giải bài tập vật lý 1 cơ bản chương 07

GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Chương 7: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Bài 40: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Qua thí nghiệm về sự dịch chuyển tương đối của ống dây và nam châm ta thấy số đường sức từ xuyên
qua ống dây biến đổi.
Điều đó chứng tỏ bản thân từ trường không sinh ra dòng điện nhưng số đường sức từ qua ống dây hay
vòng dây biến đổi theo thời gian thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện.
Dòng điện xuất hiện trong ống dây hay vòng dây gọi là dòng điện cảm ứng. Suất điện động sinh ra
dòng điện cảm ứng gọi là suất điện động cảm ứng.
Khi ống dây ra xa nam châm số đường sức qua
ống dây giảm đi.
Khi nam châm lại gần ống dây số đường sức từ
qua ống dây tăng lên.
2. Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động
Ta bố trí thí nghiệm như hình vẽ. Người ta thấy rằng chỉ khi đoạn dây MN chuyển động thì dòng điện
cảm ứng mới xuất hiện. Hay ta có thể nói là đoạn dây MN chuyển động đóng vai trò nguồn điện, còn
hai thanh ray đóng vai trò dây nối tạo thành mạch kín.
Người ta cũng chứng minh được khi vecto từ trường
B
r
qua khung dây và vecto
v
r
vận tốc của đoạn
dây MN hợp với nhau một góc
θ
thì suất điện động trong đoạn dây đó được tính theo công thức:
sinBlv

ξ θ
=
Trong đó:
ξ
: suất điện động trong đoạn dây MN.
B: từ trường xuyên qua khung.
v: vận tốc di chuyển của đoạn dây MN.
θ
: góc hợp bởi
B và v
r
r
.
B. BÀI TẬP
B.1. Câu hỏi
1. Vòng dây và thanh nam châm trên hình vẽ chuyển động cùng chiều với cùng vận tốc
v
r
.
Hỏi trong vòng dây có dòng điện cảm ứng không? Giải thích.
Hướng dẫn
Không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây vì thanh nam châm đứng yên so với vòng dây.
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
2. Viết công thức tính độ lớn suất điện động cảm ứng trong một thanh dẫn điện chuyển động trong từ
trường.
Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng trong một thanh dẫn điện chuyển động trong từ trường:
sinBlv
ξ θ
=

Trong đó:
ξ
: suất điện động trong đoạn dây MN.
B: từ trường xuyên qua khung.
v: vận tốc di chuyển của đoạn dây MN.
θ
: góc hợp bởi
B và v
r
r
.
B.2. Bài tập
1. Một thanh dẫn điện dài 20 cm chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 5.10
-4
T.
Vecto vận tốc của thanh vuông góc với vecto cảm ứng từ và có độ lớn bằng 5 m/s. Tính suất điện động
cảm ứng trong thanh. (Thanh dẫn điện vuông góc với đường sức từ và vecto vận tốc của thanh)
Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng trong thanh:
4 4
5.10 .0,2.5 5.10 ( )Blv V
ξ
− −
= = =
2. Một thanh dẫn điện dài 20 cm, được nối hai đầu vào một đoạn mạch điện có điện trở 0,5
Ω
. Cho
thanh chuyển động trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08 T với vận tốc 7 m/s. Hỏi số chỉ của ampe
kế đặt trong mạch điện đó ? Cho biết vecto vận tốc của thanh vuông góc với các đường sức từ. (Thanh
dẫn điện vuông góc với đường sức từ và vecto vận tốc của thanh)

Hướng dẫn
Suất điện động của thanh:
0,08.0,2.7 0,112( )Blv V
ξ
= = =
Cường độ dòng điện trong mạch:
0,112
0,224( )
0,5
I A
R
ξ
= = =
Vậy số chỉ ampe kế trong mạch là 0,224 A.
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Bài 41: ĐỊNH LUẬT FARADAY VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Khái niệm từ thông
a) Định nghĩa
Xét một mặt phẳng diện tích S được đặt trong từ trường đều
B
r
. Gọi
α
là góc hợp bởi
B
r
và
n
r

, với
n
r
là vecto pháp tuyến của S. Khi đó:
cosBS
α
Φ =
Trong đó:
Φ
là từ thông qua diện tích S (hay cảm ứng từ thông qua diện tích S).
Nếu góc
α
:
+
α
: góc nhọn thì
Φ
> 0.
+
α
: góc tù thì
Φ
< 0.
+
2
π
α
=
thì
Φ

= 0.
b) Ý nghĩa
Từ thông qua diện tích S bằng số đường sức qua S nếu S được đặt vuông góc với đường sức.
c) Đơn vị từ thông
Trong hệ SI đơn vị của từ thông là vebe, ký hiệu Wb. Theo công thức tính từ thông ở trên, ta có:
Nếu
α
= = Φ = =
2
cos 1, 1 1 . :1 1 .1B T thì Wb Vaäy Wb T m
2. Định luật Faraday
Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng trong mạch bằng trừ tốc độ biến thiên của từ thông qua
mạch.
t
ξ
∆Φ
= −
∆
3. Chiều dòng điện cảm ứng – Quy tắc Lenz
Quy tắc Lenz: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại
nguyên nhân đã sinh ra nó.
B. BÀI TẬP
B.1. Câu hỏi
1. Viết biểu thức định nghĩa từ thông. Nêu ý nghĩa của từ thông.
Hướng dẫn
Xét một mặt phẳng diện tích S đặt trong từ trường đều B, vecto cảm ứng từ hợp với vecto pháp tuyến
đơn vị của S một góc
α
. Biết thức:
α

Φ = cosBS
được gọi là từ thông qua diện tích S. Ta có thể chọn
chiều của vecto pháp tuyến sao cho từ thông là đại lượng dương.
Ý nghĩa của từ thông: Từ thông qua diện tích S bằng số đường sức qua S nếu S được đặt vuông góc với
đường sức.
2. Viết công thức xác định suất điện động cảm ứng trong mạch. Trong công thức đó
∆Φ
là gì ?
Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng trong mạch:
t
ξ
∆Φ
= −
∆
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Trong đó
∆Φ
là độ biến thiên của từ thông trong khoảng thời gian
∆
t
.
3. Con chạy trong thí nghiệm hình vẽ được di chuyển về bên trái. Hãy chỉ ra chiều dòng điện trong
vòng dây.
Hướng dẫn
4. Giả sử thanh nam châm trong thí nghiệm ở hình vẽ được đưa ra xa vòng dây. Hỏi chiều dòng điện
trong vòng dây ?
Hướng dẫn
Chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi thanh nam châm di chuyển ra xa vòng dây:
B.2. Bài tập

1. Một hình chữ nhật kích thước 3 cm x 4 cm được đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10
-4
T.
Vecto cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 30
0
. Tính từ thông qua hình chữ nhật đó.
Hướng dẫn
α α
= ⇒ =
0
3
30 cos
2
Từ thông qua hình chữ nhật:
4 4 7
3
cos 5.10 .12.10 . 5,196.10 ( )
2
BS Wb
α
− − −
Φ = = ≈
2. Một khung dây phẳng, diện tích 20 cm
2
, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Vecto cảm ứng
từ vuông góc với mặt phẳng khung dây và có độ lớn bằng 2.10
-4
T. Người ta cho từ trường giảm đều
đến 0 trong khoảng thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây.
Hướng dẫn

Từ thông qua khung dây:
α
Φ = cosNBS
.
Vì cuối cùng từ thông giảm đến 0 nên:
α
∆Φ = Φ = cosNBS
Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung:
4 4
4
10.2.10 .20.10
4.10 ( ) 0,4 ( )
0,01
V mV
t
ξ
− −
−
∆Φ
= − = = =
∆
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
3. Một khung dây phẳng, diện tích 25 cm
2
, gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều,
vecto cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như
đường biểu diễn trên hình bên. Tính suất điện động cảm ứng trong khung dây.
Hướng dẫn
Theo đồ thị, ta có:
+ Từ thông qua khung dây lúc t = 0 là

Φ =
SNB
.
+ Khi t = 0,4 s thì B = 0 nên từ thông bằng không.
Do đó :
∆Φ = Φ =
NBS
.
Suất điện động cảm ứng trong khung dây :
3 4
4
10.2,4.10 .25.10
1,5.10 ( )
0,4
NBS
V
t t
ξ
− −
−
∆Φ
= − = = =
∆ ∆
4. Một mạch kín hình vuông có cạnh dài 10 cm đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi
theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i = 2 A và điện
trở của mạch bằng 5
Ω
.
Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng : e

c
= Ri = 5.2 = 10 V.
Chú ý rằng :
2
c c
c
e e
B B
e S
t t t S a
∆Φ ∆ ∆
= = ⇒ = =
∆ ∆ ∆
Thay số :
2
10
1000 /
0,1
B
T s
t
∆
= =
∆
.
5. Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a = 10 cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vecto cảm
ứng từ
B
r
vuông góc với mặt phẳng khung. Trong khoảng thời gian

0,05t s∆ =
, cho độ lớn của
B
r
tăng
đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng :
2
. 0,5.0,1
0,1
0,05
c
B S
e V
t t
∆Φ ∆
= = = =
∆ ∆
.
6. Một mạch kín tròn (C) bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vecto cảm ứng từ
B
r
lúc đầu có
hướng song song với mặt phẳng chứa (C). Cho (C) quay đều quanh trục
∆
cố định đi qua tâm của (C)
và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là
ω
không đổi. Xác định suất điện động cảm ứng cực

đại xuất hiện trong (C).
Hướng dẫn
Khi mạch kín quay đều với tốc độ quay là
ω
thì từ thông xuyên qua mạch biến thiên theo quy luật
sinBS t
ω
Φ =
.
Suất điện động
cos
c
e BS t
t
ω ω
∆Φ
= =
∆
.
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Suất điện động cực đại ứng với trường hợp
max
2
max
cos 1 .
( )
c
c
t e BS
Hay e B R

ω ω
π ω
= ⇒ =
=
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Bài 42: DÒNG ĐIỆN FOUCAULT
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Dòng điện Foucault
Khi cho một tấm kim loại (đồng hoặc nhôm) dao động trong từ trường của nam châm. Ta thấy tấm kim
loại chỉ dao động trong thời gian ngắn rồi dừng lại, ngoài ra tấm kim loại còn nóng lên một chút.
Giải thích :
Khi tấm kim loại dao động, nó cắt các đường sức từ của nam châm. Do đó trong tấm kim loại sinh ra
dòng điện cảm ứng, dòng điện này gọi là dòng điện Foucault, nó có tác dụng ngăn cản sự dao động của
tấm kim loại (theo quy tắc Lenz).
Nếu tấm kim loại được xẻ rảnh thì tấm kim loại dao động lâu hơn.
Đặc tính chung của các dòng điện Foucault là tính chất xoáy, tức là các đường dòng của dòng điện
Foucault là các đường cong khép kín trong khối vật dẫn.
Định nghĩa dòng điện Foucault : Dòng điện Foucault là dòng điện cảm ứng sinh ra trong vật dẫn dạng
khối.
Dòng điện Foucault có hai tác dụng chính: tác dụng nhiệt và tác dụng hãm chuyển động.
2. Lợi và hại của dòng điện Foucault
a) Ích lợi của dòng Foucault
Tác dụng hãm chuyển động của dòng điện Foucault được dùng để hãm dao động của kim trong các cân
nhạy; phanh điện từ; công tơ điện.
Tác dụng nhiệt của dòng điện Foucault được dùng để nấu chảy kim loại trong luyện kim.
b) Tác hại của dòng điện Foucault
Trong các dụng cụ điện dùng dòng điện xoay chiều chạy trong các cuộn dây có lõi sắt thì dòng điện
Foucault được sinh ra là có hại. Dòng Foucault làm nóng máy và giảm công suất động cơ.
Để giảm tác hại của dòng Foucault người ta dùng những lõi thép được ghép bởi những lá thép kỹ thuật
điện có phủ sơn cách điện ghép sát với nhau.

B. BÀI TẬP
1. Dòng điện Foucault là gì?
Hướng dẫn
Dòng điện Foucault là dòng điện cảm ứng sinh ra trong vật dẫn dạng khối.
2. Kể thêm vài ứng dụng của dòng điện Foucault.
Hướng dẫn
Vỏ của la bàn làm bằng kim loại mà không làm bằng nhựa vì khi kim la bàn dao động thì ở vỏ la bàn
sinh ra dòng điện Foucault có tác dụng làm hãm dao động của kim.
Tác dụng nhiệt của dòng điện Foucault được ứng dụng để nấu chảy kim loại trong luyện kim. Kim loại
trong lò được đặt bên trong ống dây điện. Cho dòng điện xoay chiều vào ống dây thì trong khối kim
loại xuất hiện dòng điện Foucault làm nóng khối kim loại.
Bếp điện từ: cho dòng điện xoay chiều chạy qua ống dây của bếp, khi đó có dòng điện Foucault xuất
hiện trong xoong, nồi bằng kim loại và làm nóng xoong, nồi bằng kim loại và làm nóng xoong, nồi.
3. Kể thêm một vài trường hợp dòng điện Foucault là có hại. Trong những trường hợp đó người ta
khắc phục như thế nào ?
Hướng dẫn
Dòng điện Foucault trong quạt máy, trong động cơ điện, trong cối xay sinh tố, trong máy bơm nước,
… đều làm nóng máy và có hại.
Trong những trường hợp đó người ta không dùng những lõi thép có dạng liền khối mà dùng những lõi
thép được bởi những là thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện, các lá thép này phải được ghép sát và
chắc chắn với nhau.
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Bài 43: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Hiện tượng tự cảm
Cho hai mạch điện như hình vẽ:
+ Ở mạch (1) khi ta đóng mạch chỉ đèn Đ
1
sáng lên ngay còn đèn Đ
2

sáng lên từ từ mặc dù điện trở
thuần của hai nhánh giống nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tự cảm khi đóng mạch.
+ Ở mạch (2) khi ta ngắt mạch thì ta thấy bóng đèn không tắt ngay mà lóe sáng lên rồi mới tắt. Hiện
tượng tự cảm khi ngắt mạch.
Định nghĩa: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện
trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm.
2. Suất điện động tự cảm
a) Hệ số tự cảm L:
L
I
Φ
=
: ( )
: ( )
: ( )
I ampe A
weber Wb
L henry H


Φ



b) Suất điện động tự cảm
ξ
:
I
L
t

ξ
∆
= −
∆
3. Năng lượng từ trường ở cuộn cảm:
2
1
W
2
Li
=
B. BÀI TẬP
B.1. Câu hỏi
1. Hiện tượng tự cảm là gì ?
Hướng dẫn
Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó
gây ra gọi là hiện tượng tự cảm.
2. Phát biểu định nghĩa hệ số tự cảm (độ tự cảm)
Hướng dẫn
Thí nghiệm chứng tỏ rằng từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện
trong mạch điện đó,
Φ = LI
, L gọi là hệ số tự cảm của mạch điện.
B.2. Bài tập
1. Dòng điện qua một ống dây giảm đều theo thời gian từ I
1
= 1,2 A đến I
2
= 0,4 A trong thời gian 0,2
s. Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,004 H. Tính suất điện động cảm ứng trong ống dây.

Hướng dẫn
Suất điện động cảm ứng trong ống dây:
0,8
0,004 0,016 ( )
0,2
I I
L L V
t t
ξ ξ
∆ ∆
= − ⇒ = = =
∆ ∆
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
2. Một ống dây có hệ số tự cảm 0,0025 H được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng
điện trong ống biến đổi theo thời gian theo đồ thị ở hình bên. Lúc đóng công tắc ứng với thời điểm t =
0. Tính suất điện động tự cảm trong ống:
a) Từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm t = 0,05 s.
b) Từ thời điểm t = 0,05 s về sau.
Hướng dẫn
a) Ta có:
∆ = = ∆ =5 , 0,05I I A t s
Suất điện động tự cảm trong ống :
5
0,0025 0,25 ( )
0,05
I I
L L V
t t
ξ ξ
∆ ∆

= − ⇒ = = =
∆ ∆
b) Từ thời điểm t = 0,05 s về sau ta có
ξ
∆ = =0 0I neân
.
3. Tính độ tự cảm của ống dây hình trụ có chiều dài 0,5 m gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có
đường kính 20 cm.
Hướng dẫn
7
2
7
2
7
4 .10
4 .10
S 4 .10
N
B i
N
l
L S
l
N
Li NB Si
l
π
π
π
−

−
−

=


⇒ =


Φ = = =


Thay số :
2
7 2
1000
4.3,14.10 .3,14.0,1 0,079
0,5
H
−
=
4. Suất điện động tự cảm 0,75 V xuất hiện trong một cuộn cảm L = 25 mH ; tại đó cường độ dòng điện
giảm từ giá trị i
a
xuống 0 trong 0,01 s. Tính i
a
.
Hướng dẫn
tc
a

tc a
e t
i
i
e L L i
t t L
∆
∆
= = ⇒ =
∆ ∆
.
Thay số :
3
0,75.0,01
0,3
25.10
a
i A
−
= =
.
5. Trong mạch điện hình vẽ, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Dòng điện qua L bằng 1,2 A ; độ tự
cảm L = 0,2 H. Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R.
Hướng dẫn
Năng lượng ban đầu của cuộn cảm (Khi K mở a):
2
1
W
2
Li=

.
Khi chuyển K sang b, năng lượng này chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng tỏa ra trên điện trở R.
Ta có :
2 2
1 1
W 0,2.1, 2 0,144
2 2
Q Li J= = = =
.
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
BÀI TẬP BỔ SUNG
1. Một cuộn dây phẳng có 100 vòng, bán kính cuộn dây là 0,10 m. Cuộn dây được trong từ trường đều
và mặt phẳng cuộn dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Lúc đầu cảm ứng từ của từ trường có giá
trị 0,2 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong cuộn dây nếu trong khoảng thời gian 0,1 s :
a) Cảm ứng từ của từ trường tăng đều đặn gấp đôi. (ĐS: 6,3 V)
b) Cảm ứng từ của từ trường giảm đều đặn đến không. (ĐS: 6,3 V)
2. Một vòng tròn dây dẫn tâm O, bán kính
l
được đặt trong từ trường đều, đường cảm ứng từ vuông
góc với mặt phẳng vòng dây và hướng từ dưới lên. Thanh OA dẫn điện có thể quay chung quanh O và
A luôn luôn tiếp xúc với đường với đường tròn dây dẫn. Lúc đầu khóa K mở và thanh OA đứng yên.
Nếu đóng khóa K thì thanh OA đứng yên. Nếu đóng khóa K thì thanh OA bắt đầu quay (giả sử không
có ma sát ở trục quay và ở điểm tiếp xúc giữa thanh với vòng tròn). Vận tốc góc của thanh OA tăng
dần đến một giá trị
ω
nào đó thì không đổi.
a) Giải thích tại sao khi đóng K thì thanh OA quay và quay theo chiều nào ?
b) Tìm suất điện động cảm ứng
ξ
trong thanh OA khi vận tốc góc của nó đạt tới giá trị giới hạn

ω
.
c) Giải thích tại sao vận tốc góc của thanh OA không tăng vô hạn mà chỉ đạt đến giá trị giới hạn
ω
, tìm
biểu thức tính
ω
qua E, B,
l
(E: suất điện động của nguồn điện)
HD:
a) Khi đóng K, trong mạch sẽ suất hiện dòng điện do đó có lực từ tác dụng lên thanh OA làm thanh
quay. Dòng điện trong thanh có chiều OA, còn vecto
B
r
hướng từ dưới lên, nên áp dụng quy tắc bàn
tay trái ta thấy thanh quay theo chiều quay của kim đồng hồ.
b) Để tìm suất điện động cảm ứng trong thanh ta áp dụng công thức
t
ξ
∆Φ
=
∆
. Giả sử trong khoảng thời
gian
t∆
thanh OA quét được một góc
ϕ
∆
. Gọi

S∆
là diện tích hình quạt OAA’ ứng với góc
ϕ
∆
. Biết
rằng diện tích
2
l
π
ứng với góc
2
π
rad, vì vậy ta có thể viết
2
2
S l
π
ϕ π
∆
=
∆
.
Suy ra:
2
2
l
S
ϕ
∆ = ∆
.

Để đơn giản ta vẽ
n
r
cùng chiều với vecto
B
r
. Khi đó từ thông mà thanh OA quét được trong khoảng
thời gian
t
∆
là :
2
2
Bl
B S
ϕ
∆Φ = ∆ = ∆
Ta biết
t
ϕ
ω
∆
=
∆
, vậy:
2
2
Bl
ω
ξ

=
c) Khi thanh quay thì trong thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng. (Áp dụng quy tắc bàn tay phải ta
thấy dòng điện cảm ứng trong thanh ngược chiều dòng điện do nguồn E gây ra). Vận tốc góc của thanh
càng lớn thì suất điện động cảm ứng cũng càng lớn. Suất điện động cảm ứng tăng đến giá trị bằng giá
trị suất điện động E của nguồn ngoài thì dừng lại. Khi đó vận tốc góc của thanh đạt đến giá trị giới hạn
ω
.
Từ cách giải thích trên ta rút ra:
2
2
Bl
E
ω
=
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
Do đó, ta có:
2
2E
Bl
ω
=
.
3. Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm
2
đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1 T. Mặt
phẳng cuộn dây làm thành với vecto
B
r
một góc
0

30
α
=
. Tính từ thông qua diện tích S.
(ĐS: -0,25.10
-4
Wb)
4. Trong hình tròn tâm O biểu diễn miền trong đó có từ trường đều, vecto cảm ứng từ
B
r
vuông góc với
hình tròn. Một khung dây hình vuông cạnh a ngoại tiếp hình tròn tâm O. Tính từ thông qua khung dây.
(ĐS:
2 2
;
4 4
Ba Ba
π π
Φ = Φ = −
)
5. Một khung dây diện tích 5 cm2, gồm 50 vòng dây. Đặt khung dây trong từ trường đều có cảm ứng
từ
B
r
và quay khung dây theo mọi hướng. Từ thông qua khung dây có giá trị cực đại là 5.10
-3
Wb. Tính
cảm ứng từ B của từ trường. (ĐS: 0,2 T)
6. Một khung dây hình tròn diện tích 10 cm2, gồm 20 vòng dây. Khung dây đặt trong từ trường đều,
vecto cảm ứng từ

B
r
vuông góc với mặt phẳng khung dây; B = 0,03 T.
a) Tịnh tiến khung dây trong từ trường thì từ thông qua khung dây biến thiên như thế nào ?
(ĐA: Từ thông qua khung không đổi)
b) Quay khung dây 180
0
chung quanh một trong các đường kính của khung. Tính độ biến thiên của từ
thông qua khung. (ĐS: -12.10
-4
Wb; 12.10
-4
Wb)
7. Một khung dây phẳng, diện tích S, đặt trong mặt phẳng thẳng đứng. Khung có thể quay chung quanh
trục thẳng đứng OO’ (OO’ nằm trong mặt phẳng khung dây). Khung dây đặt trong từ trường đều, vecto
cảm ứng1 từ
B
r
nằm ngang. Vecto pháp tuyến
n
r
làm thành với vecto
B
r
một góc 45
0
. Quay khung dây
một góc 90
0
chung quanhtrục OO’ theo chiều quay của kim đồng hồ. Tính độ biến thiên của từ thông.

(ĐS:
2 .B S−
)
8. Có một thanh thép (không bị nhiễm từ) và một thanh nam châm giống hệt nhau về dạng bề ngoài.
Khi đưa lần lượt hai thanh đó lại gần một vòng đồng treo thẳng đứng bằng sợi dây không dẫn điện như
hình vẽ. Ta có thể nhận biết được thanh nam châm và thanh thép. Hỏi có thể căn cứ vào dấu hiệu gì để
phân biệt được thanh nam châm và thanh thép ? Giải thích ?
ĐA: Khi đưa một trong hai thanh lại gần vòng đồng, vòng đồng không di chuyển thì thanh đó là thanh
thép. Còn nếu vòng đồng di chuyển (theo hướng chuyển động của thanh) thì đó là thanh nam châm.
Giải thích: Khi đưa thanh nam châm lại gần, sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng đồng. Dòng
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
điện cảm ứng đặt trong từ trường nên có lực từ tác dụng lên vòng đồng làm nó di chuyển. Theo định
luật Lenx thì từ trường của dòng điện cảm ứng trong vòng đồng chống lại sự giảm khoảng cách giữa
vòng đồng và nam châm, điều đó có nghĩa là vòng đồng phải tiến theo hướng chuyển động của thanh
nam châm để có xu hướng làm tăng khoảng cách giữa vòng đồng và nam châm.
9. Một vôn kế nhạy có vạch số không ở giữa được nối vào thanh ray như hình vẽ. Khi có xe lửa chạy ở
đoạn ray gần vôn kế thì kim của vôn kế lệch khỏi vạch số không, giải thích vì sao ? Trong hai trường
hợp xe lửa lại gần và ra xa vôn kế thì kim của vôn kế có lệch về cùng một phía (vạch số không)
không ? Giải thích.
ĐA: Vì Trái Đất có từ trường nên có thể coi xe lửa chạy trên đường ray như một thanh dẫn điện
chuyển động cắt các đường cảm ứng từ. Vì vậy trong thanh dẫn điện sẽ xuất hiện suất điện động cảm
ứng. Do đó kim vôn kế lệch khỏi vạch số 0.
Khi xe lửa lại gần rồi ra xa vôn kế nhưng chỉ ở một phía vôn kế thì áp dụng quy tắc bàn tay phải, ta
thấy trong hai trường hợp đó kim vôn kế lệch về hai phía khác nhau của vạch số 0. Vì khi đó xe lửa
chạy theo hai hướng khác nhau. Nhưng nếu xe lửa lại gần rồi ra xa vôn kế nhưng giữ nguyên hướng
chuyển động thì kim vôn kế vẫn chỉ lệch về một phía vạch số 0.
10. Một nam châm đặt bên trong một vòng dây dẫn C. Điện trở của vòng dây C bằng không (siêu dẫn).
Khi nâng thanh nam châm lên thì vòng C cũng nâng lên theo. Giải thích.
ĐA: Vòng dây C nâng lên theo cùng nam châm là vì hai nguyên nhân. Một là, do định luật Lenx, vòng
dây nâng lên theo để chống lại sự giảm từ thông qua vòng dây. Hai là, vì điện trở vòng dây C bằng 0

nên dòng điện cảm ứng sinh ra trong vòng dây C có cường độ rất lớn (về mặt lý thuyết thì lớn vô hạn)
vì thế lực từ tác dụng lên vòng dây đó cũng rất lớn.
11. Một thanh dẫn điện dài 50 cm chuyển động trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,4 T. Vecto vận
tốc
v
r
vuông góc với thanh. Vecto
B
r
cũng vuông góc với thanh và làm thành với vecto
v
r
một góc
0
30
α
=
. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh và hiệu điện thế tại hai đầu thanh. Đồng thời chỉ rõ
chiều tăng của điện thế. Cho biết v = 2 m/s. (ĐS: 0,2 V)
12. Kí hiệu
Φ
là từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín. Biến thiên của
Φ
theo thời
gian t được biểu diễn bằng biểu thức
0,08(2 )tΦ = −
trong đó
Φ
đo bằng Wb, t đo bằng giây (biểu thức
trên cho biết

Φ
biến thiên đều đặn theo thời gian t). Điện trở của mạch điện là r = 0,4 Ω. Tính cường
độ dòng điện trong mạch từ lúc ban đầu t
1
= 0 s đến lúc t
2
= 5 s. Trong khoảng thời gian ấy dòng điện
trong mạch có đổi chiều không ? (ĐA: 0,2 A; không đổi chiều)
8.16. Một máy bay phản lực có sải cánh dài 20 m bay trong mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 1070
km/h. Thành phần thẳng đứng của từ trường Trái Đất ở độ cao mà máy bay đang bay là 6.10
-5
T. Tính
hiệu điện thế giữa hai đầu của sải cánh máy bay. (ĐS: 0,36 V)
13. Hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, đầu trên nối với điện trở R như hình vẽ. Thanh CD dẫn
điện, chiều dài
l
, khối lượng m, đặt nằm ngang và được giữ đứng yên. Sau đó thả cho thanh CD rơi
xuống; trong khi rơi CD vẫn nằm ngang và tiếp xúc với hai thanh ray. Hiện tượng trên xảy ra trong từ
trường đều, vecto cảm ứng từ
B
r
vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng chứa hai thanh ray và có chiều
như hình vẽ. Hãy tính vận tốc rơi giới hạn của thanh CD và tính cường độ dòng điện khi vận tốc của
GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 11 CƠ BẢN – CHƯƠNG 7
thanh CD đã đạt đến giá trị giới hạn đó. Coi rằng điện trở của các thanh ray và thanh CD không đáng
kể.
Áp dụng số: R = 0,02 Ω, m = 10 g, B = 0,2 T, l = 10 cm. Lấy g = 10 m/s
2
.
(ĐA: 5 m/s; 5 A)

14. Hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, đầu trên nối với một nguồn điện suất điện động
ξ
, điện trở
trong r. Thanh CD dẫn điện, chiều dài l, khối lượng m, được giữ nằm ngang và đứng yên. Toàn bộ thiết
bị trên đặt trong từ trường đều, vecto cảm ứng từ
B
r
vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng chứa hai
thanh ray và có chiều như hình vẽ. Người ta thả cho thanh CD rơi xuống ; trong khi rơi CD vẫn nằm
ngang và tiếp xúc với hai thanh ray. Hãy tính vận tốc rơi giới hạn của thanh CD và tính cường độ dòng
điện khi vận tốc rơi của CD đã đạt đến giá trị giới hạn đó. Coi rằng điện trở của các thanh ray và thanh
CD không đáng kể.
Áp dụng số
6 , 0,242 , 50 , 0,2 , 10V r m g B T l cm
ξ
= = Ω = = =
. Lấy g = 10 m/s
2
.
(ĐS: 2,5 m/s; 25 A)
15. Trong một mạch điện độ tự cảm L = 0,6 H có dòng điện giảm đều từ I
1
= 0,2 A đến 0 trong khoản
thời gian 0,2 phút. Tính suất điện động tự cảm của mạch trong khoảng thời gian có dòng điện I trong
mạch. (ĐS: 0,01 V)
16. Cho một ống dây có độ tự cảm L = 0,05 H. Cường độ dòng điện I trong ống dây đó biến thiên đều
đặn theo thời gian t theo biểu thức I = 0,04(5 – t), trong đó I biểu diễn bằng A, t bằng giây. Tính suất
điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. (ĐS: 0,002 V)
8.25. Một ống dây dài 50 cm, có 1000 vòng dây. Diện tích tiết diện của ống dây là 20 cm2. Tính độ tự
cảm của ống dây đó. Giả thiết rằng từ trường trong ống dây là từ trường đều.

HD:
2 6 4
7 7 3
10 .20.10
4 .10 4 .10 5.10 ( )
0,5
N S
L H
l
π π
−
− − −
= = =
17. a) Tính độ tự cảm của một ống dây dài 30 cm, đường kính 2 cm, có 1500 vòng dây.
(ĐS: 3.10
-3
H)
b) Cho biết trong khoảng thời gian 0,01 s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đều từ 1,5
A đến 0. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây. (ĐS: 0,45 V)
18. Một ống dây dài 40 cm, bán kính 2 cm, có 2000 vòng dây. Tính năng lượng của từ trường bên
trong ống dây khi có dòng điện cường độ 5 A qua ống dây đó. (ĐS: 0,2 J)