Phương pháp tính suất điện động và cường độ dòng điện cảm ứng môn Vật Lý 11 năm 2021-2022

-   Áp dụng công thức về suất điện động cảm ứng.

-   Kết hợp với các công thức về dòng điện không đổi, định luật Ôm để tính cường độ của dòng điện cảm ứng.

Ví dụ 1: Hãy xác định suất điện động cảm ứng của khung dây, biết rằng trong khoảng thời gian 0,5 s, từ thông giảm từ 1,5 Wb đến 0.

A. 6 V.                              

B. 3 V.                              

C. 1,5 V.                           

D. 4,5 V.

Lời giải

Suất điện động cảm ứng trong khung dây là: \(e=\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}=\frac{1,5-0}{0,5}=3\,\operatorname{V}.\)

Đáp án B.

Ví dụ 2: Một khung dây hình tròn có diện tích 2 cm² đặt trong từ trường, các đường sức từ xuyên vuông góc với khung dây. Hãy xác định từ thông xuyên qua khung dây, biết rằng \(B={{5.10}^{-2}}\,\operatorname{T}.\)

A. 10^-5 Wb.                       

B. 2.10^-5 Wb.                    

C. 3.10^-5 Wb.                    

D. 4.10^-5 Wb.

Lời giải

Từ thông xuyên qua khung dây là \(\Phi =\operatorname{BS}\text{cos}\alpha =\operatorname{BS}={{5.10}^{-2}}{{.2.10}^{-4}}={{10}^{-5}}\,\text{W}b\)

Đáp án A.

Ví dụ 3: Một khung dây hình vuông, cạnh dài 4 cm, đặt trong từ trường đều, các đường sức xuyên qua bề mặt và tạo với pháp tuyến của mặt phẳng khung dây một góc 30⁰, từ trường có cảm ứng từ 2.10^-5 T. Hãy xác định từ thông xuyên qua khung dây nói trên?

A. \(16\sqrt{2}{{.10}^{-9}}\,\text{Wb}\text{.}\)     

B. \(16\sqrt{3}{{.10}^{-9}}\,\text{Wb}\text{.}\)   

C. \({{16.10}^{-9}}\,\text{Wb}\text{.}\)                      

D. \({{32.10}^{-9}}\,\text{Wb}\text{.}\)

Lời giải

Từ thông xuyên qua khung dây là

\(\Phi =\text{BS}\cos \alpha ={{2.10}^{-5}}.0,{{04}^{2}}.\cos {{30}^{0}}=16\sqrt{3}{{.10}^{-9}}\,Wb\)

Đáp án B.

Ví dụ 4: Một khung dây có các tiết diện là hình tròn, bán kính khung dây là 20 cm, khung dây được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có \(\operatorname{B}={{2.10}^{-5}}\,T.\)  Hãy xác định giá trị của từ thông xuyên qua khung dây nói trên?

A. 0 Wb.                           

B. 2,51.10^-6 Wb.               

C. 5,0210^-6 Wb.                

D. 1,2610^-6 Wb.

Lời giải

Tiết diện của khung là \(\operatorname{S}=\pi {{R}^{2}}.\) Do khung dây được đặt vuông góc với các đường sức từ nên \(\alpha =0.\) Từ thông xuyên qua khung dây là

\(\Phi =\text{BS}\cos \alpha ={{2.10}^{-5}}.\pi .0,{{2}^{2}}=2,{{51.10}^{-6}}\,Wb\)

Đáp án B.

Ví dụ 5: Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài là 25 cm, được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều \(\operatorname{B}={{4.10}^{-3}}\,T.\) Từ thông xuyên qua khung dây là 10^-5 Wb, hãy xác định chiều rộng của khung dây nói trên?

A. 0,01 m.                         

B. 0,02 m.                         

C. 0,03 m.                         

D. 0,04 m.

Lời giải

Tiết diện S của khung dây là: \(\operatorname{S}=\frac{\Phi }{\operatorname{B}}=2,{{5.10}^{-3}}\,{{m}^{2}}=25\,\,c{{m}^{2}}\)

Chiều rộng của khung dây nói trên là: \(a=\frac{S}{l}=1\,\,\text{cm}=0,01\,\,\operatorname{m}.\)

Đáp án A.

Ví dụ 6: Một khung dây hình vuông có cạnh dài 5 cm, đặt trong từ trường đều, khung dây tạo với các đường sức một góc 30⁰, \(\text{B}={{5.10}^{-2}}\,T.\) Hãy tính từ thông xuyên qua khung dây?

A. 0 Wb.                           

B. 6,25.10^-5  Wb.              

C. 1,73.10^-5  Wb.              

D. 1,25.10^-4  Wb.

Lời giải

Ta có \(\Phi =\operatorname{BS}\text{cos}\alpha ,\) với \(\alpha ={{90}^{0}}-{{30}^{0}}={{60}^{0}}.\)

Từ đó suy ra

\(\Phi ={{5.10}^{-2}}.0,{{05}^{2}}.\cos {{60}^{0}}=6,{{25.10}^{-5}}\,Wb\)

Đáp án B.

Ví dụ 7: Một khung dây hình tam giác có cạnh dài 10 cm, đường cao của nó là 8 cm. Cả khung dây được đưa vào một từ trường đều, sao cho các đường sức vuông góc với khung dây, từ thông xuyên qua khung dây là 4.10^-5  Wb. Tìm độ lớn cảm ứng từ.

A. 0,01 T.                         

B. 0,1 T.     

C. 10^-4 T.        

D. 10^-3 T.

Lời giải

Tiết diện của khung dây là \(S=\frac{ah}{2}.\)

Cảm ứng từ là

\(B=\frac{\Phi }{S}=\frac{2\Phi }{ah}=\frac{{{2.4.10}^{-5}}}{0,08.0,1}=0,01\,\,\text{T}\)

Đáp án A.

Ví dụ 8: Một khung dây hình tròn có đường kính 10 cm. Cho dòng điện có cường độ 20 A chạy trong dây dẫn. Tính :

a) Cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây.

A. 0 Wb.                           

B. 2,51.10^-6 Wb.               

C. 5,02.10^-6 Wb.               

D. 1,26.10^-6 Wb.

b) Từ thông xuyên qua khung dây.

A. 1,97.10^-6  Wb.              

B. 0 Wb.                           

C.3,94.10^-6 Wb.                

D. 2,5.10^-6 Wb.

Lời giải

a)  Cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây là

\(\operatorname{B}=2\pi {{.10}^{-7}}.\frac{I}{r}=2\pi {{.10}^{-7}}.\frac{20}{0,05}=2,{{51.10}^{-4}}\,T\)

Đáp án B.

b) Từ thông xuyên qua khung dây

\(\Phi =\operatorname{BS}\text{cos}\alpha =2,{{51.10}^{-4}}.0,{{05}^{2}}=1,{{97.10}^{-6}}\,\text{W}b\)

Đáp án A.

Ví dụ 9: Một ống dây có chiều dài 40 cm. Gồm 4000 vòng, cho dòng điện cường độ 10 A chạy trong ống dây.

a)  Tính cảm ứng từ B trong ống dây.

A. 12,56.10^-2  T.                

B. 0,04 T.                          

C. 0,0628 T.                     

D. 0,2512 T.

b) Đặt đối diện với ống dây một khung dây hình vuông, có cạnh 5 cm. Hãy tính từ thông xuyên qua khung dây?

A. 3,14.10^-3  Wb.              

B. 3,14. 10^-4  Wb.             

C. 10^-4  Wb.                      

D. 10^-3  Wb.

Lời giải

a)  \(\operatorname{B}=4\pi {{.10}^{-7}}.\frac{N}{l}.I=4\pi {{.10}^{7}}.\frac{4000}{0,4}.10=12,{{56.10}^{-2}}\,\text{T}\)

Đáp án A.

b) Đặt đối diện với ống dây một khung dây hình vuông nên \(\alpha ={{0}^{0}}.\) Từ thông xuyên qua khung dây là:

\(\Phi =\operatorname{BS}=12,{{56.10}^{-2}}.0,{{05}^{2}}=3,{{14.10}^{-4}}\,\text{W}b\)

Đáp án B.

Câu 1: Một hình vuông có cạnh là 5 cm, đặt trong từ trường đều có \(\operatorname{B}={{4.10}^{-4}}\,T,\) từ thông xuyên qua khung dây là 10^-6  Wb. Hãy xác định góc tạo bởi khung dây và vector cảm ứng từ xuyên qua khung dây?

A. 30⁰.                              

B. 0⁰.                                

C. 60⁰.                              

D. 90⁰.

Câu 2: Một khung dây phẳng, diện tích 20 cm², gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều, góc giữa B và vectơ pháp tuyến là 30⁰, \(\operatorname{B}={{2.10}^{-4}}\,T,\) làm cho từ trường giảm đều về 0 trong thời giam 0,01 s. Hãy xác định suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây?

A. 3,46.10^-4  V.                 

B. 6,92.10^-4  V.                 

C. 1,73.10^-4  V.                 

D. 5,19.10^-4  V.

Câu 3: Một ống dây dẫn hình vuông cạnh 5 cm, đặt trong một từ trường đều 0,08 T; mặt phẳng khung vuông góc với các đường sức từ. Trong khoảng thời giam 0,2 s. cảm ứng từ giảm xuống đến 0. Độ lớn suất điện động cảm ứng trong khung?

A. 10^-3  V.                         

B. 2.10^-3  V.                      

C. 10^-4  V.                         

D. 2.10^-4  V.

Câu 4: Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích \(\operatorname{S}=5\,\,c{{m}^{2}}\) đặt trong từ trường đều cảm ứng từ \(\operatorname{B}=0,1\,\,T.\) Mặt phẳng vòng dây làm thành với \(\overrightarrow{B}\) một góc \(\alpha ={{30}^{0}}.\) Tính từ thông qua S.

A. 5.10^-5  Wb.                   

B. 25.10^-6  Wb.                 

C. 25.10^-3  Wb.                 

D. 5.10^-4  Wb.

Câu 5: Một khung dây đặt trong từ đều có cảm ứng từ \(\operatorname{B}=0,06\,\,T\) sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10^-5  Wb. Tính bán kính vòng dây.

A. 8 mm.                           

B. 4 mm.                           

C. 8 m.                              

D. 4 m.

Câu 6: Một khung dây phẳng giới hạn diện tích \(\operatorname{S}=5\,\,c{{m}^{2}}\) gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ \(\operatorname{B}=0,1\,\,T\) sao cho mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 60⁰. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây.

A. 8,7.10^-4  Wb.                

B. 4,35.10^-5  Wb.              

C. 8,7.10^-5  Wb.                

D. 4,35.10^-4  Wb.

Câu 7: Một khung dây phẳng diện tích 20 cm², gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây góc 30⁰ và có độ lớn bằng 2.10^-4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.

A. 2.10^-4  V.                      

B. 10^-4  V.                         

C. 3.10^-4  V.                      

D. 4.10^-4  V.

Câu 8: Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 60⁰. Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s:

a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi.

A. \(-1,36\) V.                   

B. 1,36 V.                         

C. 0,68 V.                         

D. \(-0,68\) V.

b) Cảm ứng từ giảm đến 0.

A. \(-1,36\) V.                   

B. 1,36 V.                         

C. 0,68 V.                         

D. \(-0,68\) V.

Câu 9: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm², ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn \(\operatorname{B}=0,01\,\,T.\) Khung quay đều trong thời gian \(\Delta t=0,04\,\,s\) đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

A. 5.10^-3  V.                      

B. \(-{{5.10}^{-3}}\) V.  

C. \({{10}^{-2}}\) V.      

D. \(-{{10}^{-2}}\) V.

Câu 10: Một khung dây hình chữ nhật kín gồm \(N=10\) vòng dây, diện tích mỗi vòng \(\operatorname{S}=20\,\,c{{m}^{2}}\) đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) hợp với pháp tuyến \(\overrightarrow{n}\) của mặt phẳng khung dây góc \(\alpha ={{60}^{0}},\) độ lớn cảm ứng từ \(\operatorname{B}=0,04\,\,T,\) điện trở khung dây \(\operatorname{R}=0,2\,\,\Omega .\) Tính độ lớn suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện xuất hiện trong khung dây nếu trong thời gian \(\Delta t=0,01\) giây, cảm ứng từ:

a) Giảm đều từ B đến 0.

A. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,04\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,2\,\,A.\)   

B. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,02\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,1\,\,A.\)                                  

C. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,06\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,3\,\,A.\)    

D. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,08\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,4\,\,A.\)

b) Tăng đều từ 0 đến 0,5B.

A. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,04\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,2\,\,A.\)   

B. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,02\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,1\,\,A.\)                                  

C. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,06\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,3\,\,A.\)    

D. \(\left| {{e}_{C}} \right|=0,08\,\,\text{V}\) và \(\operatorname{i}=0,4\,\,A.\)

---(Để xem tiếp nội dung từ câu 11 đến câu 20 của tài liệu các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào HOC247 để tải về máy)--- 

ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP

1B	2A	3A	4B	5A	6A	7A	8A,B	9B	10A,B
11A	12B	13C	14A	15B	16C	17C	18A	19A	20C

 

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp tính suất điện động và cường độ dòng điện cảm ứng môn Vật Lý 11 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.