ ̉ ̀ ́ ̣ ́ự ̉
L. Toan bô hê thông đăt trong t tr̀ ̣ ̣ ́ ̣ ư ườ ng đêu cò ̀ ́
cam ng t vuông goc v i măt phăng ch a haỉ ứ ừ ́ ớ ̣ ̉ ứ
thanh. Điên tr cua thanh, cua đoan dây MN, cuạ ở ̉ ̉ ̣ ̉
dây nôi băng không. Thanh MN đ́ ̀ ược gi đ ngư ư ̃ ́
yên tai vi tri Ṃ ̣ ́ 0N0 va buông nhe th i điêm t = 0. Hoi:̀ ̣ ở ờ ̉ ̉
a) Đô d i c c đai cua đoan MN so v i vi tri ban đâu băng bao nhiêu?̣ ơ ự̀ ̣ ̉ ̣ ớ ̣ ́ ̀ ̀
b) Dong điên t c th i trong mach co đô l n c c đai băng bao nhiêu?̀ ̣ ứ ờ ̣ ́ ̣ ớ ự ̣ ̀
M0M
Hình 13
