PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG KHUNG DÂY
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
+ Suất điện động cảm ứng trong khung dây có N vòng:
\({e_c} = - N\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} \Rightarrow \left| {{e_c}} \right| = N\frac{{\left| {\Delta \Phi } \right|}}{{\Delta t}}\)
+ Dòng điện cảm ứng chạy trong dây dẫn có điện trở R: ic = ec / R
Lưu ý:
+ Nếu B biến tiên thì ΔΦ = S.cosα.ΔB = S.cosα.Δ(B2 - B1)
+ Nếu S biến tiên thì ΔΦ = B.cosα.ΔS = B.cosα.Δ(S2 - S1)
+ Nếu α biến tiên thì ΔΦ = B.S.Δ(cosα) = B.S.Δ(cosα2 - cosα1)
=> Khi nói mặt phẳng khung dây hợp với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) một góc β thì α = 90 ± β
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 30° 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.
Giải
Ta có:
\({e_c} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = - \frac{{0 - NBS\cos (\overrightarrow n ,\overrightarrow B )}}{{\Delta t}} = {2.10^{ - 4}}(V)\)
Ví dụ 2: Cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 300cm2 có trục song song với \(\overrightarrow B \) của từ trường đều, B = 0,2 T. Quay đều cuộn dây để sau Δt = 0,5s, trục của nó vuông góc với \(\overrightarrow B \). Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây.
Giải
Ban đầu:
+ Trục của vòng dây song song với \(\overrightarrow B \) nên: α1 = ∠(\(\overrightarrow n \) ; \(\overrightarrow B \)) = 0
+ Từ thông qua N vòng dây lúc đầu: Φ1 = NBScosα1 = NB1S
Lúc sau:
+ Trục của vòng dây vuông góc với \(\overrightarrow B \) nên: α2 = ∠(\(\overrightarrow n \) ; \(\overrightarrow B \) ) = 90°
+ Từ thông qua N vòng dây lúc sau: Φ2 = NBScosα2 = 0
+ Độ biến thiên từ thông: ΔΦ = Φ2 - Φ1 = - Φ1 = - NBS
+ Độ lớn suất điện động:
\(\left| {{e_c}} \right| = \frac{{\left| {\Delta \Phi } \right|}}{{\Delta t}} = \left| {\frac{{NBS}}{{\Delta t}}} \right| = \left| {\frac{{{{100.0,2.300.10}^{ - 4}}}}{{0,5}}} \right| = 1,2(V)\)
Vậy: Suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây là 1,2 V.
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một ống dây hình trụ dài gồm N = 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2. Ống dây có R = 16 Ω, hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 0,04 T/s. Tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây
Đ/S: P = 0,01 W
Bài 2: Vòng dây đồng (ρ = 1,75.10-8 Ω.m) đường kính d = 20cm, tiết diện S0 = 5 mm2 đặt vuông góc với \(\overrightarrow B \) của từ trường đều. Tính độ biến thiên ΔB/Δt của cảm ứng từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là I = 2A.
Đ/S: 0,14 ( T/s)
Bài 3: Một khung dây cứng, phẳng diện tích 25 cm2, gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều. Khung dây nằm trong mặt phẳng như hình vẽ. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian theo đồ thị
a) Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0 đến t = 0,4s.
b) Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng trong khung.
c) Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung.
Đ/S:
a) Độ biến thiên của từ thông qua khung dây: ΔΦ =- 6.10-5 (Wb)
b) Suất điện động cảm ứng trong khung dây: 1,5.10-4 (V)
c) Chiều của dòng điện cảm ứng trong khung có chiều như hình vẽ:
...
------( Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Suất điện động cảm ứng trong khung dây môn Vật Lý 11 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi 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.
Chúc các em học tập tốt !
