Tải bản đầy đủ

B080106 cảm ứng điện từ

ĐÁP ÁN BÀI TẬP
BÀI 06 : CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
PEN-M Vật lí Thầy Nguyễn Thành Nam
1.

Cho mạch điện như hình vẽ, biết điện trở trong 2 mạch là như nhau.

Khi đóng khóa K thì
A. đèn (1) sáng ngay lập tức, đèn (2) sáng từ từ.
C. đèn (1) và đèn (2) đều sáng từ từ.

B. đèn (1) và đèn (2) đều sáng lên ngay.
D. đèn (2) sáng ngay lập tức, đèn (1) sáng từ từ.

Khi đóng công tắc, dòng điện trong cả 2 nhánh đều tăng. Riêng trong nhánh 2 dòng điện tăng làm cho từ thông
qua ống dây biến đổi
→ xuất hiện dòng điện tự cảm cản trở sự tăng của dòng điện trong mạch 2. Vì vậy đèn 2 sáng từ từ còn trong
mạch 1 do không xuất hiện dòng điện tự cảm nên đèn 1 sáng lên ngay lập tức.
2.

Một khung dây phẳng diện tích 0, 5 m , gồm 100 vòng dây, đặt trong từ trường đều 0,6 T. Góc giữa véc tơ

cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây bằng 60 . Từ thông qua khung dây bằng
2

o

A. 26

B. 15

W b.

Ta có từ thông Φ

B

C. ±26

W b.

D. ±15

W b.

W b.

= N BS cos α

Góc giữa véc tơ cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây bằng 60

o

π
→ α =
6

hoặc α =


6

.

√3
→ ΦB = 100.0, 6.0, 5.

3.

±

= ±15√3 ≈ ±26 W b.
2

Một khung dây quay trong một từ trường đều. Suất điện động cảm ứng trong khung dây có biểu thức
π
u = 100 cos(120πt −
) V . Từ thông qua khung dây lúc t = 0 bằng
3

A. 0,13 Wb.
Từ thông qua khung dây Φ

B. 0,16 Wb.
B

C. 0,23 Wb.

D. 0,28 Wb.

= N BS cos(ωt + φ)

π
u = N BSω cos(ωt + φ −
)
2
π
→ φ =
6
→ ΦB(t=0) = N BS cos φ =

Uo
ω

. cos φ =

100

√3

.
120π

2

= 0, 23 W b.

4.
Trang 1/5


Một dòng điện có cường độ dòng điện i = 2t + 1, 5 A chạy qua một cuộn dây có độ tự cảm L = 50
lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây là
A. 0,5 V.
Ta có ξ


tc

B. 0,1 V.

= −

dΦB

. Độ

D. 2,5 V.



= −Li (t)

dt
−3

tc

C. 1,1 V.

mH

| = 50.10

. 2 = 0, 1 V .

5.
Đặt vào cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

1
H


một dòng điện xoay chiều i = √2 cos(100πt −

π
)A
6

theo

chiều từ A đến B. Biểu thức điện áp trên AB là
A. u

AB

= 100√2 cos(100πt +

C. u

AB

= 50√2 cos(100πt +

Ta có u

L

= −ξ

tc

= Li



π
)V.
3

B. u

π
)V.
3

AB

D. u

AB

= 100√2 cos(100πt −

= 50√2 cos(100πt −


)V.
3


)V.
3

.

→ u = −50√2 sin(100πt −

π
π
) = 50√2 cos(100πt +
) V.
6
3

6.
Đặt vào cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

1
H


một dòng điện xoay chiều i = √2 cos(100πt −

π
)A
6

theo

chiều từ A đến B. Biểu thức suất điện động tự cảm trên cuộn dây là
A. ξ
C. ξ
Ta có ξ
→ ξ

7.

tc

= 100√2 cos(100πt +

tc

= 50√2 cos(100πt +

tc

tc

= −Φ



= −Li



π
)V.
3

π
)V.
3

B. ξ

tc

D. ξ

tc

= 100√2 cos(100πt −

= 50√2 cos(100πt −


)V.
3


)V.
3

.

= 150 sin(100πt −

π

) = 150 cos(100πt −
) V.
6
3

Một khung dây phẳng quay trong từ trường đều vuông góc với trục quay. Suất điện động cảm ứng trong khung
π
có biểu thức u = U cos(ωt + ) . Góc giữa vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm
o

3

ứng từ lúc t = 0 bằng
A.

π

B.

rad.
6

Ta có Φ
u = Uo

B

= N BS cos(ωt + φ)


rad.
6

C.

π
rad.
3

D.


rad.
3

;

π
cos(ωt + φ −
)
2
π

→ φ −

π
=

2


→ φ =

3

rad.
6

8.

Trang 2/5


Một dòng điện có cường độ dòng điện i = 0, 25t + 2 A chạy qua một cuộn dây có độ tự cảm L = 30
lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây là
A. 2, 25
Ta có ξ


9.

tc

= −

dΦB

C. 27, 5

mV .

D. 67, 5

mV .

. Độ

mV .



= −Li (t)

dt
−3

tc

B. 7, 5

mV .

mH

| = 30.10

−3

. 0, 25 = 7, 5.10

V = 7, 5 mV .

Đặt vào cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

1
H
π

một dòng điện xoay chiều i = 4 cos(50πt +

π
)A
3

theo chiều

π
)A
3

theo chiều

từ A đến B. Biểu thức điện áp trên AB là

A. u

AB

= 400 cos(50πt +


) V.
6

B. u

C. u

AB

= 200 cos(50πt +


)V.
6

D. u

Ta có u

L

= −e = Li



AB

AB

= 200 cos(50πt −

π
) V.
6

= 400 cos(50πt −

π
) V.
6

.

→ u = −200 sin(50πt +

π

) = 200 cos(50πt +
) V.
3
6

10. Đặt vào cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =

1
H
π

một dòng điện xoay chiều i = 4 cos(50πt +

từ A đến B. Biểu thức suất điện động tự cảm trên cuộn dây là

A. ξ
C. ξ
Ta có ξ
→ ξ

tc

tc

tc

tc

= 400 cos(50πt +


) V.
6

B. ξ

= 200 cos(50πt +


)V.
6

D. ξ

= −Φ



= −Li



tc

tc

= 200 cos(50πt −

π
) V.
6

= 400 cos(50πt −

π
) V.
6

.

= 200 sin(50πt +

π
π
) = 200 cos(50πt −
) V.
3
6

11. Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10 T . Từ thông qua hình vuông đó
bằng 10 W b . Góc hợp bởi véc - tơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó là
−4

−6

A. 30 .

B. 45 .

o

C. 60

o

Φ = BS cos α → cos α =

Φ
BS

D. 0

o

o

−6

10
=

= 0, 5
−4

8.10

2

. 0, 05

.
Góc hợp bởi véc - tơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó là
β = 90 − α = 30 .
o

→ α = 60

o

o

12. Đặt vào cuộn cảm có L =

2


H một dòng điện xoay chiều i = 2 cos(100πt +

π
)A
8

. Suất điện động tự cảm

cực đại trên cuộn dây là
A. 40 V.

B. 40√2 V .

C. 80 V.

D. 100 V.

Cường độ dòng điện trong mạch i = I cos(ωt + φ)
Ta có u = −e = Li = −LI ω sin(ωt + φ)
o



o

Trang 3/5


2
→ Uo = LIo ω =

. 2.100π = 80 V .


13. Một khung dây phẳng có diện tích 10 cm đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm
ứng từ một góc 30 . Độ lớn từ thông qua khung là 3.10 W b . Cảm ứng từ có giá trị
2

o

A. B = 3.10

−2

−5

B. B = 4.10

−2

T.

C. B = 5.10

−2

T.

T.

D. B = 6.10

−2

T.

Ta có Φ = BS cos α
−5

3.10

Φ
→ B =

=

−4

S cos α

10.10

−2

o

= 6.10

T

.

. cos60

14. Một khung dây phẳng quay trong từ trường đều vuông góc với trục quay. Suất điện động cảm ứng trong khung
có biểu thức u = U

o

cos(ωt +


)
5

. Góc giữa vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm

ứng từ lúc t = 0 bằng
π

A. −

B.

rad.
10

Ta có Φ
u = Uo

B

= N BS cos(ωt + φ)





C.

rad.
10

rad.
5

D.


rad.
5

;

π
cos(ωt + φ −
)
2
π

→ φ −





=
2

→ φ =
5

rad.
10

15. Một cuộn dây hình vuông có cạnh bằng 20 cm, gồm 100 vòng dây, được đặt trong một từ trường đều có cảm
ứng từ 0,2 T. Trục đối xứng của khung dây vuông góc với từ trường. Cuộn dây quay quanh trục đó với vận tốc
1200 vòng/phút. Chọn t = 0 là lúc pháp tuyến của mặt phẳng cuộn dây hợp với véc-tơ cảm ứng từ góc 60 .
Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong cuộn dây là
o

π
)V.
6
π
e = 32π. cos(40πt −
)V.
3

π
)V.
6
π
e = 150π. cos(40πt −
)V.
3

A. e = 150π. cos(40πt −

B. e = 32π. cos(40πt −

C.

D.

1200.2π

Ta có ω =

= 40π rad/s.
60

Ta có Φ = N BS cos(ωt + φ) → e = N BSω cos(ωt + φ −

π
)
2

Suất điện động cực đại E = N BSω = 100.0, 2.0, 2 . 40π = 32π V .
Tại t = 0 là lúc pháp tuyến của mặt phẳng cuộn dây hợp với véc-tơ cảm ứng từ góc
2

o

o

60

nên → φ = 60

o

π
→ e = 32π cos(40πt +


3

π
π
) = 32π cos(40πt −
)V.
2
6

16. Một khung hình tròn có đường kính 20 cm, gồm 100 vòng dây, đặt trong từ trường đều 5 T. Góc giữa véc tơ
cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây bằng 15 . Từ thông qua khung dây xấp xỉ
o

A. 4

B. 16

W b.

W b.

C. ±4 W b.

D. ±16

W b.

Ta có từ thông Φ = N BS cos α
Góc giữa véc tơ cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây bằng 15
B

o

o

→ α = 75

hoặc α = 105 .
o

2

→ ΦB = 100.5.π. 0, 1 .

√6 − √2
±

≈ ±4 W b.
4

17. Cho một cuộn dây phẳng hình tròn có bán kính bằng 4 cm gồm 200 vòng dây đang quay đều quanh một trục
quay cố định đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng cuộn dây. Đặt một từ trường đều có các đường sức từ vuông
góc với trục quay và có độ lớn bằng 0,5 T. Biết hiệu suất điện động cảm ứng trong cuộn dây có giá trị cực đại
bằng 160 V. Lấy xấp xỉ π = 10 . Tốc độ quay của khung dây bằng
2

Trang 4/5


A. 3000 vòng/phút.

B. 3000 vòng/s.

C. 50 vòng/phút.

Ta có Φ = N BS cos(ωt + φ) → e = N BSω cos(ωt + φ −

D. 100 vòng/s.

π
)
2

Suất điện động cực đại
2

Eo = N BSω = N B. πr . ω

Tốc độ quay của khung là
160

Eo

ω =

=

N Bπr

2

= 100π rad/s
2

= 50 vòng/s = 3000 vòng/phút.

200.0, 5.π. 0, 04

18. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 150 vòng, diện tích mỗi vòng 500 cm , quay đều quanh trục đối xứng
của khung dây với vận tốc 90 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2 T. Trục quay vuông
góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc véc-tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược
hướng với véc-tơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là
2

π
)V.
2
π
e = 4, 8π. cos(40πt −
)V.
2

π
)V.
2
π
e = 4, 5π. cos(3πt +
)V.
2

A. e = 4, 5π. cos(30πt −

B. e = 4, 8π. cos(4πt +

C.

D.

90.2π

Ta có ω =

= 3π rad/s.
60

Ta có Φ = N BS cos(ωt + φ) → e = N BSω cos(ωt + φ −

π
)
2

Suất điện động cực đại
2

Eo = N BSω = N B. πr . ω
−4

→ Eo = 150.0, 2.500.10

. 3π = 4, 5π
π
→ e = 4, 5π cos(3πt +
)V.
2

19. Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây,
trong một từ trường đều có véc-tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Suất điện động cảm ứng
π
trong khung có biểu thức u = U cos(ωt − ) . Tại thời điểm t = 0 , véc-tơ pháp tuyến của mặt phẳng khung
o

4

dây hợp với véc-tơ cảm ứng từ một góc bằng
A. 180 .

B. 45 .

o

Ta có Φ

B

C. 90 .

o

o

D. 150

o

;

= N BS cos(ωt + φ)

π
u = Uo cos(ωt + φ −
)
2
π
−π
π
o
→ φ −
=
→ φ =
rad = 45 .
2
4
4

20. Đặt điện áp xoay chiều u = 100√3 cos(100πt +
1
H

π
)V
3

vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm bằng

. Cường độ dòng điện qua cuộn dây tại thời điểm t = 0, 5 s là



A. 2,2 A.

B. 3,3 A.

C. 4,4 A.

D. 5,5 A.

Cường độ dòng điện trong mạch
i = Io cos(ωt + φ)
→ u = −e = Li



= −LIo ω sin(ωt + φ) = LIo ω cos(ωt + φ +
π
)V.
3

Ta có u = 110√3 cos(100πt +
→ Uo = LIo ω → Io =

Uo

110√3
=

1



≈ 3, 81 A

π
)
2



. 100π



π
φ +

π
=

2

π
→ φ = −

3

6

Cường độ dòng điện qua cuộn dây i = 3, 81 cos(100πt −

π
) A.
6

Thay t = 0, 5 s được i = 3, 3 A.
Trang 5/5



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×