Một đoạn dây dẫn có chiều dài l 1m được uốn thành một khung kín
SoanBai123 » Vật Lý Lớp 11 » Bài Tập Vật Lý Lớp 11 » Chương V: Bài tập suất điện động cảm ứng của đoạn dây chuyển động Bài tập suất điện động cảm ứng của đoạn dây chuyển động Bài tập suất điện động cảm ứng của đoạn dây chuyển động trong từ trường vật lý lớp 11 chương cảm ứng điện từ. I/ Tóm tắt lý thuyết 1/ Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từu thì trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động (đóng vai trò như nguồn điện). Suất điện động trong trường hợp này cũng gọi là suất điện động cảm ứng. 2/ Qui tắc bàn tay phải xác định cực
3/ Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây ec = ΔΦΔtΔΦΔt = BΔSΔtΔSΔt Tổng quát Trong đó:
II/ Bài tập suất điện động cảm ứng của đoạn dây chuyển động trong từ trường vật lý lớp 11 chương cảm ứng điện từ. Bài tập 1. Vận dụng quy tắc bàn tay phải xác định các cực của đoạn dây và xác định chiều của dòng điện dòng cảm ứng trong các mạch cho như hình vẽ Bài tập 2. một thanh dẫn điện dài 1m, chuyển động trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4T (Véc tơ B vuông góc với thanh) với vận tốc 2m/s, vuông góc với thanh và làm với véc tơ B một góc 30o a/ Tính suất điện động cảm ứng trong thanh b/ Dùng dây có điện trở không đáng kể nối với hai đầu thanh với một điện trở R = 2Ω thành một mạch kín tính cường độ dòng điện qua điện trở. Bài tập 3. Một vòng dây đường kính d, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B song song với các trục của vòng dây. hai thanh kim loại mảnh có 1 đầu gắn với trục đi qua tâm O của vòng dây và vuông góc với mặt phẳng vòng dây, cả 2 thanh đều tiếp xúc điện với vòng dây và tiếp xúc điện với nhau tại O. a/ Ban đầu 2 thanh sát vào nhau, sau đó 1 thanh đứng yên và thanh kia quay quanh O với tốc độ góc ω. Tính cường độ dòng điện qua 2 thanh và qua vòng dây sau thời gian t. Cho biết điện trở của mỗi đơn vị thanh kim loại và của vòng dây là r. b/ Bây giờ cho cả 2 thanh quay với tốc độ ω1 > ω2. Tìm hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi thanh. Biết hai thanh quay cùng chiều. Bài tập 4. Đặt khung dây ABCD cạnh một dây dẫn thẳng có dòng điện như hình. Bài tập 5. Đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường đều có chiều như hình vẽ. Thanh AB có thể trượt. Điện trở R không đổi và bỏ qua điện trở các thanh. Xác định chiều và cường độ dòng điện cảm ứng trong mạch Bài tập 6. Một thanh dẫn điện dài 80cm, chuyển động vuông góc trong từ trường đều với vận tốc 2m/s. Biết cảm ứng từ có độ lớn B = 0,4T a/ Tính suất điện động cảm ứng trong thanh b/ Dùng dây có điện trở không đáng kể nối với hai đầu thanh với một điện trở R = 0,8Ω thành mạch kín thì cường độ dòng điện qua điện trở bằng bao nhiêu. Bài tập 7. thanh kim loại AB dài 20cm kéo trượt đều trên hai thanh ray kim loại nằm ngang như hình vẽ. Các dây nối với nhau bằng điện trở R = 3Ω, vận tốc của thanh AB là 12m/s. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,4T, véc tơ B vuông góc với mạch điện b/ cường độ dòng điện cảm ứng trong khung Bài tập 8. Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong r = 0,1Ω, thanh MN có chiều dài 1m có điện trở R = 2,9Ω. Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ B = 0,1T. c/ Muốn ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phái nào với vận tốc bằng bao nhiêu. Bài tập 9. Cho hệ thống như hình vẽ. b/ Muốn dòng điện trong thanh MN chạy từ N đến M với cường độ 1,8A phải kéo MN trượt đều theo chiều nào và với vận tốc bằng bao nhiêu. Tính lực từ tác dụng lên thanh. Bài tập 10. Cho hệ thống như hình vẽ thanh MN có chiều dài 50cm chuyển động với vận tốc 10m/s trong từ trường đều B = 0,25T. Tụ điện có điện dung C = 10µF. Tính độ lớn điện tích của tụ điện và cho biết bản nào tích điện dương. Bài tập 11. Đầu trên của hai thanh kim loại thẳng song song cách nhau L đặt thẳng đứng nối với hai cực của tụ có điện dung C như hình vẽ. Hiệu điện thế đánh thủng tụ là UT. Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng hai thanh. Một thanh kim loại MN cũng có chiều dài L trượt từ đỉnh hai thanh kia xuống dưới với vận tốc vo. Cho rằng trong quá trình trượt MN luôn tiếp xúc và vuông góc với hai thanh kim loại. Giả thiết các thanh kim loại đủ dài và bỏ qua điện trở của mạch điện, ma sát không đáng kể b/ Hãy tìm thời gian trượt của thanh MN cho đến khi tụ điện bị đánh thủng. Bài tập 12. Một dây cứng có điện trở rất nhỏ, được uốn thành khung ABCD như hình vẽ. AB, CD song song cách nhau một khoảng l = 50cm. Khung đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 0,5T. Thanh kim loại MN có điện trở R = 0,5Ω có thể trượt không ma sát dọc theo AB và CD. b/ MN đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh có thể trượt thêm một đoạn bằng bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m = 5g. Bài tập 13. Thanh MN chiều dài l = 40cm quay đều quanh trục qua A và vuông góc với thanh trong từ trường đều B = 0,25T làm thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng E = 0,4V. b/ Xác định vận tốc góc của thanh. Bài tập 14. Một dây dẫn thẳng có điện trở ro ứng với một đơn vị chiều dài. Dây được gấp thanh hai cạnh của một góc 2α và đặt trên mặt phẳng ngang. Một thanh chắn cũng bằng dây dẫn ấy được góc lên hai cạnh như hình vẽ. Tác dụng lên thanh chắn một lực F dọc theo đường phan giác thì thanh chắn chuyển động đều với tốc độ v. Bỏ qua hiện tượng tự cảm và điện trở các điểm tiếp xúc xác định b/ Giá trị lực F khi thanh chắn cách đỉnh O một khoảng l Bài tập 15. Hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện C = 2µF. Một đoạn dây dẫn AB độ dài l = 20cm, khối lượng m = 20g tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 1T bỏ qua điện trở b/ thanh kim loại nghiêng so với phương ngang góc 30o. độ lớn và chiều của B như cũ. Ban đầu AB được thả từ vị trí cách đầu dưới của thanh kim lọi đoạn d = 10cm. Tìm thời gian để Ab bắt đầu rời khỏi thanh kim loại và tốc độ của AB khi đó. Bài tập 16. Một thanh kim loại đồng chất, tiết diện đều, điện trở không đáng kể được uốn thành cung tròn đường kính d. Thanh MN có điện trở cho mỗi đơn vị chiều dài là r, gác lên cung tròn. Cảm ứng từ B vuông góc. Tác dụng lực F theo phương ngang lên thanh MN sao cho MN chuyển động tịnh tiến với vận tốc v không đổi. Bỏ qua ma sát, bỏ qua điện trở. Coi B, v, r, d đã biết b/ Tại thời điểm ban đầu t = 0, thanh MN ở vị trí tiếp tuyến với cung tròn. Viết biểu thức lực F theo thời gian t. Bài tập 17. hệ thống khung dây như hình vẽ b/ Chứng minh rằng lúc đầu thanh kim loại chuyển động nhanh dần đến một lúc chuyển động với vận tốc không đổi. Tính giá trị của vận tốc không đổi ấy. Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R là bao nhiêu lấy g = 10m/s2 Bài tập 18. Cho hệ khung dây như hình vẽ b/ Xác định nhiệt lượng tỏa ra sau khoảng thời gian đó. Bài tập 19. Cho hệ như hình vẽ b/ Nếu trong lúc chuyển động thanh ab đột nhiên dừng lại thì ngay lúc đó lực từ tác dụng vào ab sẽ có chiều nào, độ lớn bằng bao nhiêu. |