Đang tải... (xem toàn văn)
Lý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từLý thuyết và bài tập hiện tượng cảm ứng điện từ
CHUYÊN ĐỀ: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. Kiến thức 1. Định nghĩa từ thông: Từ thông qua diện tích S được xác định bằng công thức α cosBS =Φ với ( ) Bn ,= α * Đơn vị từ thông: Trong hệ SI đơn vị của từ thông là vêbe, kí hiệu là Wb. 1Wb = 1T.m 2 . 2. Dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. 3. Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch. c e N t ∆Φ = ∆ N: số vòng dây. Trường hợp trong mạch điện là một khung dây có N vòng dây thì t Ne c ∆ ∆Φ −= CHỦ ĐỀ 2: DÒNG ĐIỆN FU-CO. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM I. KIẾN THỨC. 1. Định nghĩa dòng điện FU-CO: Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường (hay được đặt trong từ trường) biến đổi theo thời gian là dòng điện FU-CO. 2. Tác dụng của dòng điện FU-CO. a. Một vài ứng dụng dòng điện FU-CO. - Gây ra lực để hãm chuyển động trong thiết bi máy móc hay dụng cụ. - Dùng trong phanh điện từ của xe có tải trọng lớn. - Nhiều ứng dụng trong Công tơ điện. b. Một vài ví dụ về trường hợp dòng điện FU-CO có hại. Làm nóng máy móc, thiết bị. - Làm giảm công suất của động cơ. 3. Định nghĩa hiện tượng tự cảm: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra 2. Suất điện động tự cảm: a. Hệ số tự cảm: L = 4π.10 -7 n 2 .V= SN L 2 7 10.4 − = π L: Hệ số tự cảm (Henry: H) V: Thể tích của ống dây (m 3 ). Page 1 S N v Icư C. S N v B. Icư S N v A. Icư v Icư= 0 D. S N S N Icư v A. S N Icư v B. S N v Icư C. S N v Icư= 0 D. N S v Icư A. N S v Icư B. v Icư C. N S N S Icư = 0 v D. A. I1 B.Suất điện động tự cảm: e tc tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện. t i Le tc ∆ ∆ −= với i ∆ =i 2 - i 1 3. Năng lượng từ trường của ống dây: 2 2 1 LIW = BÀI TẬP Câu 1: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hoặc ra xa vòng dây kín: Câu 2: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây dịch chuyển lại gần hoặc ra xa nam châm: Câu 3: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm rơi thẳng đứng xuống tâm vòng dây đặt trên bàn: Câu 4: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trường hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định như hình vẽ: A. Lúc đầu dòng điện cùng kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngược kim đồng hồ. B. Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều cùng kim đồng hồ. C. không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây. D. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ. Câu 5: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: Page 2 A Icư=0 D. R tăng S N v Câu 6: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: Câu 7: Khi cho nam châm lại gần vòng dây treo như hình vẽ thì chúng tương tác: A. đẩy nhau B. hút nhau C. ban đầu đẩy nhau, khi đến gần thì hút nhau D. không tương tác Câu 8: Cho dòng điện thẳng cường độ I không đổi. Khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt gần dòng điện thẳng, cạnh MQ song song với dòng điện thẳng như hình vẽ. Hỏi khi nào thì trong khung dây không có dòng điện cảm ứng: A. khung quay quanh cạnh MQ B. khung quay quanh cạnh MN C. khung quay quanh cạnh PQ D. khung quay quanh trục là dòng điện thẳng I Câu 9: Một khung dây phẳng có diện tích 12cm 2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10 - 2 T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 30 0 . Tính độ lớn từ thông qua khung: A. 2.10 -5 Wb B. 3.10 -5 Wb C. 4.10 -5 Wb D. 5.10 -5 Wb Câu 10: Một hình vuông cạnh 5cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10 -4 T, từ thông qua hình vuông đó bằng 10 -6 WB. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và mặt phẳng của hình vuông đó: A. 0 0 B. 30 0 C. 45 0 D. 60 0 Câu 11: 2. Từ thông qua một diện tích S không phụ thuộc yếu tố nào sau đây? A. độ lớn cảm ứng từ; B. diện tích đang xét; C. góc tạo bởi pháp tuyến và véc tơ cảm ứng từ; D. nhiệt độ môi trường. Câu 12: Cho véc tơ pháp tuyến của diện tích vuông góc với các đường sức từ thì khi độ lớn cảm ứng từ tăng 2 lần, từ thông Page 3 A. bằng 0. B. tăng 2 lần. C. tăng 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 13: vêbe bằng A. 1 T.m 2 . B. 1 T/m. C. 1 T.m. D. 1 T/ m 2 . Câu 14: . Điều nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng cảm ứng điện từ? A. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, từ trường có thể sinh ra dòng điện; B. Dòng điện cảm ứng có thể tạo ra từ từ trường của dòng điện hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu; C. Dòng điện cảm ứng trong mạch chỉ tồn tại khi có từ thông biến thiên qua mạch; D. dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín nằm yên trong từ trường không đổi. Câu 15: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều A. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch. B. hoàn toàn ngẫu nhiên. C. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài. D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài. Câu 16: Suất điện động cảm ứng là suất điện động A. sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. B. sinh ra dòng điện trong mạch kín. C. được sinh bởi nguồn điện hóa học. D. được sinh bởi dòng điện cảm ứng. Câu 17: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với A. tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ấy. B. độ lớn từ thông qua mạch. C. điện trở của mạch. D. diện tích của mạch. Câu 18: Khi cho nam châm chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ A. hóa năng. B. cơ năng. C. quang năng. D. nhiệt năng. Câu 19: Một khung dây hình vuông cạnh 20 cm nằm toàn độ trong một từ trường đều và vuông góc với các đường cảm ứng. Trong thời gian 1/5 s, cảm ứng từ của từ trường giảm từ 1,2 T về 0. Suất điện động cảm ứng của khung dây trong thời gian đó có độ lớn là A. 240 mV. B. 240 V. C. 2,4 V. D. 1,2 V. Câu 20: Một khung dây hình tròn bán kính 20 cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều mà các đường sức từ vuông với mặt phẳng vòng dây. Trong khi cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T thì Page 4 0 0,1 0,2 0,3 0,6 1,2 t(s) Φ(Wb) trong khung dây có một suất điện động không đổi với độ lớn là 0,2 V. thời gian duy trì suất điện động đó là A. 0,2 s. B. 0,2 π s. C. 4 s. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. Câu 21: Một khung dây được đặt cố định trong từ trường đều mà cảm ứng từ có độ lớn ban đầu xác định. Trong thời gian 0,2 s từ trường giảm đều về 0 thì trong thời gian đó khung dây xuất hiện suất điện động với độ lớn 100 mV. Nếu từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,5 s thì suất điện động trong thời gian đó là A. 40 mV. B. 250 mV. C. 2,5 V. D. 20 mV. Câu 22: Một khung dây dẫn điện trở 2 Ω hình vuông cạch 20 cm nằm trong từ trường đều các cạnh vuông góc với đường sức. Khi cảm ứng từ giảm đều từ 1 T về 0 trong thời gian 0,1 s thì cường độ dòng điện trong dây dẫn là A. 0,2 A. B. 2 A. C. 2 mA. D. 20 mA. Câu 23: Một khung dây phẳng diện tích 20cm 2 gồm 100 vòng đặt trong từ trường đều B = 2.10 - 4 T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30 0 . Người ta giảm đều từ trường đến không trong khoảng thời gian 0,01s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong thời gian từ trường biến đổi: A. 10 -3 V B. 2.10 -3 V C. 3.10 -3 V D. 4.10 - 3 V Câu 24: Từ thông qua một khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn như hình vẽ. Suất điện động cảm ứng trong khung trong các thời điểm tương ứng sẽ là: A. trong khoảng thời gian 0 đến 0,1s:ξ = 3V B. trong khoảng thời gian 0,1 đến 0,2s:ξ = 6V C. trong khoảng thời gian 0,2 đến 0,3s:ξ = 9V D. trong khoảng thời gian 0 đến 0,3s:ξ = 4V Câu 25: Một hình vuông cạnh 5cm được đặt trong từ trường đều B = 0,01T. Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung. Quay khung trong 10 -3 s để mặt phẳng khung dây song song với đường sức từ. Suất điện động trung bình xuất hiện trong khung là: A. 25mV B. 250mV C. 2,5mV D. 0,25mV Câu 26: Một cuộn dây có 400 vòng điện trở 4Ω, diện tích mỗi vòng là 30cm 2 đặt cố định trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây. Tốc độ biến thiên cảm ứng từ qua mạch là bao nhiêu để cường độ dòng điện trong mạch là 0,3A: A. 1T/s B. 0,5T/s C. 2T/s D. 4T/s Câu 27: Một khung dây cứng phẳng diện tích 25cm 2 gồm 10 vòng dây, đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung vuông góc với các đường cảm ứng từ. Cảm ứng từ biến thiên theo Page 5 thời gian như đồ thị hình vẽ. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung kể từ t = 0 đến t = 0,4s: A. 10 -4 V B. 1,2.10 -4 V C. 1,3.10 -4 V D. 1,5.10 -4 V Câu 28: Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào A. cường độ dòng điện qua mạch. B. điện trở của mạch. C. chiều dài dây dẫn. D. tiết diện dây dẫn. Câu 29. Điều nào sau đây không đúng khi nói về hệ số tự cảm của ống dây? A. phụ thuộc vào số vòng dây của ống; B. phụ thuộc tiết diện ống; C. không phụ thuộc vào môi trường xung quanh; D. có đơn vị là H (henry). Câu 30: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây ra bởi A. sự biến thiên của chính cường độ điện trường trong mạch. B. sự chuyển động của nam châm với mạch. C. sự chuyển động của mạch với nam châm. D. sự biến thiên từ trường Trái Đất. Câu 31: Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với A. điện trở của mạch. B. từ thông cực đại qua mạch. C. từ thông cực tiểu qua mạch. D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch. Câu 32: Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với A. cường độ dòng điện qua ống dây. B. bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. C. căn bậc hai lần cường độ dòng điện trong ống dây. D. một trên bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. Câu 33: Ống dây 1 có cùng tiết diện với ống dây 2 nhưng chiều dài ống và số vòng dây đều nhiều hơn gấp đôi. Tỉ sộ hệ số tự cảm của ống 1 với ống 2 là A. 1. B. 2. C. 4. D. 8. Page 6 Câu 34: Một ống dây tiết diện 10 cm 2 , chiều dài 20 cm và có 1000 vòng dây. Hệ số tự cảm của ống dây (không lõi, đặt trong không khí) là A. 0,2π H. B. 0,2π mH. C. 2 mH. D. 0,2 mH. Câu 35: Một dây dẫn có chiều dài xác định được cuốn trên trên ống dây dài l và tiết diện S thì có hệ số tự cảm 0,2 mH. Nếu cuốn lượng dây dẫn trên trên ống có cùng tiết diện nhưng chiều dài tăng lên gấp đôi thì hệ số tự cảm cảm của ống dây là A. 0,1 H. B. 0,1 mH. C. 0,4 mH. D. 0,2 mH. Câu 36: Một dây dẫn có chiều dài xác định được cuốn trên trên ống dây dài l và bán kính ống r thì có hệ số tự cảm 0,2 mH. Nếu cuốn lượng dây dẫn trên trên ống có cùng chiều dài nhưng tiết diện tăng gấp đôi thì hệ số từ cảm của ống là A. 0,1 mH. B. 0,2 mH. C. 0,4 mH. D. 0,8 mH. Câu 37: Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH đang có dòng điện với cường độ 5 A chạy qua. Trong thời gian 0,1 s dòng điện giảm đều về 0. Độ lớn suất điện động tự cảm của ống dây có độ lớn là A. 100 V. B. 1V. C. 0,1 V. D. 0,01 V. Câu 38: Một dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào thời gian theo biểu thức I = 0,4(5 – t); I tính bằng ampe, t tính bằng giây. Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005H. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây: A. 0,001V B. 0,002V C. 0,003 V D. 0,004V Câu 39: Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây, đường kính của ống bằng 2cm. Một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây trong 0,01s cường độ dòng điện tăng từ 0 đến 1,5A. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây: A. 0,14V B. 0,26V C. 0,52V D. 0,74V Câu 40: Một ống dây dài có có chiều dài 31,4cm gồm 1000 vòng, diện tích mỗi vòng S = 10cm 2 , có dòng điện I = 2A đi qua. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây khi ngắt dòng điện trong thời gian 0,1s? A. 0,08V B. 0,02V C. Câu 41: Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/m. Ống có thể tích 500cm 2 , và được mắc vào mạch điện, sau khi đóng công tắc, dòng điện biến thiên theo thời gian như đồ thị bên hình vẽ ứng với thời gian đóng công tắc là từ 0 đến 0,05s. Tính suất điện động tự cảm trong ống trong khoảng thời gian trên: A. 2π.10 -2 V B. 8π.10 -2 V C. 6π.10 -2 V D. 5π.10 -2 V Page 7 Q P M K L R E N Q P M K L R E N Câu 42: Một mạch điện có dòng điện chạy qua biến đổi theo thời gian biểu diễn như đồ thị hình vẽ bên. Gọi suất điện động tự cảm trong mạch trong khoảng thời gian từ 0 đến 1s là e 1 , từ 1s đến 3s là e 2 thì: A. e 1 = e 2 /2 B. e 1 = 2e 2 C. e 1 = 3e 2 D. e 1 = e 2 Câu 43: Một ống dây có hệ số tự cảm 0,1 H có dòng điện 200 mA chạy qua. Năng lượng từ tích lũy ở ống dây này là A. 2 mJ. B. 4 mJ. C. 2000 mJ. D. 4 J. Câu 44: Đáp án nào sau đây là sai : suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi: A. độ tự cảm của ống dây lớn B. cường độ dòng điện qua ống dây lớn C. dòng điện giảm nhanh D. dòng điện tăng nhanh Câu 45: Cho mạch điện như hình vẽ. Chọn đáp án sai: Khi đóng khóa K thì: A. đèn (1) sáng ngay lập tức, đèn (2) sáng từ từ B. đèn (1) và đèn (2) đều sáng lên ngay C. đèn (1) và đèn (2) đều sáng từ từ D. đèn (2) sáng ngay lập tức, đèn (1) sáng từ từ Câu 46: Hình vẽ bên khi K ngắt dòng điện tự cảm do ống dây gây ra, và dòng điện qua R lần lượt có chiều: A. I tc từ M đến N; I R từ Q đến M B. I tc từ M đến N; I R từ M đến Q C. I tc từ N đến M; I R từ Q đến M D. I tc từ N đến M; I R từ M đến Q Câu 47: Hình vẽ bên khi K đóng dòng điện tự cảm do ống dây gây ra, và dòng điện qua R lần lượt có chiều: A. I tc từ M đến N; I R từ Q đến M B. I tc từ M đến N; I R từ M đến Q C. I tc từ N đến M; I R từ Q đến M D. I tc từ N đến M; I R từ M đến Q Câu 48: Dòng điện Foucault không xuất hiện trong trường hợp nào sau đây? A. Khối đồng chuyển động trong từ trường đều cắt các đường sức từ; B. Lá nhôm dao động trong từ trường; C. Khối thủy ngân nằm trong từ trường biến thiên; Page 8 D. Khối lưu huỳnh nằm trong từ trường biến thiên. Câu 49: Ứng dụng nào sau đây không phải liên quan đến dòng Foucault? A. phanh điện từ; B nấu chảy kim loại bằng cách để nó trong từ trường biến thiên; C. lõi máy biến thế được ghép từ các lá thép mỏng cách điện với nhau; D. đèn hình TV. Câu 50: Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô sẽ xuất hiện trong A. Bàn là điện. B. Bếp điện. C. Quạt điện. D. Siêu điện. Câu 51: Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô không xuất hiện trong A. Quạt điện. B. Lò vi sóng. C. Nồi cơm điện. D. Bếp từ. Câu 52: Muốn làm giảm hao phí do toả nhiệt của dòng điện Fucô gây trên khối kim loại, người ta thường A. chia khối kim loại thành nhiều lá kim loại mỏng ghép cách điện với nhau. B. tăng độ dẫn điện cho khối kim loại. C. đúc khối kim loại không có phần rỗng bên trong. D. sơn phủ lên khối kim loại một lớp sơn cách điện. Page 9