Một khung dây hình chữ nhật kín gồm N = 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng s = 20 cm2 đặt trong một từ trường đều có Vectơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến của mặt phang khung dây góc α = 60°, điện trở khung dây R = 0,2 Ω. Nếu trong thời gian Δt = 0,01 s, độ lớn cảm ứng từ giảm đều từ 0,04 T đến 0 thì cường độ dòng cảm ứng có độ lớn i1; còn nếu độ lớn cảm ứng từ tăng đều từ 0 đến 0,02 T thì cường độ dòng cảm ứng có độ lớn i2. Khi đó, i1 + i2 bằng bao nhiêu ampe?
Đáp án:
Đáp án:
Áp dụng định luật Faraday về cảm ứng điện từ
Suất điện động cảm ứng trong khung dây: \(\mathcal{E} = - N.\frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}\)
Dòng điện cảm ứng: \(i = \frac{\mathcal{E}}{R}\)
Trường hợp 1: Độ lớn cảm ứng từ giảm từ 0,04 T xuống 0
\(\begin{array}{l}{\rm{\Delta }}{B_1} = 0 - 0,04 = - 0,04\,{\rm{T}}\\{\rm{\Delta }}{{\rm{\Phi }}_1} = {\rm{\Delta }}{B_1}.s.\cos \alpha = - 0,{04.20.10^{ - 4}}.\frac{1}{2} = - {4.10^{ - 4}}\,{\rm{Wb}}\\{\mathcal{E}_1} = - N.\frac{{{\rm{\Delta }}{{\rm{\Phi }}_1}}}{{{\rm{\Delta }}t}} = - 10.\frac{{ - {{4.10}^{ - 4}}}}{{0,01}} = 0,4\,{\rm{V}}\\ \to {i_1} = \frac{{{\mathcal{E}_1}}}{R} = \frac{{0,4}}{{0,2}} = 2\,{\rm{A}}\end{array}\)
Trường hợp 2: Độ lớn cảm ứng từ tăng từ 0 lên 0,02 T
\(\begin{array}{l}{\rm{\Delta }}{B_2} = 0,02 - 0 = 0,02\,{\rm{T}}\\{\rm{\Delta }}{{\rm{\Phi }}_2} = {\rm{\Delta }}{B_2}.s.\cos \alpha = 0,{02.20.10^{ - 4}}.\frac{1}{2} = {2.10^{ - 4}}\,{\rm{Wb}}\\{\mathcal{E}_2} = - N.\frac{{{\rm{\Delta }}{{\rm{\Phi }}_2}}}{{{\rm{\Delta }}t}} = - 10.\frac{{{{2.10}^{ - 4}}}}{{0,01}} = - 0,2\,{\rm{V}}\\ \to {i_2} = \frac{{{\mathcal{E}_2}}}{R} = \frac{{0,2}}{{0,2}} = 1\,{\rm{A}}\end{array}\)
Tổng dòng cảm ứng: \({i_1} + {i_2} = 2 + 1 = 3\,{\rm{A}}\)
Đáp án: 3
Các bài tập cùng chuyên đề
1. Dựa vào biểu thức suất điện động cảm ứng của định luật Faraday:
\({e_c} = - N\frac{{\Delta \phi }}{{\Delta t}}\)
Hãy chứng tỏ mối liên hệ sau:
\(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\)
Trong đó, U1 và U2 lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp; với N1 và N2 lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
2. Giải thích nguyên nhân xuất hiện điện áp u2 ở hai đầu cuộn thứ cấp.
Giá trị cực đại của suất điện động cảm ứng trong một khung dây quay trong từ trường có mối liên hệ với độ lớn của cảm ứng từ B, diện tích tiết diện thẳng của cuộn dây S, số vòng dây N và tần số quay f của khung dây. Sử dụng định luật Faraday hãy giải thích tại sao suất điện động cảm ứng tỉ lệ thuận với các đại lượng này.
