Giải bài tập Vật lý 11 Bài 24: Suất điện động của cảm ứng

§24. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
A/ KIẾN THỨC Cơ BĂN
Suât điện động cảm ứng trong mạch kín:
Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng 0 trong mạch kín.
Định luật Fa-ra-đây:
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuât hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
Ào
At
B/ CÂU HỎI TRONG BÁI HỌC
Cj. a) Nhắc lại định nghĩa suât điện động của một nguồn điện.
Trong các sơ đồ mạch điện, nguồn điện lí tưởng một chiều được kí hiệu như. hình a.
Ngoài ra. nguồn điện còn dược kí hiệu như hình b. trong đó. điểm ngọn cúa mùi tên chí vào cực dương cứa nguồn; chiều mũi tên được gọi là chiều của suâ’t điện động. Tính ƯAB theo sơ đồ c.
Tính Ucn t.heo sơ đồ hình d.
Tính ƯAB theo sơ đồ hình e với một nguồn điện có r * 0.
Nhắc lại biểu thức cúa điện nàng do một nguồn diện sản ra trong một khoáng thời gian At.
a.)
-ỡ-
b)
(c)
e-
J2 (d)
(e)
ị A; At I
-e-
C2. Nghiệm lại rằng, trong công thức led =
C3. Xác định chiều cúa suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín (C) trên hình bên khi nam chám:
đi xuống
đi lên.
Hướng dẩn giải
Cp a) Định nghĩa suâ't điện động của một nguồn điện:
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q đó.
Tính UAB:
Trong sơ đồ hình 24. lc: ri=ể-UAB
=> 0 = ễ- Uab (r = 0)
=> UAB = (!
Trong sơ đồ hình 24. ld
ri = S- Udc => 0 = S- UDC (r = 0)
0-
ễ
(c)
-Ỡ-
ễ’
(d)
d)
UDC = +<r
D
<T-IL
UCD =
=> ri = (ĩ - Uab => UAB = % - ri
<5-0-
$
(e)
Hình 24.1
e) Điện nàng do nguồn điện sản ra trong khoảng thời gian At A = iAt
c2. Trong công thức ỊecỊ =
I
AT
At
Đơn vị của ec là vón (V)
-	. , AT f Wb'l
Đơn vị của —- là —-
At V s ỳ
Ta có:
I = -^ =>
(lAmpe) 1A = —
t
s
Và
F = q.E =>
(1 Niutơn) IN = C —
111
*
B -	F	=>
(1 Tesla) IT = ——
I.z. since
A.m
cv
v.s
2
c m
— .m.m s
*	T = B.S.cosa =>	(1 Vebe) lWb = T.m2
lWb T.m2 v.s.m2
=> ■—7“ =	„ = v
s s	m ,s
A .. Wb
Vậy đơn vị của —— là —— hay Vôn (V).
At s
c3. - Trong hình 24.2a, nam châm đi xuống, tăng, chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược chiều của mạch.
- Trong hình 24.2b, nam châm đi lên, giảm, chiều của dòng điện cảm ứng cùng chiều của mạch.
c/ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬF SAU BÀI HỌC
Phát biểu các định nghĩa:
Suât điện động cảm ứng;
Tốc độ biến thiên từ thông.
Nêu ít nhất ba ứng dụng cùa hiện tượng cám ứng diện từ.
Phát biểu nào dưới dây là đúng?
Khi một mạch kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm ngang trong mặt phẩng chứa mạch trong một từ trường, thì suât điện động cảm ứng đối chiều một lần trong A. 1 vòng quay.	B. 2 vòng quay.
p 1 ,	„„	n 1 .	
c. - vòng quay.	D. Ỷ vòng quay.
Một mạch kín hình vuông, cạnh lOcm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đối theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường dộ dòng điện cảm ứng i = 2A và điện trở của mạch r = 5Í2.
Một khung dây dần hình vuông, cạnh a = 10cm. đặt cỏ' định trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt khung. Trong khoáng thời gian At = 0,05s, cho dộ lớn cùa B tàng đều từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cám ứng xuất hiện trong khung.
6*. Một mạch kín tròn (C) bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ B lúc đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa (C) (hình 24.4). Cho (C) quay đều xung quanh trục A cô’ định đi qua tâm cùa (C) và nằm trong mặt phăng chứa (C); tô’c độ quay là (!) không đổi.
Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuâ't hiện trong (C).
Hướng dần giải
Phát biểu các định nghĩa:
Suất điện động cảm ứng: là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
Tô'c độ biến thiên từ thông:
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó
Ưng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ:
Trong máy phát điện để tạo ra dòng điện xoay chiều.
Trong máy biến thế đế biến đổi hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.
Trong các động cơ điện.
c
Suất điện động cảm ứng: AT
AB.S
At
At
= r.1
Tốc độ biến thiên cúa từ trường
AB
5. Suất điện động cảm ứng:
ri _ 5.2 s - 0,01
= 103 (T/s)
lo I —
AT
AB.S
(0,5 - 0)0,01
pel
At
At
0,05
At
= 0,1 (V)
6. Lúc ban đầu li và B hợp với nhau một góc .
Nên góc quay a = wt + —	=>
Suâ’t điện động cảm ứng.
AT	dT
At
Vậy
T = BS cos(wt + 77) 2
- BScu sin(wt + 77 ) dt	2
ecmax = BSco ( Lúc đó: sin(tot + ^-) = 1) 2
eCmax = B(7lR2)w