Các bài toán khó về từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ thường xuất hiện trong những câu vận dụng, vận dụng cao của đề thi THPT Quốc gia môn Vật lý. Để chinh phục dạng bài này, học sinh cần thành thạo công thức và kỹ năng phân tích hiện tượng vật lý. Bài viết dưới đây tổng hợp luyện tập Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ (Khó) kèm đáp án và hướng dẫn giải chi tiết giúp bạn nâng cao tốc độ và tư duy giải bài.
Bạn đã HẾT lượt làm bài tập miễn phí! Hãy mua tài khoản VnDoc PRO để làm Trắc nghiệm không giới hạn và tải tài liệu nhanh nhé!
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Một khung dây hình chữ nhật chuyển động song song với dòng điện thẳng dài vô hạn. Dòng điện cảm ứng trong khung
Một khung dây hình chữ nhật chuyển động song song với dòng điện thẳng dài vô hạn thì từ thông qua khung dây không đổi nên dòng điện cảm ứng trong khung bằng không.
Hai khung dây tròn có mặt phẳng song song với nhau đặt trong từ trường đều. Khung dây 1 có đường kính 20cm và từ thông qua nó là 30 mWb. Cuộn dây 2 có đường kính 40 cm từ thông qua nó là
Từ thông qua diện tích S là
Từ thông qua mạch kín biến thiên theo thời gian theo phương trình Trong khoảng thời gian từ 1 s đến 2 s suất điện động trong khung có độ lớn là
Ta có
Một vòng dây đặt trong từ trường đều B = 0,6T. Mặt phẳng vòng dây vuông góc với đường sức từ. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây nếu đường kính vòng dây giảm từ 100 cm xuống 80 cm trong 0,2 s là
Ta có:
Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt trong cùng một mặt phẳng với một mạch điện như hình vẽ. Khoá K đang đóng, sau đó dịch chuyển con chạy C về phía bên phải (phía khung dây MNPQ) thì trong khung dây MNPQ
Áp dụng quy tắc nắm tay phải, cảm ứng từ của dòng điện trong mạch gây ra trên khung MNPQ hướng từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ.
Gọi RX là phần điện trở bên trái con chạy C của biến trở, khi đó điện trở tương đương mạch ngoài
.
Khi C chạy về bên phải thì RX tăng nên RN giảm, dòng điện chạy trong mạch tăng do đó từ thông qua khung dây dẫn MNPQ tăng theo. Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn MNPQ phải có chiều MNPQ sao cho từ trường cảm ứng của nó ngược hướng với từ trường , chống lại sự tăng từ thông qua khung dây MNPQ.
Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2 gồm 50 vòng đặt trong từ trường đều, vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc π/6 rad và có độ lớn bằng 2.10-4T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong khoảng thời gian 0,01 s. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi là
Ta có:
Khung dây dẫn phẳng ABCD nằm trong mặt phẳng hình vẽ, trong từ trường đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Coi rằng bên ngoài vùng MNPQ không có từ trường. Khung chuyển động thẳng đều dọc theo hai đường thẳng song song
trong mặt phẳng hình vẽ. Trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi khung đang chuyển động
Trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi khung đang chuyển động ở ngoài vào trong vùng MNPQ vì khi đó từ thông qua khung biến thiên.
Một khung dây phẳng diện tích 40 cm2 gồm 200 vòng đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 2.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30o. Người ta giảm đều từ trường đến không trong khoảng thời gian 0,01s. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong thời gian từ trường biến đổi là
Suất điện động
Cho thanh dẫn điện MN đặt nằm ngang trên hai thanh ray dẫn điện x’x; y’y như trên hình vẽ. Hai thanh ray đủ dài được đặt trong từ trường đều đủ rộng, hướng vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh. Lúc đầu thanh MN đứng yên. Tác dụng lên thanh MN lực F không đổi hướng về bên trái (phía x’y’) làm cho MN chuyển động. Giả thiết điện trở của thanh MN và hai thanh ray rất nhỏ, ma sát giữa MN và hai thanh ray rất nhỏ thì thanh chuyển động thẳng
Lúc đầu dưới tác dụng của lực F thanh MN chuyển động có gia tốC. Vận tốc càng tăng thì lực từ tác dụng lên MN cũng càng tăng.
Dòng điện cảm ứng trong thanh MN có chiều từ M sang N, vì vậy chiều của lực từ ngược với chiều của lực từ ngoài tác dụng lên MN. Do hai thanh đủ dài nên cuối cùng lực từ cân bằng với lực ngoài. Từ lúc đó thanh MN chuyển động đều.
Một khung dây có điện trở R diện tích S, đặt trong từ trường đều có đường cảm ứng từ vuông góc mặt phẳng khung, cảm ứng từ có độ lớn B biến đổi đều một lượng là trong thời gian Δt. Công thức được dùng để tính nhiệt lượng toả ra trong khung dây trong thời gian Δt là
Ta có:
Nếu từ thông biến đổi đều bên trong một ống dây có điện trở bằng R, thì cường độ dòng điện cảm ứng trong vòng dây
Ta có
Nếu từ thông biến đổi đều → suất điện động cảm ứng trong ống dây không đổi → cường độ dòng điện cảm ứng trong vòng dây không đổi, giá trị của nó tỉ lệ nghịch với R.
Một khung dây dẫn có 1000 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung. Diện tích mỗi vòng dây là 2 dm2. Cảm ứng từ được làm giảm đều đặn từ 0,5T đến 0,2T trong thời gian 0,1s. Độ lớn suất điện động trong toàn khung dây là
Ta có:
Một khung dây phẳng đặt trong từ trường đều nhưng biến đổi theo thời gian, các đường sức từ nằm trong mặt phẳng của khung. Trong 0,1s đầu cảm ứng từ tăng từ 10μT đến 20μT. Trong 0,2 s tiếp theo cảm ứng từ tăng từ 20μT đến 40μT. So sánh suất điện động cảm ứng trong khung dây ta có
Ta có
Thay số ta có
Một nam châm thẳng có từ trường hướng vào lòng ống dây, suất điện động trong ống dây đạt giá trị lớn nhất khi
Suất điện động trong ống dây đạt giá trị lớn nhất khi nam châm và ống dây tiến lại gần nhau với tốc độ v. Khi đó tốc độ tương đối của nam châm và ống dây là 2v.
Một vòng dây đồng có đường kính 20 cm, tiết diện 0,5 cm2 đặt vào trong từ trường đều cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Biết đồng có điện trở suất là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là 2 A thì tốc độ biến thiên của cảm ứng từ qua vòng dây là
Diện tích
Một mạch điện kín hình chữ nhật có kích thước 30cmx40cm có dòng điện 6 A đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 2.10-4 T. Ban đầu mạch ở vị trí song song với đường sức từ, sau đó mạch chuyển động đến vị trí hợp với đường sức từ góc α’. Công do dòng điện cảm ứng sinh ra khi α’ = 300 là
Ta có:
Một xôlênôit đường kính 5 cm và gồm 1000 vòng/dây bằng đồng. Xolênôit được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ nằm dọc theo trục của xôlênôit, cảm ứng từ biến thiên đều với tốc độ Nếu mắc vào hai đầu xôlênôit một tụ điện có điện dung 10μF thì điện tích trên tụ bằng
Ta có:
Một khung dây phẳng có diện tích 10 cm2 đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 30o. Độ lớn từ thông qua khung là Cảm ứng từ có giá trị là
Từ thông qua diện tích S là
Một khung dây phẳng hình vuông đặt trong từ trường đều 5.10-2T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 30o. Độ lớn từ thông qua khung là 4.10-5Wb. Độ dài cạnh khung dây là
Từ thông qua diện tích S là
Hai khung dây tròn có mặt phẳng song song với nhau đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng hai khung. Khung dây một có đường kính 20 cm và từ thông qua khung là 30mWb. Khung dây hai có đường kính 40 cm từ thông qua khung có độ lớn là
Hai khung dây đặt song song với nhau nên từ trường qua hai khung dây như nhau.
Một khung dây tròn, phẳng gồm 100 vòng, đường kính mỗi vòng là 20 cm quay trong từ trường đều quanh trục đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng khung dây. Biết mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ và cảm ứng từ có độ lớn 0,2 T. Trong thời gian 0,05 s cảm ứng từ của từ trường giảm đều đến 0, suất điện động cảm ứng trong cuộn dây là
Ta có:
Một vòng dây đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 0,3 T. Mặt phẳng vòng dây vuông góc với đường sức từ. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây nếu đường kính vòng dây giảm từ 100cm xuống 60cm trong 0,5 s là
Ta có:
Một khung dây hình chữ nhật MNPQ gồm 20 vòng,
Khung được đặt trong từ trường đều, có độ lớn
có đường sức từ qua đỉnh M vuông góc với cạnh MN và hợp với cạnh MQ của khung một góc 30°. Chọn câu sai. Độ lớn độ biến thiên của từ thông qua khung bằng:
Chuyến động tịnh tiến thì từ thông không thay đổi.
Khi khung dây quay 180° quanh MN thì pháp tuyến quay một góc 180° nên độ biến thiên từ thông
Khi khung dây quay 360° quanh MQ thì trở lại vị trí ban đầu nên độ biến thiên từ thông
Khi khung dây quay 90° quanh MQ thì pháp tuyến vuông góc với từ trường nên độ biến thiên từ thông
Đặt cố định một ống dây có lõi sắt nằm ngang nối với acquy qua khóa k đang mở (hình vẽ). Để một vòng nhôm nhẹ, kín, linh động ở gần đầu ống dây. Đóng nhanh khóa K thì vòng nhôm
Khi K đóng, dòng điện qua ống dây tăng đột ngột dẫn tới từ thông qua vòng dây tăng nhanh. Vì vòng nhôm kín nên sẽ xuất hiện xuất điện động cảm ứng trong vòng nhôm. Theo qui tắc Lenxo thì đong điện cảm ứng trong vòng nhôm có chiều sao cho vòng nhôm và ống dây đẩy nhau.
Một khung dây dẫn hình vuông cạnh 6 cm, đặt trong từ trường đều B = 4.10-3 T, đường sức từ trường vuông góc với mặt phẳng khung dây. Cầm hai cạnh đối diện hình vuông kéo về hai phía để được hình chữ nhật có cạnh này dài gấp 3 lần cạnh kia. Suất điện động xuất hiện trong khung trong 0,5 s là
Diện tích hình vuông
Chu vi hình vuông C = 4a=24cm.
Cầm hai cạnh đối diện hình vuông kéo về hai phía để được hình chữ nhật có cạnh này dài gấp 3 lần cạnh kia. Gọi chiều dài và chiều rộng của hình chữ nhật là b và c
Diện tích hình chữ nhật
Suất điện động xuất hiện trong khung trong 0,5s là
Tương tác giữa hai đoạn dây thẳng MN và PQ ở hình vẽ bên là
Dòng điện I có chiều từ M đến N, cảm ứng từ B do I gây ra trong khung dây chứa cạnh PQ có chiều từ sau ra trước, do R tăng nên B giảm dẫn đến từ thông qua mạch thay đổi, trong khung thứ hai có dòng điện cảm ứng sinh ra cảm ứng từ B’ cùng chiều B. Dòng điện cảm ứng có chiều từ P đến Q nên lực từ tác dụng lên hai đoạn dây hút nhau.
Một vòng dây dẫn tròn, phẳng có đường kính 2 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ Từ thông qua vòng dây khi vector cảm ứng từ hợp với pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây góc 60o bằng
Ta có
Từ thông qua diện tích S là
Đồ thị bên biểu diễn suất điện động cảm ứng qua một mạch điện theo thời gian. Từ thông qua mạch điện là
Từ thông qua mạch điện là hàm bậc nhất theo thời gian. Vì sau khi tính
Khi cho khung dây kín chuyển động ra xa dòng điện có cường độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn thì chúng sẽ
Khi cho khung dây kín chuyển động ra xa thì B giảm dẫn đến từ thông qua mạch giảm, trong khung có dòng điện cảm ứng sinh ra cảm ứng từ B’ cùng chiều B. Dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều kim đồng hồ nên lực từ tác dụng lên chúng hút nhau.
Một vòng dây tròn bán kính 10 cm đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 10-2. Mặt phẳng vòng dây vuông góc với các đường cảm ứng từ, sau thời gian 0,01 s từ thông giảm đều đến 0. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là
Ta có:
Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh 5 cm và 4 cm. Khung đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ có độ lớn 3.10-3T, đường sức vuông góc với mặt phẳng khung. Quay khung 60o quanh cạnh AB, độ biến thiên từ thông qua khung bằng
Tùy thuộc vào việc chọn chiều của vector pháp tuyến ban đầu ta có
Hoặc
Một vòng dây dẫn tiết diện 100 cm2, điện trở 0,01 Ω quay đều trong từ trường Trục B = 0,05T quay là một đường kính của vòng dây và vuông góc với cảm ứng từ. Nếu trong thời gian ∆t = 0,5s góc thay đổi từ 60o đến 90o thì điện lượng chuyển qua tiết diện vòng dây là
Suất điện động cảm ứng
Cường độ dòng điện qua vòng dây
Điện lượng q = L.∆t = 0,025C.
Một vòng dây dẫn được đặt trong một từ trường đều, rộng sao cho mặt phẳng của vòng dây vuông góc với đường cảm ứng. Trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng nếu nó
Khi quay quanh trục vuông góc với đường cảm ứng từ thì từ thông qua khung dây biến thiên nên trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Từ thông qua một khung dây biến thiên theo thời gian biểu diễn như hình vẽ.
Suất điện động cảm ứng trung bình trong khung dây trong các thời điểm tương ứng trong khoảng thời gian
Từ 0 đến 0,3s ta có
Một cuộn dây có 200 vòng điện trở 3 Ω, diện tích mỗi vòng là 30 cm2 đặt cố định trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây. Để cường độ dòng điện trong mạch là 0,2A thì tốc độ biến thiên cảm ứng từ qua mạch là
Ta có:
Một khung dây hình chữ nhật kích thước 3 cm × 4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 5.10-4T. Vecto cảm ứng từ hợp với pháp tuyến của mặt phẳng khung một góc 60o. Từ thông qua khung dây đó là
Từ thông qua diện tích S là
Một cuộn dây có 400 vòng điện trở 4 Ω, diện tích mỗi vòng là 30 cm2 đặt cố định trong từ trường đều, vector cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng tiết diện cuộn dây. Để cường độ dòng điện trong mạch là 0,3A thì tốc độ biến thiên cảm ứng từ qua mạch là
Ta có:
Một khung dây hình vuông mỗi cạnh 5 cm được đặt vuông góc với từ trường có cảm ứng từ 0,08T. Nếu từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,2 s thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung trong thời gian trên bằng
Suất điện động:
Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm được đặt trong từ trường đều 0,01T. Đường sức từ vuông góc với mặt khung. Quay khung cho mặt phẳng khung song song với các đừng sức từ. Độ biến thiên từ thông bằng:
Tiết diện
Vì α biến thiên nên
Một khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,061T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10-5Wb. Bán kính vòng dây có giá trị xấp xỉ bằng
Tiết diện
Từ thông qua diện tích S
Một vòng dây dẫn kín (C) được đặt đối diện với đầu của ống dây dẫn L hình trụ mắc trong mạch điện, hiều dương trên (C) được chọn như hình vẽ. Nếu cho giá trị của biến trở R tăng dần thì trong (C)
Áp dụng công thức định luật Ohm cho toàn mạch , ta thấy khi R tăng thì I giảm. Do đó, hiệu điện thế U giữa hai đầu ống dây L (bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện E) tăng, nên dòng điện I1 chạy qua ống dây L tăng và từ thông qua vòng dây dẫn (C) tăng theo.
Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng iC xuất hiện trong vòng dây dẫn (C) phải có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng ic có tác dụng chống lại sự tăng từ thông qua nó, tức là các đường sức từ của dòng ic phải ngược chiều với các đường sức từ của ống dây L. Như vậy, chiều dòng điện cảm ứng ic trong vòng dây dẫn (C) ngược với chiều dương đã chọn.
Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ Từ thông qua hình vuông đó bằng
Góc hợp bởi vector cảm ứng từ với mặt phẳng hình vuông đó là
Tiết diện
Từ thông qua diện tích S là
Một khung dây dẫn diện tích S đặt vuông góc với đường sức của từ trường đều, cảm ứng từ có độ lớn B. Trong 2 s cảm ứng từ giảm đi một nửa thì suất điện động cảm ứng trong khung có độ lớn là
Ta có
Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm được đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ có độ lớn 0,01T. Đường sức từ vuông góc với mặt khung. Quay khung cho mặt phẳng khung song song với các đừng sức từ. Độ biến thiên từ thông bằng
Tùy thuộc vào việc chọn chiều của vector pháp tuyến ban đầu ta có
Hoặc
Một khung dây phẳng đặt trong từ trường đều nhưng biến đổi theo thời gian, các đường sức từ nằm trong mặt phẳng của khung. Trong giây đầu, cảm ứng từ tăng từ 20μT đến 40μT. Trong thời gian 1 s tiếp theo cảm ứng từ tăng từ 40μT đến 60μT. So sánh suất điện động cảm ứng trong khung dây ta có
Do các đường sức từ nằm trong mặt phẳng của khung nên .
Một hình vuông cạnh 5 cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 4.10-4T. Từ thông qua diện tích hình vuông đó bằng 10-6Wb. Góc hợp giữa vector cảm ứng từ và vector pháp tuyến của hình vuông đó là
Từ thông qua diện tích S là
Một cuộn dây phẳng, có 100 vòng, bán kính 0,1 m. Cuộn dây đặt trong từ trường đều và vuông góc với các đường cảm ứng từ. Nếu cho cảm ứng từ tăng đều đặn từ 0,2T lên gấp đôi trong thời gian 0,1s. Suất điện động cảm ứng trong cuộn dây sẽ có độ lớn
Ta có:
Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh 5 cm và 4 cm. Khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 3.10-3T. có đường sức vuông góc với mặt phẳng khung làm khung quay góc 60o quanh cạnh AB, độ biến thiên từ thông qua khung bằng
Tiết diện
Vì α biến thiên nên
Một khung dây tròn, phẳng gồm 1200 vòng, đường kính mỗi vòng là 10 cm, quay trong từ trường đều quanh trục đi qua tâm và nằm trong mặt phẳng khung dây. Ở vị trí ban đầu, mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ, ở vị trí cuối, mặt phẳng khung dây song song với đường sức từ. Biết thời gian quay là 0,1s và cảm ứng từ có độ lớn 0,005 T. Suất điện động xuất hiện trong cuộn dây là
Ta có:
Vòng dây kim loại diện tích 50 cm2 hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 30o, cho biết cường độ của cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị, suất điện động cảm ứng trung bình sinh ra có giá trị
Ta có:
Ở gần nơi sét đánh người ta thấy có cầu chì bị chảy; đôi khi những máy đo điện cũng bị cháy. Sở dĩ như vậy là vì
Ở gần nơi sét đánh người ta thấy có cầu chì bị chảy; đôi khi những máy đo điện cũng bị cháy.
Sở dĩ như vậy là vì dòng điện chạy trong sét có cường độ mạnh tạo ra từ trường mạnh biến thiên rất nhanh gây ra dòng điện cảm ứng mạnh ở các mạch điện gần đó.
Điểm khả dụng: 0 điểm
Bạn sẽ dùng 50 điểm để đổi lấy 1 lượt làm bài.
Bạn không đủ điểm để đổi.
Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:
