Tài liệu Phương pháp giải bài tập dòng điện Fu-co, hiện tượng tự cảm môn Vật Lý 11 năm 2021-2022 là tài liệu được HOC247 biên tập và tổng hợp góp phần giúp các em học sinh có thêm tài liệu rèn luyện kĩ năng làm đề chuẩn bị cho kì thi sắp tới. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các em, chúc các em học sinh có kết quả học tập tốt!
1. KIẾN THỨC CHUNG
1.1. 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.
1.2.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.
1.3. 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
1.4. Suất điện động tự cảm
+ Trong mạch kín có dòng điện i chạy qua thì dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông được gọi là từ thông riêng của mạch: = Li.
Đơn vị độ tự cảm là henry (H).
+ Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
+ Suất điện động tự cảm: \({e_{tc}} = - L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\)
+ Năng lượng từ trường của ống dây có dòng điện \({{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2}\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Hiện tượng tự cảm không phải là hiện tượng cảm ứng điện từ.
B. Hiện tượng tự cảm không xảy ra ở các mạch điện xoay chiều.
C. Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
D. Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của từ trường bên ngoài mạch điện.
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
Giải thích:
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi chính sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
Câu 2. Khi đưa vào trong lòng ống dây một vật liệu có độ từ thẩm μ, lấp đầy ống dây thì độ tự cảm của nó
A. tăng μ lần.
B. giảm μ lần.
C. không thay đổi.
D. có thể tăng hoặc giảm tuỳ vào bản chất của vật liệu từ.
Hướng dẫn giải
Đáp án: A
Giải thích:
+ Một ống dây điện chiều dài ℓ, tiết diện S, gồm N vòng dây, có cường độ I chạy qua, độ tự cảm của ống dây: \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S\)
+ Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt: \(L = \mu .4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{N^2}}}{l}S\)
Với μ là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (cỡ 104).
Câu 3. Trong thí nghiệm về hiện tượng tự cảm và ngắt mạch, người ta đưa lõi sắt vào trong lòng ống dây để
A. tăng điện trở của ống dây.
B. tăng cường độ dòng điện qua ống dây.
C. làm cho bóng đèn mắc trong mạch không bị cháy.
D. tăng độ tự cảm của ống dây.
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Giải thích:
Khi ta đưa lõi sắt vào trong lòng ống dây thì độ tự cảm của ống dây tăng lên.
Câu 4. Hệ số tự cảm (độ tự cảm) của ống dây có ý nghĩa vật lí gì?
A. cho biết số vòng dây của ống dây là lớn hay nhỏ.
B. cho biết thể tích của ống dây là lớn hơn hay nhỏ.
C. cho biết từ trường sinh ra là lớn hay nhỏ khi có dòng điện đi qua.
D. cho biết từ thông qua ống dây là lớn hay nhỏ khi có dòng điện đi qua.
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Giải thích:
Hệ số tự cảm (độ tự cảm) của ống dây có ý nghĩa vật lí: cho biết từ thông qua ống dây là lớn hay nhỏ khi có dòng điện đi qua.
3. LUYỆN TẬP
Câu 1 : Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4T, từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó:
A. 00
B. 300
C. 450
D. 600
Câu 2 : Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2 gồm 100 vòng đặt trong từ trường đều B = 2.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 300. 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. 10-3V
B. 2.10-3V
C. 3.10-3V
D. 4.10-3V
Câu 3 : Một khung dây cứng phẳng diện tích 25cm2 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 thời gian như đồ thị hình vẽ. Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ t = 0 đến t = 0,4s:
.jpg?enablejsapi=1)
A. ΔΦ = 4.10-5Wb
B. ΔΦ = 5.10-5Wb
C. ΔΦ = 6.10-5Wb
D. ΔΦ = 7.10-5Wb
Câu 4 : Một khung dây cứng phẳng diện tích 25 cm2 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 thời gian như đồ thị hình vẽ. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung kể từ t = 0 đến t = 0,4 (s):
.jpg)
A. 10-4V
B. 1,2.10-4V
C. 1,3.10-4V
D. 1,5.10-4V
Câu 5 : Một vòng dây đặt trong từ trường đều B = 0,3 T. Mặt phẳng vòng dây vuông góc với đường sức từ. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây nếu đường kính vòng dây giảm từ 100 cm xuống 60 cm trong 0,5 (s):
A. 300V
B. 30V
C. 3V
D. 0,3V
Câu 6 : Một hình vuông cạnh 5cm được đặt trong từ trường đều B = 0,01 T. 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. 25 mV
B. 250 mV
C. 2,5 mV
D. 0,25 mV
Câu 7 : Một khung dây phẳng có diện tích 12 cm2 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 300. Tính độ lớn từ thông qua khung:
A. 2.10-5Wb
B. 3.10-5Wb
C. 4 .10-5Wb
D. 5.10-5Wb
Câu 8 : Một khung dây có diện tích 5cm2 gồm 50 vòng dây. Đặt khung dây trong từ trường đều có cảm ứng từ B và quay khung theo mọi hướng. Từ thông qua khung có giá trị cực đại là 5.10-3 Wb. Cảm ứng từ B có giá trị nào ?
A. 0,2 T
B. 0,02T
C. 2T
D. 2.10-3T
Câu 9 : Một vòng dây phẳng có diện tích 80cm2 đặt trong từ trường đều B = 0,3.10-3T véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Đột ngột véc tơ cảm ứng từ đổi hướng trong 10-3 s. Trong Thời gian đó suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là:
A. 4,8.10-2V
B. 0,48V
C. 4,8.10-3V
D. 0,24V
Câu 10 : 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 thời gian t cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T thì trong khung dây có một suất điện động không đổi với độ lớn là 0,2 V. Thời gian t đó là
A. 0,2 (s).
B. 0,2π (s).
C. 4 (s).
D. chưa đủ dữ kiện để xác định.
Câu 11 : 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 12 : Một cuộn dây có 400 vòng, điện trở 4Ω, diện tích mỗi vòng là 30cm2 đặt cố định trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây, hai đầu cuộn dây nối với nhau thành mạch kín. Tốc độ biến thiên cảm ứng từ qua mạch là bao nhiêu để cường độ dòng điện trong mạch là 0,3A:
A. 1 T/s
B. 0,5 T/s
C. 2 T/s
D. 4 T/s
Câu 13 : Một hình chữ nhật kích thước 3cm x 4cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 300. Tính từ thông qua hình chữ nhật đó:
A. 2.10-7Wb
B. 3.10-7Wb
C. 4 .10-7Wb
D. 5.10-7Wb
Câu 14 : Một vòng dây diện tích S đặt trong từ trường có cảm ứng từ B, mặt phẳng khung dây hợp với đường sức từ góc α. Góc α bằng bao nhiêu thì từ thông qua vòng dây có giá trị \(\Phi =\frac{BS}{\sqrt{2}}\)
A. 1800
B. 600
C. 900
D. 450
Câu 15 : Từ thông qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian 0,2 (s) từ thông giảm từ 1,2 (Wb) xuống còn 0,4 (Wb). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn bằng:
A. 6 (V).
B. 4 (V).
C. 2 (V).
D. 1 (V).
---(Để xem tiếp nội dung từ câu 16 đến câu 30 của tài liệu các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào HOC247 để tải về máy)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập dòng điện Fu-co, hiện tượng tự cảm môn Vật Lý 11 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
