Đề thi giữa học kì 2 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo - Đề số 3
Đề thi giữa học kì 2 - Đề số 3
Đề bài
Tính chất cơ bản của từ trường là:
-
A.
gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.
-
B.
gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó.
-
C.
gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.
-
D.
gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó.
Phát biểu nào sau đây là không đúng?
-
A.
Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ.
-
B.
Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ.
-
C.
Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường.
-
D.
Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ.
Đặc điểm nào không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài?
-
A.
Các đường sức là các đường tròn.
-
B.
Mặt phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn.
-
C.
Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay trái.
-
D.
Chiều các đường sức không phụ thuộc chiều dòng dòng điện.
Xét một ống dây có dòng điện chạy qua và một nam châm thử định hướng như hình dưới. Biết A và B là các cực của nguồn điện không đổi.
-
A.
Đường sức từ trong lòng ống dây có hướng từ trái sang phải.
-
B.
Đường sức từ trong lòng ống dây có chiều từ phải sang trái.
-
C.
A là cực dương.
-
D.
B là cực dương.
Đơn vị của cảm ứng từ là
-
A.
T
-
B.
N.A
-
C.
kg.A
-
D.
N/A
Chiều của cảm ứng từ có phương của kim nam châm
-
A.
tại điểm đang xét, chiều từ cực Bắc sang cực Nam của kim nam châm.
-
B.
tại điểm đang xét, chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm.
-
C.
nằm cân bằng tại điểm đang xét, chiều từ cực Bắc sang cực Nam của kim nam châm.
-
D.
nằm cân bằng tại điểm đang xét, chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm.
Chọn câu đúng khi nói về quy tắc bàn tay trái.
-
A.
Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện.
-
B.
Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều dòng điện.
-
C.
Đặt bàn tay trái sao cho lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều dòng điện.
-
D.
Đặt bàn tay trái sao cho lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 900 trùng với chiều các đường sức từ.
Từ thông qua một diện tích S không phụ thuộc yếu tố nào sau đây?
-
A.
độ lớn cảm ứng từ;
-
B.
diện tích đang xét;
-
C.
góc tạo bởi pháp tuyến và véc tơ cảm ứng từ;
-
D.
nhiệt độ môi trường.
Giá trị tuyệt đối của từ thông qua diện tích S đặt vuông góc với cảm ứng từ B
-
A.
tỉ lệ với số đường sức qua một đơn vị diện tích S.
-
B.
tỉ lệ với độ lớn chu vi của diện tích S.
-
C.
là giá trị của cảm ứng từ B tại nơi đặt điện tích S.
-
D.
tỉ lệ với số đường sức qua diện tích S.
Một vòng dây dẫn được đặt trong một từ trường đều, sao cho mặt phẳng của vòng dây vuông góc với đường cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi
-
A.
nó bị làm cho biến dạng.
-
B.
nó được quay xung quanh pháp tuyến của nó.
-
C.
nó được dịch chuyển tịnh tiến.
-
D.
nó được quay xung quanh một trục trùng với đường cảm ứng từ.
Điện áp hiệu dụng của máy phát điện xoay chiều một pha có giá trị nào so với điện áp cực đại?
-
A.
Bằng một nửa điện áp cực đại
-
B.
Bằng điện áp cực đại
-
C.
Gấp đôi điện áp cực đại
-
D.
Gấp ba lần điện áp cực đại
Máy phát điện xoay chiều một pha hoạt động theo nguyên lý nào?
-
A.
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ của cuộn dây trong từ trường của nam châm
-
B.
Dựa trên việc thay đổi chiều của dòng điện trong cuộn dây qua sự quay của rotor
-
C.
Dựa trên sự thay đổi tần số của dòng điện trong cuộn dây qua sự quay của rotor
-
D.
Dựa trên sự thay đổi từ trường của nam châm trong cuộn dây
Một nhóm học sinh làm thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ như trình bày ở Hình 3.2. Trong các phát biểu sau đây của học sinh, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?
a) Mỗi khi từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch điện kín biến thiên theo thời gian thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
b) Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.
c) Độ lớn của từ thông qua một mạch kín càng lớn thì suất điện động cảm ứng trong mạch kín đó càng lớn.
d) Dịch chuyền thanh nam châm lại gần một đầu ống dây thì đầu đó sẽ hút thanh nam châm vì khi đó, ống dây là một nam châm điện.
Đồ thị sau đây cho thấy từ thông toàn phần qua một cuộn dây thay đổi theo thời gian (t) như đồ thị sau.
a) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms là \(2{\rm{ }}V.\)
b) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms là \(0,5{\rm{ }}V.\)
c) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms bằng không.
d) Suất điện động sinh ra trong cuộn dây là lớn nhất trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms.
Một chiếc máy bay lên thẳng có cánh dài 3,00 m (tính từ trục quay) và quay với tốc độ 2,00 vòng/s, trong mặt phẳng nằm ngang. Giả sử thành phần thẳng đứng của từ trường Trái Đất là \(50{\rm{ }}\mu T\).Trong 1 giây, cánh máy bay quay tạo ra suất điện động cảm ứng là bao nhiêu mV?
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 giây, 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?
Sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền trong chân không với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là bao nhiêu mét?
Đặt một đoạn dây dẫn thẳng dài 120 cm song song với đường sức từ của từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 0,8 T. Dòng điện trong dây dẫn là 20 A thì lực từ có độ lớn là bao nhiêu?
Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10-5T bên trong một ống dây, mà dòng điện chạy trong mỗi vòng của ống dây chỉ là 2A thì số vòng quấn trên ống phải là bao nhiêu, biết ống dây dài 50cm.
Một nguồn điện có suất điện động \(E = 10{\rm{ }}V\), điện trở trong \({\rm{r}}\,{\rm{ = }}\,{\rm{0,1}}\;{\rm{\Omega ,}}\)hai thanh ray song song nằm ngang, thanh kim loại AB chiều dài\(L = 20{\rm{ cm}}\), khối lượng 100 g, điện trở \(R = 0,9\Omega \) đặt vuông góc và tiếp xúc với hai thanh ray nói trên như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có độ lớn \(B = 0,2{\rm{ }}T\). Hệ số ma sát giữa AB và ray là 0,1. Bỏ qua điện trở các thanh ray, điện trở nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Lấy \({\rm{g}}\,{\rm{ = 9,8 m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}{\rm{.}}\)Gia tốc chuyển động của thanh AB bằng bao nhiêu m/s2? (Kết quả làm tròn đến phần nguyên)
Electron có tốc độ \(v = 8,{4.10^6}\,m/s\) được cho đi vào vùng có từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ. Electron chuyển động trong từ trường theo một đường tròn. Biết \({\rm{B\;}} = {\rm{\;}}0,50{\rm{\;mT}},\) độ lớn điện tích và khối lượng của electron là \({\rm{e}} = 1,6 \cdot {10^{ - 19}}\,{\rm{C}}\) và \({\rm{m}} = 9,1 \cdot {10^{ - 31}}\,{\rm{kg}}.\) Bán kính quỹ đạo của electron là bao nhiêu centimet (viết kết quả với một chữ số thập phân)?
Một dây dẫn thẳng, cứng, dài \(\ell = 0,10\,m\), có khối lượng m = 0,025 kg được giữ nằm yên theo phương ngang trong một từ trường có độ lớn cảm ứng từ là B = 0,5 T và có hướng nằm ngang, vuông góc với dây dẫn. Lấy g = 9,8 m/s2 . Cường độ dòng điện chạy trong dây là bao nhiêu ampe để khi dây được thả ra thì nó vẫn nằm yên (kết quả được lấy đến một chữ số thập phân)?
Lời giải và đáp án
Tính chất cơ bản của từ trường là:
-
A.
gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.
-
B.
gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó.
-
C.
gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.
-
D.
gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó.
Đáp án : A
Từ trường là môi trường bao quanh các dòng điện và nam châm, có khả năng tác dụng lực từ lên chúng. Lực từ này có thể làm nam châm hoặc dòng điện chuyển động hoặc đổi hướng.
Phát biểu A đúng: Từ trường gây ra lực từ lên nam châm hoặc dòng điện đặt trong nó.
Phát biểu B sai: Lực đàn hồi không phải là đặc trưng của từ trường.
Phát biểu C sai: Từ trường không gây biến đổi tính chất điện của môi trường.
Phát biểu D sai: Lực hấp dẫn liên quan đến trọng lực chứ không phải từ trường.
Đáp án: A
Phát biểu nào sau đây là không đúng?
-
A.
Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ.
-
B.
Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ.
-
C.
Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường.
-
D.
Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ.
Đáp án : C
Xem xét từng phát biểu và kiểm tra tính chính xác.
Phát biểu A đúng: Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ.
Phát biểu B đúng: Cảm ứng từ đặc trưng cho tác dụng của từ trường.
Phát biểu C sai: Xung quanh điện tích đứng yên chỉ có điện trường, không có từ trường.
Phát biểu D đúng: Mỗi điểm trong từ trường có một đường sức từ duy nhất.
Đáp án: C
Đặc điểm nào không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài?
-
A.
Các đường sức là các đường tròn.
-
B.
Mặt phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn.
-
C.
Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay trái.
-
D.
Chiều các đường sức không phụ thuộc chiều dòng dòng điện.
Đáp án : C
Đường sức từ của dòng điện thẳng dài có hình dạng đường tròn, nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn. Chiều đường sức tuân theo quy tắc nắm tay phải.
A đúng: Đường sức từ là đường tròn.
B đúng: Mặt phẳng đường sức vuông góc dây dẫn.
C sai: Chiều đường sức được xác định theo quy tắc nắm tay phải, không phải bàn tay trái.
D đúng: Chiều đường sức phụ thuộc vào chiều dòng điện.
Đáp án: C
Xét một ống dây có dòng điện chạy qua và một nam châm thử định hướng như hình dưới. Biết A và B là các cực của nguồn điện không đổi.
-
A.
Đường sức từ trong lòng ống dây có hướng từ trái sang phải.
-
B.
Đường sức từ trong lòng ống dây có chiều từ phải sang trái.
-
C.
A là cực dương.
-
D.
B là cực dương.
Đáp án : A
Sử dụng quy tắc nắm tay phải: Ngón cái chỉ chiều từ cực Nam đến cực Bắc, bốn ngón tay chỉ chiều dòng điện.
Dựa vào hướng của nam châm thử và vận dụng quy tắc nắm bàn tay: Cực bắc của kim nam châm bị cực nam của nam châm điện hút, cực nam của kim nam châm bị cực bắc của nam châm điện hút nên:
Chiều dòng điện xuất phát từ B đi qua các vòng dây và trở về A.
Đáp án: A
Đơn vị của cảm ứng từ là
-
A.
T
-
B.
N.A
-
C.
kg.A
-
D.
N/A
Đáp án : A
Đơn vị của cảm ứng từ
Đơn vị của cảm ứng từ Tesla (T)
Đáp án: A
Chiều của cảm ứng từ có phương của kim nam châm
-
A.
tại điểm đang xét, chiều từ cực Bắc sang cực Nam của kim nam châm.
-
B.
tại điểm đang xét, chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm.
-
C.
nằm cân bằng tại điểm đang xét, chiều từ cực Bắc sang cực Nam của kim nam châm.
-
D.
nằm cân bằng tại điểm đang xét, chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm.
Đáp án : D
Từ trường định hướng kim nam châm sao cho cực Bắc của kim chỉ về cực Nam của nam châm từ.
Chiều của cảm ứng từ cùng chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm.
Đáp án: D
Chọn câu đúng khi nói về quy tắc bàn tay trái.
-
A.
Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện.
-
B.
Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều dòng điện.
-
C.
Đặt bàn tay trái sao cho lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều dòng điện.
-
D.
Đặt bàn tay trái sao cho lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện, ngón cái choãi ra 900 trùng với chiều các đường sức từ.
Đáp án : A
Quy tắc bàn tay trái:
- Lòng bàn tay hướng theo đường sức từ.
- Ngón tay chỉ chiều dòng điện.
- Ngón cái chỉ lực từ.
Đáp án A đúng vì nó mô tả chính xác quy tắc bàn tay trái.
Đáp án: A
Từ thông qua một diện tích S không phụ thuộc yếu tố nào sau đây?
-
A.
độ lớn cảm ứng từ;
-
B.
diện tích đang xét;
-
C.
góc tạo bởi pháp tuyến và véc tơ cảm ứng từ;
-
D.
nhiệt độ môi trường.
Đáp án : D
Từ thông phụ thuộc vào:
- Độ lớn cảm ứng từ B.
- Diện tích bề mặt S.
- Góc giữa pháp tuyến và B.
Yếu tố không ảnh hưởng là nhiệt độ môi trường.
Đáp án: D
Giá trị tuyệt đối của từ thông qua diện tích S đặt vuông góc với cảm ứng từ B
-
A.
tỉ lệ với số đường sức qua một đơn vị diện tích S.
-
B.
tỉ lệ với độ lớn chu vi của diện tích S.
-
C.
là giá trị của cảm ứng từ B tại nơi đặt điện tích S.
-
D.
tỉ lệ với số đường sức qua diện tích S.
Đáp án : D
Từ thông liên quan đến số đường sức từ xuyên qua diện tích S: Φ=BScosθ
Từ thông tỉ lệ với số đường sức qua diện tích S.
Đáp án: D
Một vòng dây dẫn được đặt trong một từ trường đều, sao cho mặt phẳng của vòng dây vuông góc với đường cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi
-
A.
nó bị làm cho biến dạng.
-
B.
nó được quay xung quanh pháp tuyến của nó.
-
C.
nó được dịch chuyển tịnh tiến.
-
D.
nó được quay xung quanh một trục trùng với đường cảm ứng từ.
Đáp án : D
Cảm ứng điện từ xảy ra khi từ thông thay đổi.
Chỉ có quay vòng dây quanh trục song song với đường cảm ứng từ mới thay đổi từ thông.
Đáp án: D
Điện áp hiệu dụng của máy phát điện xoay chiều một pha có giá trị nào so với điện áp cực đại?
-
A.
Bằng một nửa điện áp cực đại
-
B.
Bằng điện áp cực đại
-
C.
Gấp đôi điện áp cực đại
-
D.
Gấp ba lần điện áp cực đại
Đáp án : A
Điện áp hiệu dụng và điện áp cực đại liên hệ \({U_0} = U\sqrt 2 \)
Điện áp hiệu dụng của máy phát điện xoay chiều một pha bằng một nửa điện áp cực đại
Đáp án: A
Máy phát điện xoay chiều một pha hoạt động theo nguyên lý nào?
-
A.
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ của cuộn dây trong từ trường của nam châm
-
B.
Dựa trên việc thay đổi chiều của dòng điện trong cuộn dây qua sự quay của rotor
-
C.
Dựa trên sự thay đổi tần số của dòng điện trong cuộn dây qua sự quay của rotor
-
D.
Dựa trên sự thay đổi từ trường của nam châm trong cuộn dây
Đáp án : A
Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Khi cuộn dây quay trong từ trường, từ thông biến đổi → sinh suất điện động cảm ứng.
Đáp án: A
Một nhóm học sinh làm thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ như trình bày ở Hình 3.2. Trong các phát biểu sau đây của học sinh, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?
a) Mỗi khi từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch điện kín biến thiên theo thời gian thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
b) Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.
c) Độ lớn của từ thông qua một mạch kín càng lớn thì suất điện động cảm ứng trong mạch kín đó càng lớn.
d) Dịch chuyền thanh nam châm lại gần một đầu ống dây thì đầu đó sẽ hút thanh nam châm vì khi đó, ống dây là một nam châm điện.
a) Mỗi khi từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch điện kín biến thiên theo thời gian thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
b) Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.
c) Độ lớn của từ thông qua một mạch kín càng lớn thì suất điện động cảm ứng trong mạch kín đó càng lớn.
d) Dịch chuyền thanh nam châm lại gần một đầu ống dây thì đầu đó sẽ hút thanh nam châm vì khi đó, ống dây là một nam châm điện.
Áp dụng định luật Faraday về cảm ứng điện từ: Suất điện động cảm ứng xuất hiện khi từ thông qua mạch biến thiên theo thời gian.
Hiểu đúng bản chất của suất điện động cảm ứng và cách nó phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ thông.
a) Đúng. Đây là kết luận về hiện tượng cảm ứng điện từ.
b) Đúng. Đây là nội dung của định luật Faraday về cảm ứng điện từ.
c) Sai. Nếu từ thông qua mạch kín lớn nhưng từ thông biến đổi với tốc độ nhỏ thì suất điện động cảm ứng sẽ nhỏ.
d) Sai. Khi đưa nam châm lại gần ống dây, độ lớn của từ thông qua ống dây tăng và từ trường của dòng điện cảm ứng trong ống dây ngược chiều với từ trường của nam châm. Khi đó, từ trường của dòng điện cảm ứng ngăn cản nam châm lại gần nó. Tức là ống dây sẽ đẩy nam châm.
Đồ thị sau đây cho thấy từ thông toàn phần qua một cuộn dây thay đổi theo thời gian (t) như đồ thị sau.
a) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms là \(2{\rm{ }}V.\)
b) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms là \(0,5{\rm{ }}V.\)
c) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms bằng không.
d) Suất điện động sinh ra trong cuộn dây là lớn nhất trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms.
a) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms là \(2{\rm{ }}V.\)
b) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms là \(0,5{\rm{ }}V.\)
c) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms bằng không.
d) Suất điện động sinh ra trong cuộn dây là lớn nhất trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms.
Dựa vào công thức suất điện động cảm ứng trung bình. Xác định khoảng thời gian và giá trị từ thông từ đồ thị.
a) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms là \({e_c} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = - \frac{{{\Phi _2} - {\Phi _1}}}{{{t_2} - {t_1}}} = - \frac{{0,2 - 0}}{{0,1}} = - 2\,V.\) → Sai
b) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms từ 100 ms đến 300 ms là \({e_c} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = - \frac{{{\Phi _3} - {\Phi _2}}}{{{t_3} - {t_2}}} = - \frac{{0,1 - 0,2}}{{0,2}} = 0,5{\rm{ }}V.\) → Đúng
c) Suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện ở cuộn đây trong khoảng thời gian từ 300 ms đến 500 ms là\({e_c} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = 0.\) → Đúng
d) Suất điện động sinh ra trong cuộn dây là lớn nhất trong khoảng thời gian từ 0 đến 100 ms → Đúng
Một chiếc máy bay lên thẳng có cánh dài 3,00 m (tính từ trục quay) và quay với tốc độ 2,00 vòng/s, trong mặt phẳng nằm ngang. Giả sử thành phần thẳng đứng của từ trường Trái Đất là \(50{\rm{ }}\mu T\).Trong 1 giây, cánh máy bay quay tạo ra suất điện động cảm ứng là bao nhiêu mV?
Sử dụng công thức \(\Delta S = \pi {L^2}.n\)
- Diện tích cánh máy bay quét được: \(\Delta S = \pi {L^2}.n\) ( n là số vòng quay)
- Độ lớn suất điện động: \({e_c} = B\left| {\frac{{\Delta S}}{{\Delta t}}} \right| = B\left| {\frac{{\pi {L^2}.n}}{{\Delta t}}} \right| = {50.10^{ - 6}}\left| {\frac{{\pi {{.3}^2}.2}}{1}} \right| = 2,{83.10^{ - 3}}V = 2,83mV\)
Đáp án: 2,83
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 giây, 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?
Áp dụng công thức suất điện động cảm ứng. Tính dòng điện cảm ứng bằng định luật Ohm
\(i = \frac{{\left| {{e_{cu}}} \right|}}{R} = \frac{{\left| {\Delta \Phi } \right|}}{{R\Delta t}} = \frac{{N\left| {\Delta B} \right|S\cos \alpha }}{{R\Delta t}} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{i_1} = \frac{{10\left| {0,04} \right|{{.20.10}^{ - 4}}.\cos {{60}^0}}}{{0,2.0,01}} = 0,2\left( A \right)\\{i_2} = \frac{{10\left| {0,02} \right|{{20.10}^{ - 4}}\cos {{60}^0}}}{{0,2.0,01}} = 0,1\left( A \right)\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow {i_1} + {i_2} = 0,3\left( A \right)\)
Đáp án: 0,3
Sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền trong chân không với tốc độ 3.108 m/s có bước sóng là bao nhiêu mét?
Sử dụng công thức \(\lambda = \frac{c}{f}\)
f = 100 MHz à λ = \(\frac{{\rm{c}}}{{\rm{f}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{3}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{\rm{8}}}}}{{{\rm{100}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{\rm{6}}}}}{\rm{ = 3}}\) (m).
Đáp án: 3
Đặt một đoạn dây dẫn thẳng dài 120 cm song song với đường sức từ của từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 0,8 T. Dòng điện trong dây dẫn là 20 A thì lực từ có độ lớn là bao nhiêu?
Công thức lực từ \(F = BIL\sin \theta \)
Vì dây dẫn đặt song song với từ trường đều nên góc \(\alpha = {0^0}\)
\(F = B.Il\sin \alpha = 0,8.20.1,2.\sin 0 = 0N\)
Đáp án: 0
Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10-5T bên trong một ống dây, mà dòng điện chạy trong mỗi vòng của ống dây chỉ là 2A thì số vòng quấn trên ống phải là bao nhiêu, biết ống dây dài 50cm.
Sử dụng công thức từ trường trong lòng ống dây: \(B = {\mu _0}\frac{N}{L}I\)
\(B = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{I}{l}.N \Rightarrow {250.10^{ - 5}} = 4.\pi {.10^{ - 7}}.N.\frac{2}{{0,5}} \Rightarrow N = 498\) vòng
Đáp án: 498
Một nguồn điện có suất điện động \(E = 10{\rm{ }}V\), điện trở trong \({\rm{r}}\,{\rm{ = }}\,{\rm{0,1}}\;{\rm{\Omega ,}}\)hai thanh ray song song nằm ngang, thanh kim loại AB chiều dài\(L = 20{\rm{ cm}}\), khối lượng 100 g, điện trở \(R = 0,9\Omega \) đặt vuông góc và tiếp xúc với hai thanh ray nói trên như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có độ lớn \(B = 0,2{\rm{ }}T\). Hệ số ma sát giữa AB và ray là 0,1. Bỏ qua điện trở các thanh ray, điện trở nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Lấy \({\rm{g}}\,{\rm{ = 9,8 m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}{\rm{.}}\)Gia tốc chuyển động của thanh AB bằng bao nhiêu m/s2? (Kết quả làm tròn đến phần nguyên)
Áp dụng định luật II Newton
*Cường độ dòng điện chạy qua thanh AB: \(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{10}}{{0,9 + 0,1}} = 10A\)
*Theo ĐL II Niu-tơn: \(a = \frac{{F - {F_{ms}}}}{m} = \frac{{IBL - \mu mg}}{m} = \frac{{10.0,2.0,2 - 0,1.0,1.9,8}}{{0,1}} = 3,02\left( {\frac{m}{{{s^2}}}} \right)\)
Đáp án: 3,02
Electron có tốc độ \(v = 8,{4.10^6}\,m/s\) được cho đi vào vùng có từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ. Electron chuyển động trong từ trường theo một đường tròn. Biết \({\rm{B\;}} = {\rm{\;}}0,50{\rm{\;mT}},\) độ lớn điện tích và khối lượng của electron là \({\rm{e}} = 1,6 \cdot {10^{ - 19}}\,{\rm{C}}\) và \({\rm{m}} = 9,1 \cdot {10^{ - 31}}\,{\rm{kg}}.\) Bán kính quỹ đạo của electron là bao nhiêu centimet (viết kết quả với một chữ số thập phân)?
Lực Lorentz đóng vai trò lực hướng tâm
Dòng điện là dòng điện tích chuyển động theo một hướng. Ví dụ, các electron chuyền động trong dây dẫn điện.
Ta đã biết, cường độ đòng điện có giá trị bằng lượng điện tích chuyển qua một tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Nếu trong một đoạn dài \(\ell \) của dây dẫn có n hạt điện tích q chuyển qua tiết diện thằng của dây dẫn trong thời gian t thì dòng điện trong dây dẫn là \(I = \frac{{nq}}{t}\) . Thay vào công thức (3.2), ta được lực do từ trường tác dụng lên hạt điện tích q chuyển động trong từ trường là \(F = Bqv\sin \theta .\)
Trong đó, \(v = \frac{\ell }{t}\) là tốc độ của chuyển động có hướng (để tạo thành đòng điện) của hạt điện tích,\(\theta \)là góc tạo bởi vận tốc và cảm ứng từ. Như vậy, lực do từ trường tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện được xác định bằng công thức (3.2) là tổng hợp lực do từ trường tác dụng lên từng hạt tích điện chuyển động thành dòng điện trong dây dẫn. Lực này luôn vuông góc với vận tốc chuyển động theo dòng của điện tích. Lực từ đóng vai trò là lực hướng tâm, nên ta có: \(\frac{{m{v^2}}}{r} = Bev\)
Bán kính của quỹ đạo electron là: \(r = \frac{{mv}}{{Be}}\)
Thay các giá trị đã cho:
\({\rm{m\;}} = {\rm{\;}}9,1 \cdot {10^{ - 31}}{\rm{\;kg}};{\rm{\;v\;}} = {\rm{\;}}8,4 \cdot {10^6}{\rm{\;m}}/{\rm{s}};{\rm{\;B\;}} = {\rm{\;}}0,50 \cdot {10^{ - 3}}{\rm{\;T}};{\rm{\;e\;}} = {\rm{\;}}1,6 \cdot {10^{ - 19}}{\rm{\;C}},{\rm{\;}}\)ta được: \(r = 9,6\,cm.\)
Đáp án: 9,6
Một dây dẫn thẳng, cứng, dài \(\ell = 0,10\,m\), có khối lượng m = 0,025 kg được giữ nằm yên theo phương ngang trong một từ trường có độ lớn cảm ứng từ là B = 0,5 T và có hướng nằm ngang, vuông góc với dây dẫn. Lấy g = 9,8 m/s2 . Cường độ dòng điện chạy trong dây là bao nhiêu ampe để khi dây được thả ra thì nó vẫn nằm yên (kết quả được lấy đến một chữ số thập phân)?
Lực từ phải cân bằng trọng lực
Để dây vẫn nằm yên thì lực từ tác dụng lên dây phải có độ lớn bằng trọng lượng của dây, tức là: \(BI\ell \sin {90^o} = mg\).
hay: \(I = \frac{{mg}}{{B\ell }}\)
Thay các giá trị đã cho: \({\rm{m\;}} = {\rm{\;}}0,025{\rm{\;kg}};{\rm{\;g\;}} = {\rm{\;}}9,8{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2};{\rm{\;B\;}} = {\rm{\;}}0,5{\rm{\;T}};{\rm{\;}}\ell = 0,10\,m,\)
ta được: \({\rm{I\;}} = {\rm{\;}}4,9{\rm{\;A}}.\)
Đáp án: 4,9
Dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ chịu tác dụng của lực từ do từ trường Trái Đất gây ra.
Lực từ có độ lớn được tính theo công thức Ftừ = BILsinθ
Hướng của lực từ được xác định bằng quy tắc bàn tay trái.
- Đặt bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng từ đi vào lòng bàn tay.
- Ngón cái chỉ theo chiều lực từ, ngón trỏ chỉ theo chiều của từ trường, ngón giữa chỉ theo chiều dòng điện.
a) Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn là \({F_{{\rm{t\"o {\o}}}}} = BI\ell \sin \theta \).
Thay các giá trị đã cho: \(B{\rm{ }} = {\rm{ }}0,{500.10^{ - 4}}T;\,I = 20,0\,A;\,\ell = 20,0\,m;\,\theta = 90,{0^o}\), ta được \({F_{{\rm{t\~o }}}} = 0,02\,N.\)
Dòng điện và cảm ứng từ đều ở trong mặt phẳng nằm ngang nên lực từ hướng thẳng đứng. Theo quy tắc bàn tay trái, lực từ có chiều từ trên xuống dưới.
b) Lực hấp dẫn có độ lớn là: \({F_{hd}} = mg = \rho S\ell .\)
Thay các giá trị đã cho: \(\rho = 8,{90.10^3}kg/{m^3};\,\,S = 2,{50.10^{ - 6}}\,{m^2};\,\ell = 20,0\,m\), ta được: \({F_{hd}} = 4,36\,N.\)
Phép tính này chứng tỏ rằng trong điều kiện bình thường, lực hấp dẫn tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện lớn hơn rất nhiều so với lực từ do từ trường Trái Đất gây ra.
Theo định luật Faraday, xác định suất điện động cảm ứng
Sử dụng định luật Ohm
a) Theo đề bài, diện tích vòng dây không đổi, từ thông
biến thiên do cảm ứng từ biến thiên. Sử dụng công thức (3.4) độ lớn của suất điện động cảm ứng là
\({e_c} = \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = S\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}}\)
Thay các giá trị đã cho: \(S = 0,016{m^2}\);\(\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}} = 0,020T/s\) ,
ta được \({e_c} = 0,32mV\).
b) Cường độ của dòng điện cảm ứng là \({I_C} = \frac{{{e_c}}}{R}.\)
Thay các giá trị đã cho: \({e_c} = 0,32mV;R = 5,0\Omega \)
ta được \({I_C} = 0,064mA.\)
Các bài khác cùng chuyên mục
