Bài 39: Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Bài 39: Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động
Câu c1 (trang 192 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một đoạn dây dẫn MN chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều như trên hình 39.4 thì suất điện động trong thanh bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Đoạn dây dẫn MN chuyển động dọc theo đường sức từ trường đều thì góc:
Suất điện động trong thanh bằng: ec = B. v. ℓMN. sinα = 0
Câu 1 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy thiết lập biểu thức xác định suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường
Hướng dẫn giải:
Đoạn dây dẫn MN = ℓ chuyển động trong từ trường đều
MN tạo với hai thanh ray MQ, NP và điện kế thành một mạch kín. Độ biến thiên từ thông Δ Φ gửi qua mạch này trong thời gian Δ t là:
Δ Φ = B. Δ S = B. ℓ. v. Δ t
Suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn là:
Câu 2 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy phát biểu quy tắc bàn tay phải.
Hướng dẫn giải:Quy tắc bàn tay phải:
Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 90o hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.
Câu 3 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu nguyên tắc, cấu tạo và hoạt động của máy phát điện
Hướng dẫn giải:• Nguyên tắc cấu tạo gồm:
- Một khung dây dẫn kín đặt trong từ trường của một nam châm điện
- Hai đầu khung dây nối với hai vòng đồng, hai đầu vòng đồng tiếp xúc với hai chổi quét. Mỗi chổi quét là một cực của máy phát điện.
• Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi khung quay trong khung xuất hiện suất điện động được đưa ra ngoài bởi hai vòng đồng tiếp xúc hai chổi quét, mỗi chổi quét là cực của máy phát điện. Dòng điện đưa ra mạch ngoài có chiều thay đổi theo thời gian, nên gọi là dòng điện xoay chiều.
Bài 1 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng
Thanh dẫn điện MN trên hình 39.7 chuyển động
A. Theo chiều c (nghĩa là theo chiều ngón cái của bàn tay phải choãi ra 90o)
B. Ngược chiều với c
C. Theo chiều
D. Ngược chiều
Trên hình vẽ ta đã xác định được chiều của cảm ứng từ
Đáp án đúng là: B
Bài 2 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một thanh dẫn điện dài 20cm tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với vectơ cảm ứng từ và có độ lớn bằng 5 m/s. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh.
Hướng dẫn giải:Suất điện động cảm ứng eC xuất hiện trong khung kín: eC = B. ℓ. v. sinα
Với α = 90o ⇒ sinα = 1
⇒ eC = 5.10-4.0,2.5 = 5.10-4 V
Đáp số: eC = 5.10-4 V
Bài 3 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một thanh dẫn điện dài 20 cm được nối hai đầu của nó với hai đầu của một đoạn mạch điện có điện trở 0,5 Ω. Cho thanh tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08T với vận tốc 7m/s. Hỏi số chỉ của ampe kế đặt trong mạch điện đó là bao nhiêu? Cho biết vectơ vận tốc của thanh vuông góc với các đường sức từ và điện trở của thanh rất nhỏ.
Hướng dẫn giải:Suất điện động cảm ứng ℰC xuất hiện trong khung kín là:
ec = B. ℓ. v. sinα
Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với các đường sức từ nên α = 90o
⇒ eC = 0,08.0,2.7 = 0,112 V
Dòng điện trong mạch:
Đáp số: IC = 0,224 A
Bài 4 (trang 193 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một thanh dẫn điện tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4T. Vecto vận tốc của thanh hợp với đường sức từ một góc 30o. Thanh dài 40 cm. Một vôn kế nối với hai đầu thanh chỉ 0,2 V. Tính tốc độ của thanh.
Hướng dẫn giải:Suất điện động cảm ứng eC xuất hiện trong khung kín là: eC= B. ℓ. v. sinα
Tốc độ của thanh là: