PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỪ THÔNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Xác định từ thông:
+ Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường: Φ = BScosα
+ Từ thông qua khung dây có N vòng dây: Φ = NBScosα
Trong đó: Φ: từ thông qua mạch kín (Wb).
S: diện tích của mạch (m2)
B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T)
α là góc hợp bởi vecto B và vecto pháp tuyến n của mạch kín
N: số vòng dây của mạch kín.
- Xác định suất điện động cảm ứng:
+ Suất điện động cảm ứng trong khung dây có N vòng:
+ Dòng điện cảm ứng chạy trong dây dẫn có điện trở R:
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một vòng dây phẵng giới hạn diện tích S = 5 cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1 T. Mặt phẵng vòng dây làm thành với B một góc α = 30°. Tính từ thông qua S.
Hướng dẫn:
Mặt phẵng vòng dây làm thành với góc 30° nên góc giữa B và pháp tuyến là 60°.
Do đó: Φ = BScosα= 25.10-6 Wb.
Ví dụ 2: 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.
Hướng dẫn:
Ta có:
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1. Xác định suất điện động cảm ứng trong khung dây kín, biết trong khoảng thời gian 0,5 s, từ thông giảm từ 1,5 Wb xuống 0.
Đs: 3 V.
Bài 2. Một khung dây có diện tích 2 cm² đặt trong từ trường, các đường sức từ tạo với mặt phẳng khung dây một góc 30°. Xác định từ thông xuyên qua khung dây, biết rằng B = 5.10–2 T. Đs: Φ = 5.10–6 Wb.
Bài 3. Một khung dây hình vuông, cạnh 4 cm, đặt trong từ trường đều, các đường sức xiên qua bề mặt và tạo với pháp tuyến của mặt phẳng khung dây một góc 30°, từ trường có cảm ứng từ 2.10–5 T. Xác định từ thông xuyên qua khung dây nói trên?
Đs. 2,77.10–8 Wb.
Bài 4. Một khung dây phẳng, diện tích 20 cm², gồm 10 vòng dây đặt trong từtrường đều, góc giữa B và vector pháp tuyến là 30°, B = 2.10–4 T, làm cho từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,01 s. Hãy xác định suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây?
ĐS. 3,46.10–4 V.
Bài 5. Một vòng dây dẫn tròn bán kính r = 10cm, điện trở R = 0,2 Ω; mặt phẳng vòng dây nghiêng góc 30° so với vector cảm ứng từ, có độ lớn B = 0,02T. Xác định suất điện động cảm ứng, độ lớn dòng điện cảm ứng trong vòng dây nếu trong thời gian 0,01s từ trường giảm đều xuống 0.
Đs. 0,0628 V; 0,314 A.
Bài 6. Vòng dây đồng có điện trở suất ρ = 1,75.10–8 Ω.m; đường kính d = 20cm; tiết diện dây So = 5 mm² đặt vuông góc với cảm ứng từ của từ trường đều. Tính độ biến thiên ΔB/Δt của cảm ứng từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là 2A.
Đs. 0,14 T/s.
Bài 7. Một vòng dây dẫn có diện tích S = 100cm² nối vào một tụ điện C = 0,2nF, được đặt trong từ trường đều, vuông góc mặt phẳng vòng dây, có độ lớn tăng đều với tốc độ 5.10–2 T/s. Tính điện tích của tụ điện.
ĐS. q = 0,1 μC.
Bài 8. Ống dây hình trụ có lõi chân không, chiều dài 20cm, có 1000 vòng, diện tích mỗi vòng S = 1000cm².
a. Tính độ tự cảm của ống dây.
b. Dòng điện qua ống dây tăng đều từ 0 đến 5A trong 0,1s; tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.
c. Khi dòng điện trong ống dây đạt giá trị 5A tính năng lượng từ trường tích lũy trong ống dây.
ĐS. 6,38.10–2H; 3,14V; 0,785 J.
...
-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Từ thông và suất điện động cảm ứng môn Vật Lý 11 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc 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.
