Vật lí 11 - Cảm ứng điện từ

Nội dung text: Vật lí 11 - Cảm ứng điện từ

1. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Câu 1. Một khung dây phăng gồm 60 vòng, lừng vòng có diện tích 20 cm 2, được đặt trong một từ trường đều, vectơ cảm úng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 30° và có độ lớn là 0,2 T. a. Tính từ thông qua khung dây. b. Nếu lừ trường qua khung dây tăng dều từ 0,2 T đến 0,9 T trong thời gian 0,2 s thì độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là bao nhiêu ? c. Khung dây có diện trở 10  . Tính cường độ dòng điện cảm ứng và công suất tỏa nhiệt trong khung dây. Câu 2. Một khung dây phẳng gồm 40 vòng, từng vòng có diện tích 200 cm 2. Hai đầu của khung dây nối vào một tụ điện có điện dung 500 pF và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và có độ lớn tăng đều 0,05 T/s. Tính điện tích cùa tụ điện. Câu 3. Một ống dây hình trụ dài gồm 2500 vòng, diện tích từng vòng 50 cm 2. Ống dây có điện trở 3  , hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 0,06 T/s. Tính cường dộ dòng diện cảm ứng và công suất tòa nhiệt trong ống dây. Câu 4. Một khung dây phẳng gồm 150 vòng, từng vòng có đường kính 10 cm. Hai đầu của khung dây nối vào một tụ điện có điện dung 250 pF và được dặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 30° và có độ lớn biến thiên theo thời gian với quy luật B = 0,04(3t + 1), B tính bàng T, t tính bằng giây. Tính điện tích của tụ điện. Câu 5. Một khung dây tròn gồm 240 vòng, từng vòng có bán kính 4 cm, được dặt trong một từ trường đều, vecto cám ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây và có độ lớn thay đổi theo thời gian. Độ lớn của suất điện động câm ứng xuât hiện trong khung dây là 0,05 V. Tính tốc độ biên thiên của cảm ứng từ. Câu 6. Một mạch kín hình vuông có cạnh 20 cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đôi theo thời gian. Cường độ dòng diện cảm ứng là 2 A và điện trở của mạch là 5  . Tính tốc độ biến thiên của cảm ứng từ. Câu 7. Một khung dây tròn có diện tích 80 cm 2 gồm 60 vòng, được đặt trong một từ trường đều, vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phăng khung dây một góc 30° và có tăng đều từ 0,2 T đến 0,8 T trong thời gian 0,1 giây. a. Tính độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung dây. b. Dây có tiết diện 0,4 mm2 và điện trở suất là 1,75.10-5  .m. Tính công suất tỏa nhiệt trong khung dây. Câu 8. Một khung dây phẳng có diện tích 100 cm2 gồm 600 vòng được đặt trong từ trường có vectơ cảm úng từ họp vơi mặt phẳng khung dây một góc 30° và có độ lớn 0,05 T. a. Tính từ thông gởi qua khung dây. b. Khung dây quay đều trong 0,3 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Tính độ biến thiên từ thông và độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung. c. Khung dây có điện trở 5  thì dòng điện cảm ứng và công suất tỏa nhiệt trong khung dây là bao nhiêu ? Câu 9. Một khung gồm 50 vòng, từng vòng có diện tích 120 cm 2. Khung dây được đặt trong từ trường đều và nằm trong mặt phang như hình vẽ. Cảm ứng từ biên thiên theo thời gian theo đồ thị.
2. a. Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây từ 0 đến 0,5 s. b. Tìm dòng điện cảm ứng và công suất tỏa nhiệt của khung khi điện trở của khung là 5  . Câu 10. Một ống dây điện hình trụ có lõi chân không, chiều dài 40 cm, có 2000 vòng, diện tích từng vòng 120 cm2. Cường độ dòng điện chạy qua ống dây là 10 A. a. Tính độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây và độ tự cảm của ống dây. b. Dòng điện qua ống dây đó giảm đều từ 10 A xuống 2 A trong 0,2 s. Tìm độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ông dây. Câu 11. Suất điện động tự cảm 0,75 V xuất hiện trong một cuộn cảm có L = 25 mH, tại đó cường độ dòng điện giảm từ giá trị i xuống 0 trong 0,01 s. Tìm i. Câu 12. Một ống dây điện hình trụ có lõi chân không, chiều dài 25 cm, có 1000 vòng, từng vòng có đường kính 12 cm. Cường độ dòng điện chạy qua ống dây là 6 A. a. Tính độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây và độ tự cảm của ống dây. b. Tính từ thông qua ống dây. c. Dòng diện qua ống dây phụ thuộc vào thời gian theo công thức i = 4 - 3t với i tính bằng A, t tính bằng s. Tính độ lớn của suất diện động tụ cảm trong ông dây. Câu 13. Một ống dây diện hình trụ có lõi chân không, chiều dài 40 cm, có 1200 vòng, diện tích từng vòng là 250 cm2. Dòng điện qua ống dây phụ thuộc theo thời gian như dồ thị. Tính dộ lớn của suất điện động tự cảm trong ống dây. Câu 14. Một ống dây điện hình trụ có lõi chân không dài 80 cm, có 2000 vòng, tùng vòng có bán kính là 6.4 cm. a. Tính độ tự cảm của ống dây. b. Nối ống dây với một nguồn điện có E = 4 V, r = 0. Hỏi sau thời gian bao lâu từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua ống dây tăng đều dến giá trị 10 A ? Câu 15. Một cuộn cảm có L = 50 mH mắc nối tiếp với điện trờ R = 20  và nối vào một nguồn điện có E = 90 V và r = 0. Tìm tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện tại a. Thời diểm ban dầu ứng với cường dộ i = 0. b. Thời điểm i = 2 A. Câu 16. Hai dòng điện cường độ I 1 = 3I2 = 6 A chạy trong hai dây thẳng song song dài vô hạn, cùng chiêu nhau và dược đặt-ưong không khí cách nhau một khoang 20 cm. a. Tìm hướng và độ lớn của vectơ cam ứng từ tổng hợp tại M cách I1: 24 cm và cách I2: 4 cm. b. Tìm quỹ tích những diêm tại dó có cảm ứng từ lông hợp bằng không. Câu 17. Một hạt mang diện dương chuyển dộng trong từ trường đều. Mặt phăng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyên động với vận tốc thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là 5.10-5 N . Nếu vận tốc cua hạt tăng thêm 4.10 6 m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là 10 -5 N . Tìm vận tốc ban đầu cùa hạt. Câu 18. Một hạt prôtôn không vận tốc đầu được tăng tốc bởi một hiệu diện thế là 133,6 V. Sau đó hạt prôtôn bay vào trong một từ trường đều theo phưong vuông góc với các đường sức từ. Cho biết hạt prôtôn có khối lượng là 1,67.10-27 kg và điện tích là l,6.10-19 C. a. Tính vận tốc của hạt prôtôn khi bay vào miên từ trường.
3. b. Tìm độ lớn cùa cảm ứng từ khi lực Lorenxơ lác dụng lên hạt prôtôn là 1,28.10 -5N . Câu 19. Một doạn dây thẳng MN có chiều dài l = 25 cm và khối lượng 20 g. Dây dược treo bằng hai sợi dây nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phăng chứa dây NIN và dây treo như hình bên, dộ lớn của vectơ cảm ứng từ là 80 mT. Lấy g = 10 m/s2. Từng sợi dây mảnh chịu được lực căng cực đại là 0,15 N. Hỏi dòng điện chạy qua thanh MN phải có chiều như thế nào và có độ lớn bằng bao M nhiêu để một trong hai dây treo bị đứt ? Câu 20. Một hạt mang điện tích 25 nC chuyển động vói vận tốc 4.10 6 m/s trong một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức từ. Độ lớn của vectơ cảm ứng từ là 0,05 T. Tìm độ lớn của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt điện tích. Câu 21. Một ống dây hình trụ có lõi chân không, dài 40 cm, gồm 1000 vòng dây. Cường độ dòng điện chạy qua ống dây là 8 A. Tính cảm ứng từ bên trong lòng ống dây. Câu 22. Hai dây thắng dài, song song với nhau và cách nhau 5 cm dặt trong không khí. Dòng điện trong hai dây đó có cường độ là I 1 = 2 A và I2 = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 6 cm của từng dây. Câu 23. Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua một dây được uốn thành một vòng tròn đặt trong không khí. Khi đó cảm ứng từ tại tâm của vòng dây đồng có độ lớn là 8.10 5T . Tìm đường kính của vòng dây. Câu 24. Hai dòng điện cường độ I 1 = 2I2 = 10 A chạy trong hai dây thẳng song song dài vô hạn, ngược chiều nhau và được đặt trong không khí cách nhau một khoảng 35 cm. a. Tìm hướng và độ lớn của vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại M cách I1: 15 cm và cách I2: 25 cm. b. Tìm quỹ tích những điểm tại đó có cảm ứng từ tổng hợp bàng không. Câu 25. Một đoạn dây dài 15 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 2 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 6.10 -4 N. Tính cảm ứng từ của từ trường.