BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ (BỒI DƯỠNG HSG LÝ)

Chuyên đề: BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

I.Lý thuyết
1.Từ thông


Từ thơng qua khung dây kín diện tích S đặt trong từ trường đều B có độ lớn:   BS cos 
Nếu khung có N vịng dây :   NBS cos 
Trong đó
B
: cảm ứng từ (T)
S
: diện tích khung dây (m2)
: từ thông
(Wb) “Vêbe”; 1Wb = 1 T.m2
 

 ( B, n ) ; n : vecto pháp tuyến của khung dây
2.Hiện tượng cảm ứng điện từ: là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng (hay dịng điện cảm ứng) khi từ
thơng qua mạch kín biến thiên
*Định luật cảm ứng điện từ:
”Khi có sự biến thiên từ thơng qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dịng điện cảm
ứng”
Thời gian tồn tại dòng điện cảm ứng cũng là thời gian có sự biến thiêu từ thơng
*Chiều của dịng điện cảm ứng – định luật Lenxơ:
“Dòng điện cảm ứng trong một đoạn mạch điện kín có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại
nguyên nhân sinh ra nó (đó là sự biến thiên của từ thông qua mạch)”


- Nếu tăng  BC  B




- Nếu giảm  BC  B


( B là từ trường ban đầu; BC là từ trường cảm ứng)
3.Suất điện động cảm ứng
a.Trường hợp tổng quát: Trong mạch điện là một khung dây có N vịng dây thì: eC =  N


; trong đó 
t

là từ thơng qua diện tích giới hạn một vòng dây


b.Trường hợp đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường đều B



Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chiều dài l chuyển động với vận tốc v trong từ trường có

cảm ứng từ B bằng
eC = Blv sin
Trong đó:
 l (m) là chiều dài đoạn dây
 v(m/s) là vận tốc
 củađoạn dây
  là góc giữa B và v .



v và B cùng vng góc với đoạn dây

II. Bài tập
Bài 1: Một đoạn dây dẫn thẳng dài AB chiều dài l=20cm được Treo nằm ngang bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng
đứng chiều dài L=40cm. Dây được đặt trong một từ trường đều thẳng đứng, B=0,1T. Kéo lệch AB để dây
treo hợp góc 0=600 với phương thẳng đứng rồi bng tay. Tìm biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện
trong AB khi dây treo lệch góc  với phương thẳng đứng, suy ra giá trị suất điện động cực đại. Bỏ qua lực
cản của khơng khí.
Bài 2: Một dây dẫn có chiều dài l = 2m, điện trở R = 4  được uốn thành một hình vng.
E1
Các nguồn điện có E1 = 10V, E2 = 8V, r1 = r2 = 0 được mắc vào các cạnh của hình vng như
hình vẽ. Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có phương vng góc với mp khung
dây. B tăng theo thời gian theo quy luật B = kt, với k = 64 T/s. Tính dịng điện trong mạch.
E2



B


Bài 3:Thanh kim loại AB được kéo trượt đều trên hai thanh ray trong mặt phảng nằm ngang với
 vận tốc v =
10 m/s. Hai ray cách nhau đoạn l = 0,5m và đặt trong từ trường đều thẳng đứng, cảm ứng từ B . Mắchai tụ
điện C1, C2 ( với C1= 1,5 C2 ) nối tiếp nhau vào đầu hai ray. Biết hiệu điện thế hai đầu tụ C2 là 0,5V. Tính B.
N
C1


v

C2



M

B

Bài 4:Hệ thống dây dẫn đặt nằm ngang như hình vẽ. Thanh Hz trượt trên các cạnh Ox, Oy và ln vng
góc với mặt phẳng phân giác OH, Hz tiếp xúc với Ox, Oy tại M;N. góc xOy = 2. Vận tốc chuyển động của
thanh Hz không đổi và bằng v. Các dây dẫn đều cùng làm bằng một chất , cùng tiết diện và có điện trở trên
một đơn vị chiều dài là r. Bỏ qua điện trở tiếp xúc tại M;N. Hệ thống đặt trong từ trường đều B thẳng đứng
có độ lớn B. Hãy xác định chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng chạy qua MN.
O



M

H

N


v
x

z

y

Bài 5: Vòng dây tròn đồng chất tiết diện đều, bán kính a, điện trở một đơn vị chiều
dài là r. Một thanh cùng loại
 trượt trên vòng trịn với vận tốc khơng đổi v. Đặt hệ
thống trong từ trường đều B vng góc với mặt phẳng vịng dây. Bỏ qua điện trở
tiếp xúc tại M;N. Hãy xác định chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng chạy qua MN.

M
a

N


v



Bài 6:Cuộn dây kim loại (  = 2.10-8 .m), có N = 1000 vịng dây và đường kính d = 10 cm, tiết diện dây S 0

B
0, 2T / s . Cho  = 3,2
= 0,2 mm2 có trục song song với B của từ trường đều . Tốc độ biến thiên
t
a.Nối hai đầu cuộn dây với tụ điện C = 1F. Tính điện tích của tụ điện.
b.Nối hai đầu cuộn dây với nhau. Tính cường độ dịng điện cảm ứng và công suất nhiệt trong cuộn
dây?


Bài 7: Vịng dây dẫn diện tích S = 1m 2 đặt trong từ trường đều có B vng góc với mặt phẳng vòng dây .
Hai tụ điện C1 = 1F ; C2 = 2F được mắc nối tiếp trong vòng dây ở vị trí xuyên tâm đối. Cho B thay đổi
theo quy luật B = kt ( k = 0,6 T/s). Tính hiệu điện thế và điện tích mỗi tụ điện

C1




B

C2