›
›
›

Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 5: Cảm ứng điện từ - Bài 2: Suất điện động cảm ứng - Chu Văn Biên

doc 23 trang xuanthu 29/08/2022 3020
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 5: Cảm ứng điện từ - Bài 2: Suất điện động cảm ứng - Chu Văn Biên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • docluyen_thi_vat_li_lop_11_chuong_5_cam_ung_dien_tu_bai_2_suat.doc

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 5: Cảm ứng điện từ - Bài 2: Suất điện động cảm ứng - Chu Văn Biên

  1. CHƯƠNG 5 BÀI 2. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Khi từ thông qua một mạch kín C biến thiên thì trong mạch kín đó xuất hiện suất điện động cảm ứng và do đó tạo ra dòng điện cảm ứng.  + Suất điện động cảm ứng có giá trị cho bởi: e N . c t + Quy tắc bàn tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng: đặt bàn tay phải duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều chuyển động của dây dẫn, khi đó chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Muốn cho trong một khung dây kín xuất hiện một suất điện động cảm ứng thì một trong các cách đó là A. làm thay đổi diện tích của khung dây. B. đưa khung dây kín vào trong từ trường đều. C. làm cho từ thông qua khung dây biến thiên. D. quay khung dây quanh trục đối xứng của nó. Câu 2. Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào hiện tượng A. lực điện do điện trường tác dụng lên hạt mang điện. B. cảm ứng điện từ. C. lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động. D. lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Câu 3. Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng? A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn. B. Nối hai cực của nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn. C. Đưa một cực của acquy từ ngoài vào trong cuộn dây dẫn kín. D. Đưa một nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. Câu 4. 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 x x, y y trong mặt phẳng hình vẽ. Trong khung sẽ xuất hiện dòng
  2. điện cảm ứng khi khung đang chuyển động A. ở ngoài vùng MNPQ. B. ở trong vùng MNPQ. C. từ ngoài vào trong vùng MNPQ. D. đến gần vùng MNPQ. Câu 5. Dòng điện thẳng nằm trong mặt phẳng hình vẽ, có cường độ dòng điện I biến thiên theo thời gian như đồ thị trên hình và bốn khung dây dẫn, phẳng, tròn giống nhau. Các hình (1), (2) biểu diễn trường hợp mặt phẳng khung dây vuông góc với dòng điện. Các hình (3), (4) biểu diễn trường hợp mặt phẳng khung dây nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Phát biểu nào sau đây là sai? Trong khoảng thời gian từ 0 đến T, dòng điện cảm ứng trong vòng dây A. (1) bằng không. B. (2) có cường độ giảm dần theo thời gian. C. (3) có cường độ không đổi theo thời gian. D. (4) cùng chiều với chiều dương. Câu 6. Một khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều có đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây (mặt phẳng hình vẽ) hướng từ ngoài vào trong, có độ lớn cảm ứng từ B phụ thuộc thời gian. Trong khoảng thời gian 0 T , dòng điện cảm ứng có cường độ không đổi theo thời gian và có chiều như đã chỉ ra trên hình vẽ. Đồ thị diễn tả sự biến đổi của cảm ứng từ B theo thời gian có thể là hình A. (1).B. (2).C. (3).D. (4). Câu 7. Cho hai ống dây L1,L2 đặt đồng trục, L2 nằm bên trong L1 . Hai đầu ống dây L2 nối với điện trở R. Dòng điện I1 qua ống dây L1 biến đổi theo thời gian như đồ thị trên hình vẽ. Khi đó qua ống dây L2 có dòng điện I2 . Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của dòng I2 vào thời gian có thể là hình
  3. A. (1).B. (2).C. (3).D. (4). Câu 8. 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 0,1 s đầu cảm ứng từ tăng từ 10 5T đến 2.10 5T ; 0,1 s tiếp 5 5 theo cảm ứng từ tăng từ 2.10 T đến 5.10 T . Gọi e1 và e2 là suất điện động cảm ứng trong khung dây ở giai đoạn 1 và giai đoạn 2 thì A. e1 2e2 . B. e1 3e2 . C. e1 4e2 . D. e1 e2 . Câu 9. Một khung dây phẳng đặt trong từ trường đều nhưng biến đổi theo thời gian, các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung. Trong 0,1 s đầu cảm ứng từ tăng từ 10 5T đến 2.10 5T ; 0,1 s 5 5 tiếp theo cảm ứng từ tăng từ 2.10 T đến 5.10 T . Gọi e1 và e2 là suất điện động cảm ứng trong khung dây ở giai đoạn 1 và giai đoạn 2 thì A. e1 2e2 . B. e2 3e1. C. e1 3e2 . D. e1 e2 . Câu 10. Khung dây phẳng KLMN và dòng điện tròn cùng nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Khi con chạy của biến trở di chuyển từ E về F thì dòng điện cảm ứng trong khung dây có chiều A. KLMNK. B. KNMLK. C. lúc đầu có chiều KLMNK nhưng ngay sau đó có chiều ngược lại. D. lúc đầu có chiều KNMLK nhưng ngay sau đó có chiều ngược lại. Câu 11. Ở gần nơi sét đánh người ta thấy có cầu chì bị chảy; đôi khi những máy đo điện nhạy cũng bị cháy. Sở dĩ như vậy là vì A. dòng điện 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. B. dòng điện trong sét có cường độ mạnh chạy vào mạch điện làm cháy mạch. C. tia sét phóng tia lửa làm cháy mạch. D. dòng điện trong sét có cường độ mạnh, tạo ra từ trường mạnh biến thiên rất chậm gây ra dòng điện tự cảm ở các mạch điện gần đó. Câu 12. 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
  4. 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 nhanh dần A. rồi chuyển động thẳng đều. B. rồi chậm dần rồi chuyển động thẳng đều. C. rồi chậm dần rồi dừng lại. D. mãi mãi. Câu 13. 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 A. sẽ bị để ra xa ống dây. B. sẽ bị hút lại gần ống dây. C. vẫn đứng yên. D. dao động xung quanh vị trí cân bằng. Câu 14. Một thanh dẫn điện không nối thành mạch kín chuyển động A. trong mặt phẳng chứa các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng. B. cắt các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng. C. cắt các đường sức từ thì chắc chắn trong thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng. D. vuông góc với các đường sức từ nhưng không cắt các đường sức từ thì trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng. Câu 15. Khi một mạch kín phẳng quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một vòng từ trường, thì suất điện động cảm ứng đổi chiều một lần trong A. 1 vòng quay.B. 2 vòng quay.C. 1/2 vòng quay.D. 1/4 vòng quay. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1C 2B 3D 4C 5B 6B 7D 8D 9B 10B 11A 12A 13A 14B 15C TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG DẠNG 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ  + Từ thông gửi qua một vòng dây:  BS cos n,B BS cos + Suất điện động cảm ứng trong khung dây có N vòng dây:  BS cos e N N cu t t
  5. e + Dòng cảm ứng: i cu R Câu 1. (Đề chính thức của BGD-ĐT – 2018) Một vòng dây dẫn kín, phẳng có diện tích 10 cm2 . Vòng dây được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây một góc 60 và có độ lớn là 1,5.10 4 T. Từ thông qua vòng dây dẫn này có giá trị là A. 1,3.10 3Wb. B. 1,3.10 7Wb. C. 7,5.10 8Wb. D. 7,5.10 4 Wb. Hướng dẫn * Từ:  BS cos 1,5.10 4.10.10 4 cos60 7,5.10 8 Wb Chọn C. Câu 2. (Đề chính thức của BGD-ĐT – 2018) Một vòng dây dẫn kín, phẳng được đặt trong từ trường đều. Trong khoảng thời gian 0,04 s, từ thông qua vòng dây giảm đều từ giá trị 6.10 3Wb về 0 thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là A. 0,12 V. B. 0,15 V. C. 0,30 V. D. 0,24 V. Hướng dẫn 3  2 1 0 6.10 * Từ ecu 0,15 V Chọn B. t t 0,04 Câu 3. Một vòng dây dẫn hình vuông, cạnh a 10 cm , đặt cố định trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian 0,05 s , cho độ lớn của cảm ứng từ tăng đều từ 0 đến 0,5 T . Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây. A. 100 V . B. 0,1 V . C. 1,5 V . D. 0,15 V . Hướng dẫn  B S cos B a2 cos 0,5 0 .0,12.1 * Từ: ecu 0,1 V Chọn B. t t t 0,05 Câu 4. Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2 , gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây góc 30 và có độ lớn bằng 2.10 4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s thì độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi. A. 200 V . B. 180 V . C. 160 V . D. 80 V . Hướng dẫn   N BS cos n.B 10. 0 2.10 4 .20.10 4 cos60 4 * Từ: ecu 2.10 V t t 0,01
  6. Chọn A. Câu 5. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2 , ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lướn B 0,01 T . Khung quay đều trong thời gian t 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là A. 5 mV. B. 12 mV. C. 3,6 V. D. 4,8 V. Hướng dẫn 4 BS cos 2 BS cos 1 0,01.200.10 3 * Tính: ec cos0 cos90 5.10 V t 0,04 Chọn A. Câu 6. 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 cảm ứng từ, biết cường độ dòng điện cảm ứng 2 A và điện trở của mạch 5  . A. 1000 T/s . B. 0,1 T/s . C. 1500 T/s . D. 10 T/s . Hướng dẫn e  B S cos B iR 2,5 * Từ: i cu 1000 T / s R R t R t t a2 cos 0,12.1 Chọn A. Câu 7. Một khung dây dẫn tròn, phẳng, bán kính 0,10 m gồm 50 vòng được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 60 . Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T . Trong khoảng 0,05 s , nếu cảm ứng từ tăng đều lên gấp đôi thì độ lớn suất điện động cảm ứng trong khung là e1 , còn nếu cảm ứng từ giảm đều đến không thì độ lớn suất điện động cảm ứng trong khung là e2 . Khi đó, e1 e2 bằng A. 3,36 V . B. 2,56 V . C. 2,72 V . D. 1,36 V . Hướng dẫn 2 2 * Từ:  NBS cos NB r cos  N B2 B1 r cos 50 0,05 2.0,05 .0,12 cos30 2 e1 1,36  N B1 B2 r cos 0,05 e cu 2 t t 50 0,05 0 .0,1 cos30 e 2 1,36 0,05 e1 e2 2,72 V Chọn C.
  7. Câu 8. 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 phẳng khung dây góc 60 , điện trở khung dây R 0,2  . Nếu trong thời gian t 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 A. 0,1 A . B. 0,2 A . C. 0,4 A . D. 0,3 A . Hướng dẫn 10 0,04 20.10 4 cos60 i1 0,2 A ecu  N B S cos 0,2.0,01 * Từ: i 4 R R t R t 10 0,02 20.10 cos60 i A 2 0,1 0,2.0,01 i1 i2 0,3 A Chọn D. Câu 9. Một khung dây dẫn đặt vuông góc với một từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian. Biết rằng cường độ dòng điện cảm ứng là 0,5 A , điện trở của khung là R 2  và diện tích của khung là S 100 cm2 . Tốc độ biến thiên của cảm ứng từ là A. 200 T/s . B. 180 T/s . C. 100 T/s . D. 80 T/s . Hướng dẫn e  BS * Từ: i cu cu R R t R t B i R 0,5.2 cu 100 T / s Chọn C. t S 100.10 4 Câu 10. Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S 100 cm2 . Ống dây có điện trở R 16  , hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ song song với trục của ống dây và có độ lớn tăng đều 10 2 T/s. Công suất tỏa nhiệt của ống dây là A. 200 W . B. 680 W . C. 1000 W . D. 625 W . Hướng dẫn e  N BS 4 cu 2 100.10 1 * Từ: icu 1000.10 . A R R t R t 16 160 2 4 P icu R 6,25.10 W Chọn D.
  8. Câu 11. Một vòng dây diện tích S 100 cm2 nối vào tụ điện có điện dung C 200 F , được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, có độ lớn tăng đều 5.10 2 T/s . Tính điện tích tụ điện. A. 0,2 C . B. 0,4 C . C. 0,1 C . D. 0,5 C . Hướng dẫn  * Từ: q CU C e C cu t BS q C 200.10 6.5.10 2.100.10 4 10 7 C Chọn C. t Câu 12. Từ thông  qua một khung dây biến đổi theo thời gian được diễn tả bằng đồ thị trên hình vẽ. Suất điện động cảm ứng trong khung trong khoảng thời gian A. 0 s  0,1 s là 3 V. B. 0,1 s  0,2 s là 6 V. C. 0,2 s  0,3 s là 9 V. D. 0 s  0,3 s là 4 V. Hướng dẫn * Từ t 0 đến t 0,2 s , từ thông giảm đều từ 1,2Wb về 0,6 Wb :  0,6 1,2 ecu 3 V t 0,2 0 * Từ t 0,2 đến t 0,3 s , từ thông giảm đều từ 0,6 Wb về 0 Wb :  0 0,6 ecu 6 V Chọn A. t 0,3 0,2 Câu 13. Từ thông  qua một khung dây biến đổi theo thời gian được diễn tả bằng đồ thị trên hình vẽ. Chọn chiều dương của dòng điện thuận chiều với pháp tuyến khung dây. Khung dây có điện trở 0,5 . Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của dòng điện cảm ứng trong khung theo thời gian là hình
  9. A. (1).B. (2).C. (3).D. (4). Hướng dẫn * Từ t 0 đến t 0,05 s , từ thông tăng đều từ  0 đến  0,1 Wb nên suất điện động:  0,1 0 ecu ecu 2 V icu 4 A t 0,05 R * Từ t 0,05 s đến t 0,1 s , từ thông giảm đều từ  0,1 Wb đến  0 nên suất điện động:  0 0,1 ecu ecu 2 V icu 4 A t 0,05 R * Tương tự, cho các khoảng thời gian khác ta được đồ thị như hình 1 Chọn A. Câu 14. Suất điện động cảm ứng trong một mạch điện biến đổi theo thời gian được diễn tả bằng đồ thị trên hình vẽ. Chọn chiều dương của dòng điện thuận chiều với pháp tuyến mạch điện. Biết từ thông cực tiểu bằng 0 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của từ thông qua mạch điện đó theo thời gian là hình A. (1).B. (2).C. (3).D. (4). Hướng dẫn  0  * Từ t 0 đến t 0,1 s , từ thông giảm đều từ  về 0 : e 0,5 cu t 0,1  0,05 Wb * Từ t 0,1 s đến t 0,2 s , từ thông  0.  0  * Từ t 0,2 s đến t 0,3 s , từ thông giảm đều từ  về 0 : e 0,5 cu t 0,1  0,05 Wb * Tương tự, cho các khoảng thời gian khác ta được đồ thị như hình 4 Chọn D. Câu 15. Một khung dây phẳng diện tích 100 cm2 đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ vuông góc với
  10. mặt phẳng khung dây (mặt phẳng hình vẽ), hướng từ trong ra. Hai đầu A, B của khung dây nối với điện trở R. Cảm ứng từ biến đổi theo thời gian được diễn tả bằng đồ thị như hình vẽ. Chọn chiều dương của dòng điện thuận chiều với pháp tuyến mạch điện. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của hiệu điện thế UAB theo thời gian là hình A. (1).B. (2).C. (3).D. (4). Hướng dẫn * Từ t 0 đến t 2 ms , từ thông tăng đều từ  0 đến  BS 50.10 3.100.10 4 0,5 mWb nên suất  0,5 0 r 0 điện động: ecu 0,25  u  e uAB 0,25 t 2 AB cu * Từ t 2 ms đến t 4 ms , từ thông không đổi nên suất điện động: ecu 0 * Từ t 4 ms đến t 6 ms , từ thông giảm đều từ  0,5 mWb đến  0 nên suất điện động:  0 0,5 r 0 ecu 0,25  u  e uAB 0,25 t 2 AB cu * Tương tự, cho các khoảng thời gian khác ta được đồ thị như hình 2 Chọn B. Câu 16. Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a 6 cm được đặt trong từ trường đều B 4 mT , đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Cầm hai cạnh đối diện hình vuông kéo về hai phía khác nhau để được một hình chữ nhật có cạnh này dài gấp hai lần cạnh kia. Cho điện trở của khung bằng R 0,01 . Điện lượng di chuyển trong khung là A. 240 C . B. 180 C . C. 160 C . D. 80 C . Hướng dẫn * Từ:  BS  Bbc Ba2 4.10 3 0,08.0,04 0,062 1,6.10 6 Wb
  11. e  t  q i t cu t 1,6.10 4 C Chọn C. R t R R Câu 17. Một khung dây hình vuông MNPQ cạnh a 6 cm đặt trong từ trường đều B 4 mT , đường sức vuông góc với mặt phẳng khung dây hình 1. Giữ đỉnh M cố định, sau đó kéo và xoắn các cạnh của khung sao cho ta được hai hình vuông mà diện tích hình này lớn gấp bốn lần hình kia như trên hình 2. Cho điẹn trở của khung bằng R 0,01  . Cho biết dây dẫn của khung có vỏ cách điện. Điện lượng di chuyển trong khung là A. 840 C . B. 980 C . C. 160 C . D. 960 C . Hướng dẫn * Giả sử xoắn hình vuông nhỏ, pháp tuyến của nó sẽ quay 180 nên từ thông trước và sau lần lượt là: 2 1 Ba 2 2 2 2  2 1 Ba 2 1 1 2 3 2 B a B a Ba 3 3 3 e  t 2 Ba2 q i t cu t 9,6.10 4 C Chọn D. R t R 3 R DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN THANH KIM LOẠI CHUYỂN ĐỘNG TRONG MẶT PHẲNG CÁCH CÁC ĐƯỜNG SỨC TỪ + Thanh kim loại thẳng có chiều dài  , chuyển động thẳng đều  với vận tốc v vuông góc với thanh trong từ trường đều B sao  cho góc hợp bởi v và B bằng . Sau thời gian t , thanh quét được diện tích S v t, từ thông gửi qua diện tích đó  B S cos Bv t sin  và trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng có chiều xác định theo  quy tắc bàn tay phải, có độ lớn: e Blvsin  cu t Đặc biệt, nếu  90 thì ecu Blv + Khi thanh quay đều quanh M với tốc độ góc  , trong mặt phẳng  P hợp với B một góc . Sau thời gian một chu kì T 2 / , thanh quét được diện tích: S 2 , từ thông gửi qua diện tích đó  B S cos B 2 sin  và trong thanh xuất hiện suất điện động cảm  1 ứng có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải, có độ lớn: e Bl2 sin  cu t 2
  12. 1 Đặc biệt, nếu  90 thì e Bl2 cu 2 + Một vòng dây dẫn kín phẳng có diện tích S , quay đều quanh trục nằm trong mặt phẳng vòng dây, với tốc độ góc  , trong từ  trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay. Cho C quay đều xung quanh trục cố định đi qua tâm của C và nằm trong mặt phẳng chứa C ; tốc độ quay là  không đổi.  * Nếu chọn t 0 , pháp tuyến của C n và vectơ cảm ứng từ B trùng nhau thì đến thời điểm t , góc hợp bởi hai vectơ đó là t nên từ thông qua C :   BS cost e  BS sint c t  + Nếu chọn t 0 , pháp tuyến của C n và vectơ cảm ứng từ B hợp với nhau một góc /2 thì đến thời điểm t , góc hợp bởi hai vectơ đó là t /2 nên từ thông qua C :   BS cos t BS sint ec  BS cost 2 t Câu 1. Cho thanh dẫn điện MN dài 100 cm chuyển động tịnh tiến đều trong từ trường đều B 0,06 T. Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với thanh, có độ lớn 100 cm/s . Vectơ cảm ứng từ vuông góc với thanh và hợp với vectơ vận tốc góc 30. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh là A. 25 mV. B. 30 mV. C. 15 mV. D. 12 mV. Hướng dẫn * Trong thời gian t thanh quét được diện tích S v t nên từ thông tăng một lượng:  B.MN.v t cos B.MN.v t sin   ecu B.MN.vsin  0,06.1.1sin30 0,03 V Chọn B. t Câu 2. Cho thanh dẫn điện MN dài 80 cm chuyển động tịnh tiến đều trong từ trường đều B 0,06 T. Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với thanh, có độ lớn 50 cm/s . Vectơ cảm ứng từ vuông góc với thanh và hợp với vectơ vận tốc góc 30. Hiệu điện thế giữa M và N là A. 15 mV. B. 12 mV. C. 15 mV. D. 12 mV. Hướng dẫn
  13. * Trong thời gian t thanh quét được diện tích S v t nên từ thông tăng một lượng:  B.MN.v t cos B.MN.v t sin   U ecu B.MN.vsin  0,06.0,8.0,5sin30 0,012 V t * Chiều dòng điện cảm ứng chạy trên thanh từ M đến N nên nếu nối M, N với dây dẫn thì dòng điện từ N qua dây dẫn đến M ( N là cực dương và M là cực âm của nguồn):UNM 12 mV Chọn B. Câu 3. Cho thanh dẫn điện MN 15 cm 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 có độ lớn B 0,5 T, hướng vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh ray. Thanh MN chuyển động thẳng đều về phía x y với vận tốc không đổi 3 m/s . Biết điện trở R 0,5  , điện trở của thanh MN và hai thanh ray rất nhỏ, ma sát giữa MN và hai thanh ray rất nhỏ. Dòng điện cảm ứng qua R có độ lớn A. 0,45 A. B. 4,5 A. C. 0,25 A. D. 2,5 A. Hướng dẫn Cách 1: * Trong thời gian t , thanh quét thêm được diện tích: MN.v t .  * Từ:  BS cos B.MN.v t e B.MN.v c t ecu B.MN.v 0,5.0,15 icu 3. 0,45 A Chọn A. R R 0,5 Cách 2: ecu Blv 0,5.0,15.3 * Tính: icu 0,45 A Chọn A. R R 0,5 Câu 4. Một thanh kim loại MN dài 1 m trượt trên hai thanh ray song song đặt nằm ngang với vận tốc không đổi 2 m/s về phía tụ điện. Hai thanh ray đặt trong từ trường đều B 1,5 T có phương thẳng đứng, có chiều hướng từ phía sau ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. Hai thanh ray được nối với một ống dây và một tụ điện. Ống dây có hệ số tự cảm L 5 mH , có điện trở R 0,5 . Tụ điện có điện dung C 2 pF. Cho biết điện trở của hai thanh ray và thanh MN rất nhỏ. Chọn phương án đúng.
  14. A. Chiều của dòng điện qua ống dây từ Q đến P. B. Độ lớn cường độ dòng điện qua ống dây là 5 A. C. Điện tích trên tụ là 10 pC. D. Công suát tỏa nhiệt trên ống dây là 18 W. Hướng dẫn * Theo quy tắc bàn tay phải, chiều dòng điện cảm ứng từ M đến N , qua P đến Q. UC UR iR 3 V e cu 12 * Từ: ecu Blv 1,5.1.2 3 V i 6 A q CUC 6.10 C R 2 P i R 18 W Chọn D. Câu 5. Cho hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, song song với nhau, hai đầu trên của thanh ray nối với điện trở R 0,5 . Hai thanh ray song song được đặt trong từ trường đều B 1 T , đường sức từ vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh ray và có chiều ngoài vào trong. Lấy g 10 m/s2 . Thanh kim loại MN khối lượng m 10 g có thể trượt theo hai thanh ray. Hai thanh ray cách nhau 25 cm . Điện trở của thanh kim loại MN và hai thanh ray rất nhỏ, có độ tự cảm không đáng kể. Coi lực ma sát giữa MN và hai thanh ray là rất nhỏ. Sau khi buông tay cho thanh kim loại MN trượt trên hai thanh ray được ít lâu thì MN chuyển động đều với tốc độ v . Giá trị v gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,75 m/s. B. 0,78 m/s. C. 0,65 m/s. D. 0,68 m/s. Hướng dẫn * Khi MN chuyển động thẳng đều thì độ lớn suất điện động cảm ứng: ecu Blv e Blv i cu R R B2l2v B2l2v * Lúc này, lực từ F Bli cân bằng với trọng lực: mg R R mgR 10.10 3.10.0,5 v 0,8 m / s Chọn B. B2l2 12.0,252 Câu 6. Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ, có độ tự cảm không đáng kể, có điện trở R , có khối lượng m , có kích thước L,, tại nơi có gia tốc trọng trường g . Khung dây được đặt trong từ trường đều B vuông góc với mặt phẳng của nó (mặt phẳng thẳng đứng), nhưng ở phía dưới cạnh đáy NP không có từ trường. Ở thời điểm t 0 người ta thả khung rơi, mặt phẳng khung dây luôn nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ). Nếu bỏ qua mọi ma sát và chiều dài L đủ lớn sao cho khung đạt tốc độ giới hạn v trước khi
  15. ra khỏi từ trường thì A. v Rg/ B2L . B. v 2B2/ mR . C. v mRg/ B22 . D. v Rm/ BL . Hướng dẫn * Khi khung đạt tốc độ giới hạn v , suất điện động cảm ứng có độ lớn: ecu Blv e Blv i cu R R B2l2v B2l2v mgR * Lúc này, lực từ F Bli cân bằng với trọng lực: mg v R R B2l2 Chọn C. Câu 7. Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ , có độ tự cảm không đáng kể, có điện trở R , có khối lượng m, có kích thước L, , tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khung dây được đặt trong từ trường đều B vuông góc với mặt phẳng của nó (mặt phẳng thẳng đứng), nhưng ở phía dưới cạnh đáy NP không có từ trường. Ở thời điểm t 0 người ta thả khung rơi, mặt phẳng khung dây luôn luôn nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ). Đặt b m2gR2B 4 4 . Nếu bỏ qua mọi ma sát và chiều dài L đủ lớn sao cho khung đạt tốc độ giới hạn trước khi ra khỏi từ trường thì nhiệt lượng lúc tỏa ra từ lúc t 0 đến khi cạnh trên của khung bắt đầu ra khỏi từ trường là A. mg 2L b . B. mg L b/3 . C. mg L b . D. mg L b/2 . Hướng dẫn * Khi khung đạt tốc độ giới hạn v , suất điện động cảm ứng có độ lớn: ecu Blv e Blv i cu R R B2l2v B2l2v mgR * Lúc này, lực từ F Bli cân bằng với trọng lực: mg v R R B2l2 mgR 2 v 2 2 mv 2 2 m gR * Định luật bảo toàn năng lượng: mgL Q Bl Q mg L 4 4 2 2B l Chọn D.
  16. Câu 8. Thanh dẫn điện MN dài 60 cm , chuyển động trên hai thanh ray song song x x, y y đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hai thanh ray đặt trong từ trường đều B 1,6 T có phương thẳng đứng có chiều hướng từ phía sau ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. Hai đầu x y của hai thanh ray nối với một nguồn điện có suất điện động 0,96 V , điện trở trong 0,1 và một điện trở R 0,2 . Dưới tác dụng của lực F không đổi nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với MN thì thanh chuyển động đều về bên phải (phía x, y ) với tốc độ 0,5 m/s . Cho biết điện trở của hai thanh ray và thanh MN rất nhỏ. Giá trị F gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2,3 N. B. 1,2 N. C. 1,5 N. D. 1,8 N. Hướng dẫn * Suất điện động cảm ứng có chiều ngược với suất điện động của nguồn (quy tắc bàn tay phải), có độ lớn: ecu Blv 1,6.0,6.0,5 0,48 V E e 0,96 0,48 * Dòng mạch chính: i cu 1,6 A R r 0,2 0,1 * Vì thanh chuyển động thẳng đều nên lực F cân bằng với lực từ: F BlI 1,6.0,6.1,6 1,536 N Chọn C. Câu 9. Hai thanh ray dẫn điện dài song song với nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là 0,4 m . Hai thanh dẫn điện MN và PQ có cùng điện trở 0,25  , được gác tiếp xúc điện lên hai thanh ray và vuông góc với hai ray. Điện trở R 0,5  , tụ điện C 20 F ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ chiều đi vào trong, độ lớn B 0,2 T. Cho thanh MN và PQ trượt hai hướng ngược nhau với tốc độ lần lượt 0,5 m/s và 1 m/s. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R gần giá trị nào nhất sau đây? A. 7,3 mW. B. 4,5 mW. C. 9,3 mW. D. 2,3 mW. Hướng dẫn * Dòng điện cảm ứng trên MN có hướng M sang N , trên PQ có hướng Q sang P (quy tắc bàn tay e1 Blv1 0,04 V phải), độ lớn suất điện động cảm ứng lần lượt là: e Blv 0,08 V 2 2 e e 0,04 0,08 i 1 2 0,12 A P Ri2 7,2.10 3 W Chọn A. R 2r 0,5 2.0,25
  17. Câu 10. Hai thanh ray dẫn điện dài song song với nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là 0,4 m . Hai thanh dẫn điện MN và PQ có cùng điện trở 0,25  , được gác tiếp xúc điện lên hai thanh ray và vuông góc với hai ray. Điện trở R 0,5  , tụ điện C 20 F ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ chiều đi vào trong, độ lớn B 2 T . Cho thanh MN và PQ trượt hai hướng ngược nhau với tốc độ lần lượt là 0,5 m/s và 1 m/s. Điện tích trên tụ gần giá trị nào nhất sau đây? A. 1,5 C. B. 2,1 C. C. 3,5 C. D. 6,1 C. Hướng dẫn * Dòng điện cảm ứng trên MN có hướng M sang N , trên PQ có hướng Q sang P (quy tắc bàn tay e1 Blv1 0,4 V phải), độ lớn suất điện động cảm ứng lần lượt là: e Blv 0,8 V 2 2 U e ir 0,4 1,2.0,25 0,1 V e1 e2 0,4 0,8 NM 1 i 1,2 A R 2r 0,5 2.0,25 Q CU 2 C NM Chọn B. Câu 11. Hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách nhau một khoảng  , đặt trên mặt phẳng ngang, ở giữa mỗi dây nối với điện trở R. Hai thanh kim loại nhẵn AB và CD có cùng điện trở R , chỉ có thể trượt không ma sát trên hai thanh siêu dẫn nói trên. Tác dụng lên AB , CD các lực F1 , F2 song song với hai thanh siêu dẫn để chúng chuyển động thẳng đều về hai phía với các tốc độ lần lượt là v1 5v0 và v2 4v0 như hình vẽ. Nếu thanh AB chuyển động trong từ trường đều thẳng đứng hướng dưới lên với độ lớn B1 8B ; còn CD chuyển động trong từ trường đều thẳng đứng hướng trên xuống với độ lớn B2 5B0 thì A. độ lớn hiệu điện thế giữa hai đầu C và D là 20B0v0. 2 B. công suất tỏa nhiệt của mạch trên là 50 B0v0 . 2 C. F1 30v0 B0 / R. 2 D. F2 25v0 B0 / R. Hướng dẫn
  18. * Dòng cảm ứng trên AB có hướng A sang B , trên CD có hướng C sang D (quy tắc bàn tay phải), độ e1 B1lv1 40B0lv0 lớn suất điện động cảm ứng lần lượt: e B lv 20B lv e 2 2 2 0 0 1 U e iR 25B lv CD 2 0 0 2 P 4Ri2 100 B lv / R 0 0 e e 2 1 2 B0lv0 i 5 B0l v0 Chọn D. 4R R F B li 40 1 1 R 2 B0l v0 F B li 25 2 2 R Câu 12. Một vành tròn kim loại bán kính r , tiết diện ngang S S r2 , có khối lượng riêng d và điện trở suất . Ban đầu vành nằm ngang, rơi vào một từ trường có tính đối xứng trụ sao cho trục của vành trùng với trục đối xứng của từ trường như ở hình vẽ. Tại một thời điểm nào đó tốc độ của vành là v thì dòng điện cản ứng trong vành có độ lớn A. BSv/ . B. BSv/ . C. 2BSv/ . D. 2 BSv/ . Hướng dẫn * Tại mỗi điểm của vành kim loại, cảm ứng từ đều có trị số bằng B . Xét một phần tử chiều dài  của vành. Tại thời điểm t mà tốc độ của vành là v thì suất điện động xuất hiện ở  có độ lớn bằng: Bv l. Suất điện động xuất hiện trong toàn bộ vành là: e Bv.2 r BvS e Bv l Bv.2 r i cu Chọn A. cu  cu R 2 r S Câu 13. Trên mặt phẳng nghiêng góc 60 so với mặt phẳng ngang có hai thanh kim loại siêu dẫn cố định, song song theo đường dốc chính, cách nhau một khoảng 20 cm , nối với nhau bằng điện trở 2  . Đoạn dây dẫn AB có điện trở 1 , có khối lượng 10 g , đặt vuông góc với hai thanh siêu dẫn nói trên và có thể trượt không ma sát trên hai thanh đó. Hệ thống được đặt trong từ trường đều cảm ứng từ 2,5 T . Lấy g 10 m/s2 . Tại thời điểm t 0 , thả nhẹ để AB trượt không vận tốc và luôn vuông góc với hai thanh. Sau một thời gian thanh chuyển động đều với tốc độ gần giá trị nào nhất sau đây? A. 4 m/s. B. 5 m/s. C. 3 m/s. D. 6 m/s. Hướng dẫn
  19. * Dòng cảm ứng trên AB có hướng B sang A (quy tắc bàn tay phải), độ e f Blv cos lớn suất điện động cảm ứng: e Blv cos r R I r R    * Chiếu đẳng thức vectơ: P Q F 0 lên mặt phẳng nghiêng (chọn chiều dương hướng xuống dưới): P cos 90 F cos 0 Blv cos mgsin BlI cos 0 mgsin Bl cos 0 r R mg tan r R v m s Chọn A. 2 4,16 / Bl cos Câu 14. Trên mặt phẳng nghiêng góc 60 so với mặt phẳng ngang có hai thanh kim loại siêu dẫn cố định, song song theo đường dốc chính, cách nhau một khoảng 20 cm , nối với nhau bằng tụ điện có điện dung 10 mF . Đoạn dây dẫn AB có điện trở 1  , có khối lượng 10 g , đặt vuông góc với hai thanh siêu dẫn nói trên và có thể trượt không ma sát trên hai thanh đó. Hệ thống được đặt trong từ trường đều cảm ứng từ 2,5 T. Lấy g 10 m/s2 . Tại thời điểm t 0 , thả nhẹ để AB trượt không vận tốc và luôn vuông góc với hai thanh. Sau một thời gian thanh chuyển động nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn gần giá trị nào nhất sau đây? A. 16 m/s2 . B. 5 m/s2 . C. 7 m/s2 . D. 8 m/s2 . Hướng dẫn * Dòng cảm ứng trên AB có hướng B sang A (quy tắc bàn tay phải), độ lớn suất điện động cảm ứng: e Blv cos q C e CBlv cos dq dv I CBI cos aCBl cos dt dt    * Chiếu đẳng thức vectơ: P Q F ma lên mặt phẳng nghiêng (chọn chiều dương hướng xuống dưới): P cos 90 F cos ma mgsin BlI cos ma mgsin mgsin aCB2l2 cos2 ma a a 8,15 m / s2 2 2 2 m CB l cos Chọn D.