Phương pháp giải bài tập Cảm ứng điện từ Nâng cao môn Vật Lý 11 năm 2021

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (535.82 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

NÂNG CAO

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 
- Từ thơng:

Từ thơng qua một mạch điện kín có diện tích S, đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ là
B được xác định theo công thức:

 = BScos ; Trong đó  = (n; B)

(Chiều của n tuỳ thuộc vào chiều (+) mà ta chọn cho khung dây kín)
- Hiện tượng cảm ứng điện từ:

+ Khi từ thơng qua một khung dây kín biến thiên thì trong ktg từ thơng biến thiên trong khung
xuất hiện dòng điện cảm ứng

+ Khi một đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường cảm ứng thì trong đoạn dây xuất hiện một
suất điện động cảm ứng

- Định luật Lenxơ về chiều dòng cảm ứng: Dịng cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó
sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thơng sinh ra nó

- Suất điện động cảm ứng:

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường đều.
ec = Blvsin

- Suất điện động tự cảm:

+ Từ thông tự cảm:  = Li ( L = k.2.n2V)

+ Suất điện động tự cảm: etc = -L I

t



+ Năng lượng từ: W =

2
1

LI2 suy ra trong cuộn dây: W = 
k
V
B

.
4

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

+ Mật độ năng lượng từ:  =
k
B

.
4



- Công của lực từ tác dụng lên một mạch điện kín chuyển động trong từ trường.

Khi một mạch điện chuyển động trong từ trường bất kì thì cơng của lực từ tác dụng lên mạch
điện được đo bằng tích của cường độ dịng điện với độ biến thiên từ thông qua mạch trong quá
trình chuyển động.

A = I.

Ta có: F=BIl và Ftạo với dịch chuyển x một góc đúng bằng góc  của vectơ pháp tuyến

khung tạo với vectơ từ cảm B.

Suy ra công của lực từ là : A = F. x.cos = I.
2. VÍ DỤ MINH HỌA

Cho một khung dây dẫn kín hình chữ nhật ABCD bằng kim loại, có điện trở R, có chiều dài các
cạnh là a và b. Một dây dẫn thằng  dài vô hạn, nằm trong mặt phẳng của khung dây, song
song với cạnh AD và cách nó một đoạn d như hình vẽ bên. Trên dây dẫn thẳng có dịng điện
cường độ I0 chạy qua.

a. Tính từ thơng qua khung dây.

b. Tính điện lượng chạy qua một tiết diện thẳng của khung dây
trong q trình cường độ dịng điện trong dây dẫn thẳng giảm đến 0.

c. Cho rằng cường độ dòng điện trong dây dẫn thẳng giảm

tuyến tính theo thời gian cho đến khi bằng 0, vị trí dây dẫn thẳng và
vị trí khung dâykhơng thay đổi. Hãy xác định xung của lực từ tác
dụng lên khung.

Giải 
a. Cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một đoạn r:

r
I
B





2
0
0

Từ thông qua khung dây là:

0
0
0

)
1

ln( + =

=
=





+ I bdr I b a

a

d



b
B



a
A

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

b. Trong thời gian nhỏ dt trong khung có suất điện động

dt
d

ec =− , trong khung có dịng điện

cảm ứng
R
d
dq
dt
dq
Rdt
d
R
e

i = c =−  =  =−  lấy tích phân 2 vế ta được:

=

=

−
−
=

−

−
=
R
R
R

q 0 0 0 0

)
1
ln(
2
0
0
d
a
R
b
I
+





c. Gọi t là thời gian dòng điện giảm đều đến 0 thì:

'
);

1
(

0 =−


−

= ec

t
t
I

I ; trong khung có dịng điện cảm ứng

=

−
=
=
R
R
e

i c '

)
1
ln(
2
0
0
d
a
t
R
b

I
+






= hằng số

Lực tác dụng lên khung là tổng hợp hai lực tác dụng lên các cạnh AD và BC:

Ii
a
d
d
ab
Ii
a
d
b
Ii
d
b
bi
B
bi
B
F
)
(
2

)
(
2
2
0
0
0
2
1
+
=
+
−
=
−
=













Xung của lực tác dụng lên khung là:





=


−
+
=

= t t dt

t
t
I
a
d
d
abi
I
Fdt
X
0
0
0
0
0
)
1
(
)
(
2





)
1

ln(
2
)
(
4
2
0
2
2
2
0
d
a
R
I
a
d
d
ab
+
+





3. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Trong cùng một mặt phẳng nằm ngang với dịng điện thẳng dài vơ hạn có cường độ I =
20A người ta đặt hai thanh trượt kim loại song song với dòng điện và thanh gần hơn cách dòng
điện một khoảng x0 = 1cm. Hai thanh trượt cách nhau l = 2cm. Trên hai thanh trượt người ta
lồng vào một đoạn dây dẫn MN dài l .Cho dây dẫn trượt tịnh tiến trên các thanh với vận tốc

không đổi v = 3m/s theo hướng song song với các thanh trượt.

a. Tìm hiệu điện thế xuất hiện giữa hai đầu dây dẫn UMN.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Đ/S:

a.UMN = 1,32.10-5 (V)

b. F’= 2,9.10-10N và đặt tại G

Bài 2: Một khung hình vuông làm bằng dây dẫn
quay đều quanh một trong số các cạnh của nó tại
gần một dây dẫn thẳng dài vơ hạn có dịng điện
khơng đổi I đi qua (hình vẽ). Trục quay song song
với dây dẫn và khoảng cách giữa chúng bằng d,
chiều dài cạnh khung bằng a.

Tại vị trí mặt phẳng khung tạo với mặt phẳng chứa
dây dẫn và trục của khung một góc  bằng bao
nhiêu thì vơn kế chỉ giá trị tuyệt đối cực đại tức
thời của điện áp?

Đ/S:

Tại vị trí mặt phẳng khung tạo với mặt phẳng chứa dây dẫn và trục của khung một góc  thỏa
mãn cos = 22ad 2

d +a thì vơn kế chỉ giá trị tuyệt đối cực đại tức thời của điện áp

Bài 3: Một khung dây dẫn hình vuông chuyển động dọc theo trục x với vận tốc v0 đi vào một

bán không gian vô hạn (x>0) trong đó có một từ trường khơng đều hướng theo trục z: Bz(x) =
B0(1 + x) với B0 là hằng số dơng. Biết rằng hai cạnh của khung song song với trục x, cịn mặt
phẳng của khung ln vng góc với trục z. Hỏi khung đã thâm nhập vào khơng gian có từ
trường một khoảng cách bằng bao nhiêu, nếu khối lượng của khung là m, chiều dài cạnh của

V
M

N
I
P

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

động tiếp sau đó cho tới khi dừng hẳn. Tính điện trở của khung. Bỏ qua hệ số tự cảm của
khung và coi b<<1.

Đ/S:

b

s 22 1



= và

0
3
2
0
)
2
2
(

mv
b
B

R= +



Bài 4: Một thanh có chiều dài L chuyển động với tốc độ
không đổi v dọc theo hai thanh ray dẫn điện nằm ngang.
Hệ thống này được đặt trong từ trường của một dòng
điện thẳng dài, song song với thanh ray cách thanh ray
một đoạn a, có cường độ dòng điện I chạy qua. Cho v
=5 m/s, a = 10 mm, L = 10 cm và I = 100 A.

a. Tính suất điện động cảm ứng trên thanh.

b. Tính cường độ dịng điện cảm ứng trong mạch. Biết rằng điện trở của thanh là 0,4 

và điện trở của hai thanh ray và thanh ngang nối hai đầu thanh ray bên phải là không đáng kể.
c. Tính tốc độ sinh nhiệt trong thanh.

d. Phải tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu để duy trì chuyển động của nó.
e. Tính tốc độ cung cấp cơng từ bên ngồi lên thanh.

Đ/S:

a. = 0,24 mV.

b. = =0,6
R

ic



mA.

c. =Ric2 =0,1437.10−6
dt

dQ

d. F=28,75.10-9 N.

e. Fv W

dt

Fdx
dt

dW 6

10
.
1437
,
0

. = −

=
=

L
a

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Bài 5: Người ta đặt một vòng xuyến mảnh, đồng chất
và dẫn điện bán kính r vào trong một từ trường đồng
nhất và biến đổi theo thời gian theo công thức B=Bocos

t

 . Điện trở của vòng xuyến là R và hệ số tự cảm L.

Vecto B tạo với mặt phẳng vịng xuyến góc  . Hãy
tính momen trung bình của các lực tác dụng lên vịng
xuyến?

Đ/S:

2 2 4 2
2 2 2

sin . os

2( )

o

B r L c
R L

   


+

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi 
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng.

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường
Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức 
Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS

THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh 
Trình, TS. Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc 
Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.

Phương pháp giải bài tập Cảm ứng điện từ Nâng cao môn Vật Lý 11 năm 2021

<b>PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ </b>

<b>NÂNG CAO </b>





<sub></sub>









































<i>V</i>

<i>ữ</i>

<i>ng vàng n</i>

<i>ề</i>

<i>n t</i>

<i>ảng, Khai sáng tương lai</i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về