SKKN: Chuyên đề cảm ứng điện từ bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 11, 12

Mục tiêu của đề tài là tìm ra phương pháp, phân loại bài tập tốt nhất nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học này và giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải đơn giản và nhanh nhất, chính xác nhất là rất cần thiết cho hình thức thi chọn học sinh giỏi Vật lí hiện nay.

B i dồ ưỡng h c sinh gi i nói chung và b i dọ ỏ ồ ưỡng h c sinh gi i môn v tọ ỏ ậ  

lí nói riêng cho các k  thi tuy n h c sinh gi i là v n đ  luôn đỳ ể ọ ỏ ấ ề ược các c pấ  

qu n lý, các giáo viên tr c ti p gi ng d y quan tâm, trăn tr  Đây là công vi cả ự ế ả ạ ở ệ  hàng năm, khó khăn thường nhi u h n thu n l i, nh ng r t có ý nghĩa đ i v iề ơ ậ ợ ư ấ ố ớ  các trường THPT. K t qu  thi h c sinh gi i s  lế ả ọ ỏ ố ượng và ch t lấ ượng là m tộ  trong các tiêu chí quan tr ng, ph n ánh năng l c, ch t lọ ả ự ấ ượng d y và h c c aạ ọ ủ  các trường, 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 làự ạ ộ ậ ứ ủ ọ ư ặ ệ  

đ i v i h c sinh vùng nông thôn, trung du phân ph i th i gian cho h c t p cònố ớ ọ ố ờ ọ ậ  

ít so v i lớ ượng ki n th c c a SGK và thi u th n sách tham kh o nên vi cế ứ ủ ế ố ả ệ  

nh n d ng và phân lo i, t ng h p các d ng bài toán đ  xác đ nh đậ ạ ạ ổ ợ ạ ể ị ược cách 

gi i c a bài toán là h t s c khó khăn đ i v i ph n l n h c sinh.ả ủ ế ứ ố ớ ầ ớ ọ

Trong quá trình d y h c ạ ọ chuyên đ  ề và b i dồ ưỡng HSG v t lý 11ậ , 12 khi 

d y ạ ph n “C m  ng đi n t ”,ầ ả ứ ệ ừ  tôi nh n th y các em đ u g p khó khăn trongậ ấ ề ặ  khi làm bài t p ph n này. Đa s  các em ch  có th  làm đậ ầ ố ỉ ể ược các bài toán cơ 

b n, mang tính ch t v n d ng công th c tr  ít khi hi u rõ đả ấ ậ ụ ứ ứ ể ược hi n tệ ượng, 

b n ch t và làm đả ấ ược nh ng bài toán mang tích ch t ph c t p.ữ ấ ứ ạ

Trong quá trình d y h c và b i dạ ọ ồ ưỡng h c sinh khá gi i, đ  gi i đọ ỏ ể ả ượ  ccác bài toán v  ph n này đòi h i các em ph i có tính v n d ng caoề ầ ỏ ả ậ ụ  Chính vì 

th , ngế ười giáo viên ph i làm th  nào đ  tìm ra phả ế ể ương pháp, phân lo i bàiạ  

t p t t nh t nh m t o cho h c sinh ni m say mê yêu thích môn h c này vàậ ố ấ ằ ạ ọ ề ọ  giúp h c sinh vi c phân lo i các d ng bài t p và họ ệ ạ ạ ậ ướng d n cách gi i đ nẫ ả ơ  

gi n và nhanh nh t, chính xác nh t là r t c n thi t cho hình th c thi ch n h cả ấ ấ ấ ầ ế ứ ọ ọ  sinh gi i V t lí hi n nay. Vi c làm này r t có l i cho h c sinh trong th i gianỏ ậ ệ ệ ấ ợ ọ ờ  

ng n n m đắ ắ ược các d ng bài t p, n m đạ ậ ắ ược phương pháp gi i và t  đó cóả ừ  

1

th  phát tri n hể ể ướng tìm tòi l i gi i m i cho các d ng bài tờ ả ớ ạ ương t ự  Đ  gi iể ả  quy t v n đ  trên tôi bế ấ ề ước vào nghiên c u đ  tàiứ ề  “CHUYÊN Đ  C M  NGỀ Ả Ứ  

ĐI N T  B I DỆ Ừ Ồ ƯỠNG H C SINH GI I L P 11, 12”.Ọ Ỏ Ớ

2. Tên sáng ki n:ế  “CHUYÊN Đ  C M  NG ĐI N T  B I DỀ Ả Ứ Ệ Ừ Ồ ƯỠNG 

H C SINH GI I L P 11, 12”.Ọ Ỏ Ớ

3. Tác gi  sáng ki n:ả ế

­ H  và tên: ọ Nguy n Văn Tu n.ễ ấ

­ Đ a ch  tác gi  sáng ki n: ị ỉ ả ế Trường THPT Đ ng Đ u.ồ ậ

­ S  đi n tho i: ố ệ ạ 0965.761.978. E_mail: nguyentuan.ly@gmail.com

4. Ch  đ u t  t o ra sáng ki n: Nguy n Văn Tu nủ ầ ư ạ ế ễ ấ

5. Lĩnh v c áp d ng sáng ki n: ự ụ ế Ôn thi h c sinh gi i V t lý l p 11, 12 c p ọ ỏ ậ ớ ấ

t nh.ỉ

6. Ngày sáng ki n đế ược áp d ng l n đ u: ụ ầ ầ 15/8/2019

7. Mô t  b n ch t c a sáng ki n:ả ả ấ ủ ế

I ­ M T S  KI N TH C V  LÝ THUY TỘ Ố Ế Ứ Ề Ế

1. T  thông   qua di n tích S đ t trong t  trừ Φ ệ ặ ừ ường đ u ề B được tính b iở  công th cứ

cos

­ Đi u ki n: Khi có  ề ệ s  bi n thiên t  thông ự ế ừ  qua di n tích gi i h n b i m tệ ớ ạ ở ộ  

m ch đi n kín ạ ệ  thì trong m ch xu t hi n dòng đi n c m  ng.ạ ấ ệ ệ ả ứ

­ Đ nh lu t Len­x : Dòng đi n c m  ng có chi u sao cho t  trị ậ ơ ệ ả ứ ề ừ ường do nó sinh 

ra ch ng l i s  bi n thiên c a t  thông sinh ra nó.ố ạ ự ế ủ ừ

3. Đ nh lu t Faraday v  c m  ng đi n tị ậ ề ả ứ ệ ừ

­ Đ  l n c a su t đi n đ ng c m  ng trong m ch đi n t  l  thu n v i t cộ ớ ủ ấ ệ ộ ả ứ ạ ệ ỷ ệ ậ ớ ố  

đ  bi n thiên c a t  thông qua m ch.ộ ế ủ ừ ạ

­ Bi u th c: ể ứ

t

e c

Trong đó:

Δ : là đ  bi n thiên t  thông trong th i gian Δt;Φ ộ ế ừ ờ

ec: là su t đi n đ ng c m  ng c a khung dây.ấ ệ ộ ả ứ ủ

4. Su t đi n đ ng c m  ng xu t hi n trên đo n dây chuy n đ ng trongấ ệ ộ ả ứ ấ ệ ạ ể ộ  

t  trừ ường đ uề

Ec = Bl.v.sinα

Trong đó:

B là c m  ng t  c a t  trả ứ ừ ủ ừ ường đ u (T);ề

l là chi u dài c a đo n dây (m);ề ủ ạ

v là t c đ  chuy n đ ng c a đo n dây (m/s);ố ộ ể ộ ủ ạ

v B;

­ Quy t c bàn tay ph i: Đ t bàn tay ph i h ng các đắ ả ặ ả ứ ường s c t , ngón cáiứ ừ  choãi ra 90o hướng theo chi u chuy n đ ng c a đo n dây, khi đó đo n dâyề ể ộ ủ ạ ạ  

d n đóng vai trò nh  m t ngu n đi n, chi u t  c  tay đ n b n ngón tay chẫ ư ộ ồ ệ ề ừ ổ ế ố ỉ chi u t  c c âm sang c c dề ừ ự ự ương c a ngu n đi n đó.ủ ồ ệ

5. T  c mự ả

­ Đ  t  c m c a m t  ng dây: ộ ự ả ủ ộ ố S

l

N I

L 4 10 7 2

3

I là cường đ  dòng đi n ch y trong  ng dây (A).ộ ệ ạ ố

 là t  thông qua ti t di n  ng dây (Wb)

L là h  s  t  c m (H).ệ ố ự ả

­ Su t đi n đ ng t  c m: ấ ệ ộ ự ả

t L

1. Bài t p xác đ nh chi u c a dòng đi n c m  ngậ ị ề ủ ệ ả ứ

1.1. Phương pháp gi i bài t p:ả ậ

* Áp d ng đ nh lu t Len­x  v  chi u dòng đi n c m  ng:ụ ị ậ ơ ề ề ệ ả ứ

G i: ọ B là c m  ng t  c a t  trả ứ ừ ủ ừ ường ban đ u;ầ

c

B  là c m  ng t  c a t  trả ứ ừ ủ ừ ường do dòng đi n c m  ng sinh ra.ệ ả ứ

­ N u ế  tăng thì c m  ng t  ả ứ ừ B c ngược chi u v i chi u c a c m  ng tề ớ ề ủ ả ứ ừ 

B

­ N u ế  gi m thì c m  ng t  ả ả ứ ừ B c cùng chi u v i chi u c a c m  ng tề ớ ề ủ ả ứ ừ 

B

* Các bước xác đ nh chi u dòng đi n c m  ng:ị ề ệ ả ứ

­ Xác đ nh chi u c a t  trị ề ủ ừ ường ban đ u ầ B

­ Xét t  thông ừ  (s  đố ường s c t ) qua ti t di n khung dây tăng hay gi m.ứ ừ ế ệ ả

­ D a vào đ nh lu t Len­x  đ  xác đ nh chi u c a ự ị ậ ơ ể ị ề ủ B c

­ Áp d ng quy t c đinh  c đ  xác đ nh chi u c a dòng đi n c m  ng.ụ ắ ố ể ị ề ủ ệ ả ứ

1.2. Ví d :ụ

4

Ví d  1: ụ   Cho h  th ng nh  hình v : Nam châm chuy n đ ng lên phía trênệ ố ư ẽ ể ộ  theo phương th ng đ ng, xác đ nh chi u dòng đi n c m  ng trong vòng dây.ẳ ứ ị ề ệ ả ứ  

Dưới tác d ng c a l c t , vòng dây có th  chuy n đ ng theo chi u nào?ụ ủ ự ừ ể ể ộ ề

Gi i: ả

­ T  trừ ường do nam châm sinh ra đi qua vòng dây s  t o ra m t tẽ ạ ộ ừ 

thông qua vòng dây

­ Khi nam châm ra xa vòng dây, s  đố ường s c qua ti t di n vòngứ ế ệ  

dây là gi m. Do đó, t  thông qua vòng dây có đ  l n gi m d n vàả ừ ộ ớ ả ầ  

trong vòng dây xu t hi n dòng đi n c m  ng Iấ ệ ệ ả ứ c

­ Áp d ng đ nh lu t Len­x  ta th y: Iụ ị ậ ơ ấ c sinh ra t  trừ ường có c m  ng t  ả ứ ừ B c cùng chi u v i ề ớ B

­ Theo quy t c đinh  c, ta suy ra đòng đi n Iắ ố ệ c có chi u nh  hình v ề ư ẽ

­ Dòng đi n c m  ng Ic khi n vòng dây có tác d ng nh  m t nam châm màệ ả ứ ế ụ ư ộ  

m t trên là m t Nam, m t dặ ặ ặ ưới là m t B c. Do đó, vòng dây b  nam châm hút.ặ ắ ị  

V y vòng dây có th  chuy n đ ng lên phía trên.ậ ể ể ộ

1.3. Bài t p c ng c :ậ ủ ố

Bài 1. M t thí nghi m đ c b  trí nh  hình v  ộ ệ ượ ố ư ẽ

Hãy xác đ nh chi u dòng đi n c m  ng trong m ch C ị ề ệ ả ứ ạ

khi con ch y bi n tr  đi xu ng.ạ ế ở ố

Bài 2. M t nam châm đ a l i g n vòng dây nh  hìnhộ ư ạ ầ ư  

v  H i dòng đi n c m  ng trong vòng dây có chi uẽ ỏ ệ ả ứ ề  

nh  th  nào và vòng dây s  chuy n đ ng v  phíaư ế ẽ ể ộ ề  

nào?

Bài 3. M t vòng dây kim lo i treo trên s i dây m nhộ ạ ợ ả  

song song v i m t c t c a m t cu n dây. Cu n dâyớ ặ ắ ủ ộ ộ ộ  

được m c vào m ch đi n nh  hình v  Khi khóa K đóng thì trong vòng kimắ ạ ệ ư ẽ  

lo i xu t hi n dòng đi n c m  ng có chi u nh  th  nào và vòng kim lo iạ ấ ệ ệ ả ứ ề ư ế ạ  chuy n đ ng ra sao?ể ộ

2. Bài t p xác đ nh su t đi n đ ng c m  ng và cậ ị ấ ệ ộ ả ứ ường đ  dòng đi n c mộ ệ ả  ng

ứ

2.1 Phương pháp gi i bài t p:ả ậ

­ Áp d ng công th c tính t  thông: ụ ứ ừ NB S cos  T  đó tính Δ ừ Φ

­ Áp d ng đ nh lu t Faraday đ  tính su t đi n đ ng c m  ng.ụ ị ậ ể ấ ệ ộ ả ứ

­ K t h p v i công th c đ nh lu t Ohm cho toàn m ch đ  tìm cế ợ ớ ứ ị ậ ạ ể ường đ  dòngộ  

đi n c m  ng.ệ ả ứ

2.2 Ví d :ụ

Cu n dây độ ược đ t trong t  trặ ừ ường đ u, m t ph ng cu n dây vuông góc v iề ặ ẳ ộ ớ  các đường c m  ng t  Lúc đ u c m  ng t  c a t  trả ứ ừ ầ ả ứ ừ ủ ừ ường có giá tr  0,2T.ị  

Cu n dây có đi n tr  là r = 2,1  Tìm su t đi n đ ng c m  ng trung bìnhộ ệ ở Ω ấ ệ ộ ả ứ  trong cu n dây và dòng đi n ch y trong cu n dây n u trong kho ng th i gianộ ệ ạ ộ ế ả ờ  0,1s:

a) c m  ng t  c a t  trả ứ ừ ủ ừ ường tăng đ u đ n lênề ặ  

­ Su t đi n đ ng c m  ng: ấ ệ ộ ả ứ 6 , 28

1 , 0

10 28 , 6 100

t N

­ Dòng đi n ch y trong cu n dây là: ệ ạ ộ 3

1 , 2

28 , 6

10 28 , 6 100

t N

­ Dòng đi n ch y trong cu n dây là: ệ ạ ộ 3

1 , 2

28 , 6

r

e

Ví d  2: ụ  M t dây d n chi u dài ộ ẫ ề l = 2m, đi n tr  R = 4ệ ở Ω 

được u n thành m t hình vuông. Các ngu n Eố ộ ồ 1 = 10V, E2 = 

8V, r1  = r2  = 0, được m c vào các c nh hình vuông nhắ ạ ư 

hình. M ch đạ ược đ t trong m t t  trặ ộ ừ ường đ u  ề B  vuông 

góc v i m t ph ng hình vuông và hớ ặ ẳ ướng ra sau hình v , Bẽ  

tăng theo th i gian theo quy lu t B = kt, k = 16T/s. Tínhờ ậ  

cường đ  dòng đi n ch y trong m ch.ộ ệ ạ ạ

Gi i: ả

Do B tăng nên trong m ch s  xu t hi n m t su t đi n đ ng Eạ ẽ ấ ệ ộ ấ ệ ộ c; dòng 

đi n c m  ng do Eệ ả ứ c  sinh ra ph i có chi u sao cho t  trả ề ừ ường do nó sinh ra 

ngược chi u v i t  trề ớ ừ ường ngoài B

Su t đi n đ ng c m  ng Eấ ệ ộ ả ứ c được bi u di n nh  hình v :ể ễ ư ẽ

) ( 4 4

.

.

2

V

l k

E

S k t

t k S t

B S t

BS t

Vì trong m ch: Eạ c  + E2  > E1  nên dòng đi n trong m ch s  có chi uệ ạ ẽ ề  

ngược kim đ ng h  Cồ ồ ường đ  dòng đi n trong m ch có giá tr :ộ ệ ạ ị

5 , 0

1 2

R

E E E

Ví d  3: ụ  Cu n dây kim lo i (có đi n tr  su t   = 2.10ộ ạ ệ ở ấ ρ ­8Ωm), N = 1000 vòng, 

đường kính d = 10cm, ti t di n dây S = 0,2mmế ệ 2 có tr c song song v i ụ ớ B c aủ  

t  trừ ường đ u. T c đ  bi n thiên c a t  trề ố ộ ế ủ ừ ường là 0,2T/s. L y   = 3,2.ấ π

a) N i hai d u cu n dây v i t  đi n có đi n dung C = 1μF. Tính đi n tích c aố ầ ộ ớ ụ ệ ệ ệ ủ  

1 , 0 2 , 3 1000

4

.

t

B d N S t

B N t

S B N t N

a) N i hai đ u cu n dây v i t  đi n thì hi u đi n th  gi a hai b n t  b ngố ầ ộ ớ ụ ệ ệ ệ ế ữ ả ụ ằ  

su t đi n đ ng c m  ng xu t hi n trên cu n dây: U = eấ ệ ộ ả ứ ấ ệ ộ c = 1,6 (V). Đi n tíchệ  

c a t  là:ủ ụ

q = C.U = 10­6.1,6 = 1,6.10­6 (C) = 1,6 (μC)b) N i hai đ u cu n dây v i nhau, ta đố ầ ộ ớ ược m t m ch đi n kín.ộ ạ ệ

­ Đi n tr  c a cu n dây là:ệ ở ủ ộ

32 10

2 , 0

1 , 0 2 , 3 1000 10 2

S

d N S

l

­ Cường đ  dòng đi n c m  ng xu t hi n trên cu n dây là:ộ ệ ả ứ ấ ệ ộ

8

05 , 0 32

6 , 1

n i ti p trong vòng dây   v  trí xuyên tâm đ i. Cho B thay đ i theo th i gian Bố ế ở ị ố ổ ờ  

= kt, k = 0,6T/s. Tính hi u đi n th  và đi n tích c a m i t ệ ệ ế ệ ủ ỗ ụ

Gi i: ả

Su t đi n đ ng c m  ng xu t hi n trên m i n a vòng dây đấ ệ ộ ả ứ ấ ệ ỗ ử ược bi uể  

di n nh  hình v ễ ư ẽ

3 , 0 2

2

2 2

.

2

1

S k t

t k S t

B S t

S B t

E

G i hi u đi n th  hai đ u m i t  là Uọ ệ ệ ế ầ ỗ ụ 1, U2

Ta có: UMQ + UQP = UMN + UNP

) ( 6 , 0

2 1 2

1

2 1 2

1

V E

E

U

U

U E E

V U

4 , 0 2

Bài 1. Vòng dây tròn bán kính r = 10cm, đi n tr    R = 0,2  đ t nghiêng gócệ ở Ω ặ  30º v i ớ B, B = 0,02T nh  hình. Xác đ nh su t đi n đ ng c m  ng, đ  l n vàư ị ấ ệ ộ ả ứ ộ ớ  chi u dòng đi n c m  ng trong vòng n u trong th i gian  Δt = 0,01s, tề ệ ả ứ ế ờ ừ 

trường:

a) Gi m đ u t  B xu ng đ n không.ả ề ừ ố ế

b) Tăng đ u t  không lên B.ề ừ

Bài 2. Trong hình v  Oc là m t thanh cách đi n có th  quay quanh tr c đi quaẽ ộ ệ ể ụ  

O và vuông góc v i m t ph ng c a hình v  T iớ ặ ẳ ủ ẽ ạ  

đ u c c a thanh đó có g n m t thanh kim lo iầ ủ ắ ộ ạ  

m nh ab. Cho bi t ac = cb, ab = Oc = R và   =ả ế α  

60º. Khi h  nói trên quay đ u quanh O v i t c đệ ề ớ ố ộ 

góc   (theo chi u kim đ ng h ) ngω ề ồ ồ ười ta đ t vàoặ  

h  m t t  trệ ộ ừ ường đ u, vecto c m  ng t  ề ả ứ ừ B  có 

hướng   vuông   góc   v i   m t   ph ng   hình   v   vàớ ặ ẳ ẽ  

hướng ra phía sau. Hãy tìm bi u th c c a hi u đi n th  U gi a hai đ u a và b.ể ứ ủ ệ ệ ế ữ ầBài 3. Cu n dây có N = 100 vòng, di n tích m i vòng S = 300cmộ ệ ỗ 2 có tr c songụ  song v i ớ B c a t  trủ ừ ường đ u, B = 0,2T. Quay đ u cu n dây đ  sau Δt = 0,5s,ề ề ộ ể  

tr c c a nó vuông góc v i ụ ủ ớ B. Tính su t đi n đ ng c m  ng trung bình trongấ ệ ộ ả ứ  

O α

Bài 2

góc v i ớ B. Tìm cường đ  trung bình trong vòng và đi n lộ ệ ượng qua ti t di nế ệ  vòng dây n u trong th i gian Δt = 0,5s, góc ế ờ n; B  thay đ i t  60º đ n 90º.ổ ừ ế

Bài 7.  Trên hai c nh AB và CD c a m t khung dây d n hìnhạ ủ ộ ẫ  

vuông c nh a = 0,5m, đi n tr  t ng c ng R = 4ạ ệ ở ổ ộ Ω, người ta m cắ  

hai ngu n đi n Eồ ệ 1 = 10V, E2 = 8V; đi n tr  trong c a hai ngu nệ ở ủ ồ  

b ng không nh  hình v  bên. M ch đi n đằ ư ẽ ạ ệ ược đ t trong m t tặ ộ ừ 

trường đ u có vect  c m  ng t  ề ơ ả ứ ừ Bur vuông góc v i m t khung dâyớ ặ  

và hướng ra sau hình v , đ  l n c a B tăng theo th i gian theoẽ ộ ớ ủ ờ  

quy lu t ậ B 16t =  Tính cường đ  dòng đi n trong m ch?ộ ệ ạ

Hướng d n gi iẫ ả

­ Vì c m  ng t  tăng B nên t  thông qua m ch tăng và trong m ch su t hi nả ứ ừ ừ ạ ạ ấ ệ  

su t đi n đ ng c m  ng Eấ ệ ộ ả ứ C, dòng đi n c m  ng sinh ra có chi u sao cho tệ ả ứ ề ừ 

trường do nó sinh ra ngược chi u v i t  trề ớ ừ ường ngoài Bur và do đó, dòng điên 

3.1. Phương pháp gi i bài t p:ả ậ

­ Áp d ng công th c v  su t đi n đ ng t o b i đo n dây chuy n đ ng trongụ ứ ề ấ ệ ộ ạ ở ạ ể ộ  

t  trừ ường

­ K t h p v i công th c c a các đ nh lu t v  dòng đi n không đ i đ  tính cácế ợ ớ ứ ủ ị ậ ề ệ ổ ể  

đ i lạ ượng đi n.ệ

ur

B

­ K t h p v i các đ nh lu t Newton đ  tính các đ i lế ợ ớ ị ậ ể ạ ượng c  h c.ơ ọ

5 , 0

α

β L

v

2

1 cos

mgL

0

cos cos

sin sin

.

l B

c

cos cos cos

2

l B

E c

­ Su t đi n đ ng c m  ng Ec đ t giá tr  c c đ i khi cos  = 1, t c là   = 0 (vấ ệ ộ ả ứ ạ ị ự ạ α ứ α ị trí dây treo có phương th ng đ ng). Khi đó:ẳ ứ

04 , 0 cos

1 2

B vuông góc khung dây, hướng t  trên xu ng,ừ ố  

B = 0,1 T. Đi n tr  ampe k  và hai thanh rayệ ở ế  

không đáng k  Thanh MN có th  trể ể ượt trên 

hai đường ray

a) Tìm s  ch  c a me k  và l c đi n t  đ tố ỉ ủ ế ự ệ ừ ặ  

lên MN khi MN được gi  đ ng yên.ữ ứ

b) Tìm s  ch  c a ampe k  và l c đi n t  đ t lên MN khi MN chuy nố ỉ ủ ế ự ệ ừ ặ ể  

đ ng đ u sang ph i v i     v = 3 m/s.ộ ề ả ớ

c) Mu n ampe k  ch  0, MN ph i chuy n đ ng v  hố ế ỉ ả ể ộ ề ướng nào v i v n t cớ ậ ố  bao nhiêu?

Gi i: ả

a) Khi thanh MN được gi  đ ng yên:ữ ứ

­ S  ch  c a ampe k  b ng cố ỉ ủ ế ằ ường đ  dòng đi n quaộ ệ  

đo n dây MN:ạ

13

N

M A

E, r

B

F I

5 , 0 1 , 0 9 , 2

5 , 1

r R

E

­ L c t  tác d ng lên đo n dây d n MN:ự ừ ụ ạ ẫ

05 , 0 90 sin

3 , 0 5 , 1

r R

E E

­ L c t  tác d ng lên đo n dây MN:ự ừ ụ ạ

06 , 0 90 sin

l

I

L c t  tác d ng lên đo n dây d n MN có chi u nh  hình v ự ừ ụ ạ ẫ ề ư ẽ

c) Đ  ampe k  ch  s  0, trên thanh MN ph i xu tể ế ỉ ố ả ấ  

hi n m t su t đi n đ ng c m  ng Eệ ộ ấ ệ ộ ả ứ c xung đ i v iố ớ  

E, có đ  l n Eộ ớ c = E

­ Trên hình v , theo quy t c bàn tay ph i, ta xácẽ ắ ả  

đ nh đị ược: thanh MN ph i chuy n đ ng sang trái.ả ể ộ

Ví d  4: ụ   Cho h  th ng nh  hình, thanh d n AB =  ệ ố ư ẫ l 

kh i lố ượng m trượt th ng đ ng trên hai ray,  ẳ ứ B  n mằ  

ngang. Do tr ng l c và l c đi n t , AB trọ ự ự ệ ừ ượ ềt đ u v iớ  

v n t c v.ậ ố

a) Tính v, chi u và đ  l n dòng đi n c m  ng Iề ộ ớ ệ ả ứ C

b) Khi các ray h p v i m t ngang góc  , AB s  trợ ớ ặ α ẽ ượ ớ ậ ốt v i v n t c bao nhiêu? 

IC là bao nhiêu?

Gi i: ả

a) Khi h  th ng đệ ố ược đ t th ng đ ng nh  hình v :ặ ẳ ứ ư ẽ

­ Ban đ u, do tác d ng c a tr ng l c ầ ụ ủ ọ ự P , thanh AB sẽ 

trượt xu ng. Lúc đó, t  thông qua m ch ABCD tăng,ố ừ ạ  

xu t hi n m t su t đi n đ ng c m  ng Eấ ệ ộ ấ ệ ộ ả ứ c  và dòng 

đi n c m  ng có cệ ả ứ ường đ  Iộ c. Thanh AB có dòng đi nệ  

Ic đi qua s  ch u tác d ng c a l c t  ẽ ị ụ ủ ự ừ F  c a t  trủ ừ ườ  ng

v l B mg l B I P

­ T c đ  chuy n đ ng đ u c a thanh AB là: ố ộ ể ộ ề ủ 2 2

l B

mgR v

­ Cường đ  dòng đi n c m  ng trong m ch: ộ ệ ả ứ ạ

l B

mg R

v Bl

I c

.

b) Khi các thanh ray được đ t nghiêng góc   so v i m t ph ng ngang:ặ α ớ ặ ẳ

­ Khi các ray h p v i m t ngang góc  , hi n tợ ớ ặ α ệ ượng x y ra tả ương t  nh  trên,ự ư  

ch  khác hỉ ướng v n t c c a thanh AB.ậ ố ủ

­ Cường đ  dòng đi n c m  ng:ộ ệ ả ứ

R

v l B R

l B

mgR v

­ Cường   đ   dòng   đi n   c m   ng   trongộ ệ ả ứ  

m ch: ạ

l B

mg R

v Bl

I c

.

sin

Ví d  5:  ụ M t thanh kim lo i MN n m ngang có kh i lộ ạ ằ ố ượng m có th  trể ượ  tkhông ma sát d c theo hai thanh ray song song, các thanh ray h p v i phọ ợ ớ ươ  ng

m t ph ng ngang m t góc ặ ẳ ộ α. Đ u dầ ướ ủi c a hai ray n i v i m t t  đi n Cố ớ ộ ụ ệ  (hình v ). H  th ng đ t trong m t t  trẽ ệ ố ặ ộ ừ ường th ng đ ng hẳ ứ ướng lên. Kho ngả  cách gi a hai ray là ữ l. B  qua đi n tr  c a m ch. Tính gia t c chuy n đ ngỏ ệ ở ủ ạ ố ể ộ  

Gi i: ả

Xét trong kho ng th i gian  ả ờ Δt r t ng n, thanh MN có v n t c v (coi nhấ ắ ậ ố ư không đ i), gia t c a.ổ ố

­ Khi thanh MN trượt trên hai thanh ray c t các đắ ường s c t , trên thanh MNứ ừ  

xu t hi n m t su t đi n đ ng c m  ng:ấ ệ ộ ấ ệ ộ ả ứ

cos

; sin

l B

e c

Khi đó, t  đụ ược tích đi n: q = C.u = C.ệ e c  = B.C.l.v.cos α

­ Thanh MN chuy n đ ng có gia t c nên su t đi n đ ng c m  ng trên thanhể ộ ố ấ ệ ộ ả ứ  

MN thay đ i theo th i gian, t c là đi n tích c a t  có s  thay đ i. Nh  v yổ ờ ứ ệ ủ ụ ự ổ ư ậ  trong m ch xu t hi n dòng chuy n d i các đi n tích gi a hai b n t , t c làạ ấ ệ ể ờ ệ ữ ả ụ ứ  

xu t hi n dòng đi n. Cấ ệ ệ ường đ  dòng đi n trong m ch:ộ ệ ạ

cos

cos cos

.

t

v l

BC t

v l C

thanh   MN   trên   hai   thanh   ray   L c   t   do   tự ừ ừ 

trường tác d ng lên thanh MN có chi u nhụ ề ư 

hình v ẽ

­ Phân tích l c: tr ng l c ự ọ ự P, l c t  ự ừ F

­ Theo đ nh lu t II Newton, ta có:ị ậ

a m F

Chi u các vect  lên tr c Ox, ta đế ơ ụ ược:

mg.sin  – B.I.l.cos  = m.aα α

2 2 2

2 2 2

cos

sin

cos sin

.

l B C m

mg a

ma a

l C B mg

3.3. Bài t p c ng c :ậ ủ ố

Câu 1: HSG Vĩnh Phúc năm 2011 – 2012: Hai thanh ray có đi n tr  khôngệ ở  đáng k  để ược ghép song song v i nhau, cách nhau m t kho ng l trên m tớ ộ ả ặ  

ph ng n m ngang. Hai đ u c a hai thanh đẳ ằ ầ ủ ược n i v i nhau b ng đi n tr  R.ố ớ ằ ệ ở  

M t thanh kim lo i có chi u dài cũng b ng l, kh i lộ ạ ề ằ ố ượng m, đi n tr  r, đ tệ ở ặ  vuông góc và ti p xúc v i hai thanh. H  th ng đ t trong m t t  trế ớ ệ ố ặ ộ ừ ường đ u ề Bur  

có phương th ng đ ng nh  hình v  bên. ẳ ứ ư ẽ

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 n th  gi a hai đ uộ ệ ệ ệ ế ữ ầ  thanh. 

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 thanhầ ứ ỏ ệ ở ủ ữ  

v i ray. Thay đi n tr  R b ng m t t  đi n C đã đớ ệ ở ằ ộ ụ ệ ược tích đi n đ n hi u đi nệ ế ệ ệ  

th  Uế 0. Th  cho thanh t  do, khi t  phóng đi n s  làm thanh chuy n đ ngả ự ụ ệ ẽ ể ộ  nhanh d n. Sau m t th i gian, t c đ  c a thanh s  đ t đ n m t giá tr   n đ nhầ ộ ờ ố ộ ủ ẽ ạ ế ộ ị ổ ị  

vgh. Tìm vgh? Coi năng lượng h  đệ ược b o toàn. ả

­ Hi u đi n th  hai đ u thanh: U=I.R=ệ ệ ế ầ BlvR

2. Khi 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 = Blvệ ệ ế ụ ằ ấ ệ ộ ả ứ gh

Câu 2: M t khung dây d n hình tròn đ ng tâm Oộ ẫ ồ  

đ t trong t  trặ ừ ường đ u B = 0,005T, đề ường s cứ  

t  vuông góc v i m t ph ng khung dây. Thanhừ ớ ặ ẳ  

kim lo i OM  dài   = 50cm, quay quanh đi m Oạ ℓ ể  

và   đ u   M   c a   thanh   luôn   luôn   ti p   xúc   v iầ ủ ế ớ  

khung dây. Đi m C c a khung dây để ủ ược n i v i đ u O c a thanh kim lo iố ớ ầ ủ ạ  qua m t ampe k  Chi u quay c a thanh kim lo i OM và chi u c a độ ế ề ủ ạ ề ủ ườ  ng

s c t  nh  hình v  bên.ứ ừ ư ẽ

a. Hãy ch  ra chi u dòng đi n c m  ng qua các dây d n C1M và C2M?ỉ ề ệ ả ứ ẫ

b. S i dây d n làm khung làm khung có ti t di n nh  nhau và có đi nợ ẫ ế ệ ư ệ  

tr  R = 0,05ở Ω. H i khi thanh kim lo i OM quay t  đi m 1 đ n đi m 2 thì sỏ ạ ừ ể ế ể ố 

ch  c a ampe k  thay đ i theo th  nào? H i s  ch  c a ampe k  khi đ u Mỉ ủ ế ổ ế ỏ ố ỉ ủ ế ầ  

c a thanh đi qua đi m D? Cho bi t thanh OM quay đ u v i t c đ  góc là 2ủ ể ế ề ớ ố ộ  vòng/giây

M

D C

2 1

2 1

­ Theo quy t c bàn tay ph i ta xác đ nh đắ ả ị ược đ u O c a thanh là c c âm, đ uầ ủ ự ầ  

M là c c dự ương c a ngu n đi n đó. Do đó các dòng đi n iủ ồ ệ ệ 1, i2 có chi u nh  đãề ư  

ch  trên hình v  bên.ỉ ẽ

b

­ Gi  s  thanh OM quay đả ử ược m t góc nh  là ộ ỏ ∆α. Khi đó thanh OM đã quét 

được m t di n tích b ng hình MOM’ (nh  hình v ). Vì ộ ệ ằ ư ẽ ∆α nh  nên cung trònỏ  MM’ cũng nh  Do đó ta có th  coi hình MOM’ là hình tam giác. Di n tích c aỏ ể ệ ủ  

­ Khi đ u M c a thanh kim lo i g n đi m 1 thì ầ ủ ạ ầ ể β r t nh , g n đi m 2 thìấ ỏ ầ ể  

2 π − β cũng r t nh , khi đó i r t l n. Do tính ch t đ i x ng c a khung dây nênấ ỏ ấ ớ ấ ố ứ ủ  

ta có th  suy lu n ra r ng khi đ u M ti n l i g n D thì i gi m d n, ra xa D thìể ậ ằ ầ ế ạ ầ ả ầ  

20

i tăng d n. V y khi M đ n đúng đi m D thì i c c ti u. Khi đó ầ ậ ế ể ự ể β = π. Do đó ta có:

a. Hãy tính c m  ng t  và năng lả ứ ừ ượng tù trường trong  ng dây?ố

b. Tính t  thông qua  ng dây?ừ ố

c. bây gi  ng t  ng dây kh i ngu n đi n. Hãy tính su t đi n đ ng c mờ ắ ố ỏ ồ ệ ấ ệ ộ ả  

ng trong  ng dây. Coi r ng t  thông qua  ng dây gi m đ u t  giá tr  ban đ u

được u n thành khung ph ng ABCD n m trongố ẳ ằ  

21

A B

m t ph ng n m ngang, c nh AB và CD đ  dài, song song nhau, cách nhauặ ẳ ằ ạ ủ  

m t kho ng ộ ả l = 50 cm. Khung được đ t trong m t t  trặ ộ ừ ường đ u có c m  ngề ả ứ  

t  B = 0,5 T, đừ ường s c t   hứ ừ ướng vuông góc v i m t ph ng c a khung nhớ ặ ẳ ủ ư hình v  bên. Thanh kim lo i MN có đi n tr  R= 0,5 ẽ ạ ệ ở  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 t c đấ ơ ầ ế ể ượ ề ớ ố ộ v=2 m/s d c theo các thanh AB và CD. So sánh công su t này v i công su tọ ấ ớ ấ  

t a nhi t trên thanh MN.ỏ ệ

    2. Thanh MN đang tr t đ u thì ng ng tác d ng l c. Sau đó thanh còn cóượ ề ừ ụ ự  

th  trể ượt thêm được đo n đạ ường bao nhiêu n u kh i lế ố ượng c a thanh là m =ủ  

R

v l B BIl

­ 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

P n

22

­ V y công su t c  b ng công su t t a nhi t trên MNậ ấ ơ ằ ấ ỏ ệ

­ Sau khi ng ng tác d ng l c, thanh ch  còn ch u tác d ng c a l c t  Đ  l nừ ụ ự ỉ ị ụ ủ ự ừ ộ ớ  

trung bình 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 ủ ự ừlà:

2

2 2

S R

v l B S F A

­ Đ ng năng c a thanh ngay trộ ủ ước khi ng ng tác d ng l c là: ừ ụ ự

2

1mv2

W đ

­ Theo đ nh lu t b o toàn NL, đ n khi thanh d ng l i thì toàn b  đ ng năngị ậ ả ế ừ ạ ộ ộ  

này được chuy n thành công c a l c t  (l c c n) nên:  ể ủ ự ừ ự ả .

2 2

R

v l B mv

T  đó suy ra:  ừ 2 2 0 , 08 (m) 8cm.

l B

mvR S

Câu 5:  Hai dây d n th ng song song, đi n trẫ ẳ ệ ở 

không đáng k , đ t trong m t ph ng n m ngang,ể ặ ặ ẳ ằ  

m t đ u n i vào ngu n đi n ộ ầ ố ồ ệ E 0  ( E 0  = 3 V, r 0  = 

1,5  ), Ω   đ u kia n i v i đi n tr  ầ ố ớ ệ ở R = 1   Ω thông 

qua m t khóa K. M t thanh kim lo i MN có chi u dài ộ ộ 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 i v n t c không đ i ể ộ ọ ẫ ớ ậ ố ổ v = 20 

m/s và luôn vuông góc v i hai dây d n này. M ch đi n đ t trong t  trớ ẫ ạ ệ ặ ừ ườ  ng

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 nh  hình v  bên.ư ẽ

b) Cho kh i lố ượng c a thanh là ủ m = 30 g, h  s  ma sát gi a thanh v i haiệ ố ữ ớ  

dây là μ = 0,1. Tìm l c kéo n m ngang c n tác d ng lên thanh ự ằ ầ ụ MN đ  làm choể  

nó chuy n đ ng đ u v i v n t c nh  trên?ể ộ 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.

 .Suy ra: UMN = ­ E0 + I.r0 = ­2,4V.   

1.b. 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 uề

Fk = BIl + μmg = 0,07 N

2. Khi khóa K đóng: Hai ngu n E và Eồ 0 m c song song, m ch ngoài là đi n trắ ạ ệ ở 

R. Gi  s  dòng đi n trong các nhánh nh  hình v , Áp d ng đ nh lu t Ôm taả ử ệ ư ẽ ụ ị ậ  có:

;      ;   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  

M E

0 ,r

0

ur

B