LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
I. LÝ THUYẾT
1. Hiện tượng tự cảm:
Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch kín.
2. Mối liên hệ giữa từ thông và dòng điện:
+ Cảm ứng từ B trong ống dây:
\(B = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{N.i}}{l}\)
+ Từ thông tự cảm qua ống dây:
\(\Phi = NBS = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S.i\)
( \(\vec B\) vuông góc với mỗi mặt của vòng dây)
+ Đặt:
\(\begin{array}{l} L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{N}{l}.S\\ \Rightarrow \Phi = L.i \end{array}\)
(Với L là độ tự cảm – hệ số tự cảm của ống dây, đơn vị là henri - H)
Chú ý:
\(\begin{array}{l} L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{N}{l}.S\\ = 4\pi {.10^{ - 7}}.{\left( {\frac{N}{l}} \right)^2}.lS \end{array}\)
⇒ L = 4π.10-7.n2.V
Với n là mật độ vòng dây: n=N/l
V là thể tích ống dây: V = lS
(l là chiều dài ống dây và S là tiết diện ngang của ống dây)
- Suất điện động tự cảm:
\(\begin{array}{l} {e_{tc}} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = - \frac{{\Delta (Li)}}{{\Delta t}} = - L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\\ \Rightarrow {e_{tc}} = L\left| {\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}} \right| \end{array}\)
Kết luận: Suất điện động tự cảm xuất hiện trong hiện tượng tự cảm và có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của dòng điện trong mạch.
- Năng lượng từ trường sinh ra bên trong ống dây:
\({\rm{W}} = \frac{1}{2}L{i^2}\)
- Cảm ứng từ B trong ống dây:
\($B = \left( {4\pi {{.10}^{ - 7}}.\frac{{NI}}{l}} \right)\mu \)
- Độ tự cảm:
\(B = \left( {4\pi {{.10}^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S} \right)\mu \)
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Một ống dây dài 50 cm, có 2000 vòng dây. Diện tích mặt cắt của ống dây là 25 cm2 . Gỉa thuyết từ trường trong ống dây là từ trường đều. Độ tự cảm của ống dây đó là
A. 0,025 H. B. 0,015 H.
C. 0,01 T. D. 0,02 T.
Câu 2: Tính độ tự cảm của cuộn dây biết sau thời gian ∆t = 0,01 s, dòng điện trong mạch tăng đều từ 2 đến 2,5 A và suất điện động tự cảm là 0,10 V?
A. 10-3 H. B. 2.10-3 H.
C. 2,5.10-3 H. D. 3.10-3 H.
Câu 3: Một dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào thời gian theo công thức i = 0,4(5-t), i tính bằng A, t tính bằng s. Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005 H. Suất điện động tự cảm trong ống dây là
A. 0,001 V. B. 0,002 V.
C. 0,0015 V. D. 0,0025 V
Câu 4: Một ống dây dài 40 cm, bán kính 2 cm, có 2000 vòng dây. Năng lượng của từ trường bên trong ống dây khi có dòng điện cường độ 5 A qua là
A. 0,4 J. B. 0,15 J.
C. 0,25 J. D. 0,2 J.
Câu 5: Một ống dây dài 40cm, đường kính 4 cm có 400 vòng dây quấn sát nhau. Ống dây có dòng điện 1 A chạy qua. Sau khi ngắt ống dây ra khỏi nguồn điện, biết từ thông qua ống dây giảm đều từ gía trị ban đầu đến 0 trong khoảng thời gian 0,01. Suất điện động tự cảm trong ống dây là
A. 0,054 V. B. 0,063 V.
C. 0,039 V. D. 0,051 V.
...
------( Để xem đầy đủ nội dung 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 Tổng hợp lý thuyết và bài tập về hiện tượng tự cảm môn Vật Lý 11 năm học 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.
