Giáo Dục

Giải vật lí 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng

Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 24: Suất điện động cảm ứng – sách giáo khoa vật lí 11. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng nhé.

Câu trả lời:

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Định nghĩa suất điện động cảm ứng

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

Bạn đang xem: Giải vật lí 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng

2. Định luật Fa-ra-đây

Xét biến thiên từ thông $Delta phi $ trong thời gian $Delta t$ trong mạch kín (C) do sự dịch chuyển của mạch.

Công do lực từ tác dụng vào mạch: $Delta A = i.Delta phi $ với i là cường động dòng điện cảm ứng.

Áp dụng định luật Len-xơ, công của ngoại lực sinh ra để gây ra biến thiên từ thông trong mạch là:

$Delta A’ =  – Delta A = – i.Delta phi $ (*)

Công $Delta A’$ chính là giá trị phần năng lượng bên ngoài cung cấp cho mạch:

$Delta A’ = e_{c}.i.Delta t$ (**)

Trong đó: ec suất điện động cảm ứng (tương tự như điện năng do một nguồn điện sinh ra)

Từ (*) và (**), ta có, suất điện động cảm ứng là: $e_{c} = – frac{Delta phi }{Delta t}$

Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

3. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ

Dấu “-” trong công thức suất điện động cảm ứng để phù hợp với định luật Len-xơ.

  • Nếu $phi $ tăng thì ec <0: Chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều dòng điện trong mạch.
  • Nếu $phi $ giảm thì ec > 0: Chiều của suất điện động cảm ứng là chiều của dòng điện trong mạch.

4. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Phát biểu các định nghĩa:…

Phát biểu các định nghĩa:

– Suất điện động cảm ứng;

– Tốc độ biến thiên từ thông.

Bài giải:

Suất điện động cảm ứng là Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín.

Tốc độ biến thiên từ thông là từ thông sinh ra trong mạch trong một đơn vị thời gian.

Giải câu 2: Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng…

Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?

Bài giải:

Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ: Máy phát điện, bếp từ, rơ-le điện từ, phanh điện từ,…

Giải câu 3: Phát biểu nào dưới đây là đúng…

Phát biểu nào dưới đây là đúng?

Khi một mạch kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đối chiều một lần trong.

A. 1 vòng quay

B. 2 vòng quay

C. $frac{1}{2}$ vòng quay

D. $frac{1}{4}$ vòng quay

Bài giải:

Chọn đáp án C.

Giải câu 4: Một mạch kín hình vuông, cạnh 10 cm…

Một mạch kín hình vuông, cạnh 10 cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i = 2A và điện trở của mạch r = 5 $Omega $.

Bài giải:

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch là: ec = i.r = 2.5 = 10 V

Diện tích mặt phẳng giới hạn bởi khung dây là: S = (10.10-2)2 = 10-2 m2

Góc hợp bới vecto pháp tuyến của mặt phẳng khung dây và từ trường là: $alpha  = 0^{circ}$

Ta có: e = – $frac{Delta phi }{Delta t} = – frac{Delta B.S.cos alpha }{Delta t}$

Vậy, tốc độ biến thiên từ trường là:

$frac{Delta B}{Delta t} = – frac{e_{c}}{S.cos alpha } = – frac{10}{10^{-2}.1} = 10^{3}$T/s

Giải câu 5: Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a…

Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ $overrightarrow{B}$ vuông góc với mặt khung. Trong  khoảng thời gian t = 0,05s, cho  độ lớn của $overrightarrow{B}$ tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Bài giải:

Độ biến thiên từ thông là: $Delta phi  = Delta B.S = (0,5 – 0).(10.10^{-2})^{2} = 0,005$Wb

Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây là:

$left | e_{c} right | = left | – frac{Delta phi }{Delta t} right | = frac{0,005}{0,05} = 10$ (V)

Giải câu 6*: Một mạch kín tròn C bán kính R…

Một mạch kín tròn C bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ $overrightarrow{B}$ lúc đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa C (Hình 24.4). Cho C quay đều xung quanh trục  $Delta $ cố định đi qua tâm của C và nằm trong mặt phẳng chứa C ; tốc độ quay là không đổi.

Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong C.

Bài giải:

Chọn mốc thời gian là thời điểm ban đầu (lúc $overrightarrow{B}$ có hướng song song với mặt phẳng chứa khung dây).

Tại t = 0, từ thông qua mạch là: $phi  = B.S.cos alpha  = 0$ (Do $(overrightarrow{n},overrightarrow{B}) = 90^{circ}$)

Tại thời điểm t, từ thông qua mạch là:

$phi  = B.S.cos alpha  = B.S.cos omega t$

Suất điện động cảm ứng trong mạch chính là đạo hàm bậc nhất của từ thông qua trong theo thời gian

Suất điện động cảm ứng trong mạch là:

$e_{c} = – frac{Delta phi }{Delta t} = – phi ‘ = – (B.S. omega .(- sin omega t)) = B.S. sin omega t$

Suất điện động cảm ứng cực đại qua mạch là: $e_{c max} = B.Somega $ khi $sin omega t = 1$

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button