BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VẬT LÝ 11

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ(2)
A. Lý thuyết.
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong đoạn dây dẫn:E = Blvsinα
r
ur
l: chiều dài đoạn dây dẫn (m); α: góc hợp bởi B và v (rad/độ)
- Chiều của suất điện động tuân theo quy tắc bàn tay phải.
Quy tắc bàn tay phải: “Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái chỗi ra 900 hướng theo
chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoan dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ
tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.”

B. Bài tập.
ur
1. Cuộn dây có 100 vòng, bán kính 10 cm. Trục cuộn dây song song với cảm ứng từ B của một từ
ur
trường đều B = 0,2 T. Quay đều cuộn dây sau 0,5 s trục của nó vuông góc với B . Tính suất điện
động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây. (1,25 V)
2. Một u
khung
dây hình chữ nhật có chiều dài 2 dm, chiều rộng 1,14 dm, đặt trong từ trường đều B,
r
vector B vuông góc với mặt phẳng khung. Cho B = 0,1 T. Xác định suất điện động cảm ứng eC xuất
hiện khi người ta uốn khung dây thành một vòng dây tròn trong thời gian một phút. (14,4 μV)
3. Một khung dây hình chữ nhật có các cạnh lần lượt là: a = 10 cm; b = 20 cm gồm 50 vòng dây
quay đều trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Trục quay của khung nằm vuông góc
với đường sức từ. Lúc đầu mặt phẳng khung vuông góc với vector cảm ứng từ. Khung quay với tốc
độ góc ω = 100π rad/s. Tính suất điện động trung bình trong khung dây trong thời gian nó quay
được 150 kể từ vị trí ban đầu? (20,5 V)
4. Một cuộn dây gồm N = 100 vòng quay trong từ trường đều với vận tốc không đổi ω = 5 vòng/s.
Cảm ứng từ B = 0,1 T. Tiết diện ngang của ống dây là 100 cm2. Trục quay vuông góc với trục của
ống dây và vuông góc với đường sức từ trường. Tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn

dây và tìm giá trị cực đại của nó. (3,14 V)
5. Một cuộn dây dẹt hình tròn tròn gồm N = 100 vòng dây, mỗi vòng có bán kính R = 10 cm, mỗi
mét dài của dây có điện trở R0 = 10 Ω cuộn dây đặt trong từ trường đều vectơ cảm ứng từ vuông
góc với mặt phẳng khung dây và có độ lớn B = 10-2 T giảm đều đến 0 trong thời gian t = 10- 2 s. Tính
cường độ dòng điện xuất hiện trong mạch? (0,31 A)
6. Một vòng dâyur đồng có đường kính D = 20 cm, tiết điện S = 0,5 mm2 đặt vào trong từ tường đều
có cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Tính tốc độ biến thiên của cảm ứng từ qua
vòng dây để dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng là 2 A. Cho điện trở suất của đồng ρ =
1,75.10-8 Ωm. (1,4 T/s)
7. Người ta dùng 1884 m dây đồng để quấn một ống dây đường kính 10 cm dài 3 cm. Cho một dòng
điện cường độ I = 1 A chạy qua.
a. Tìm cảm ứng từ tại tâm O của ống dây. (0,2512 T)
b. Người ta đặt tại O một ống dây nhỏ có 1000 vòng, tiết diện 10 cm2. Tìm suất điện đồng cảm
ứng trong ống dây nhỏ khi ta cho dòng điện trong ống dây lớn biến thiên từ 0 đến 1 A trong 1/100 s.
Cho biết trục hai ống dây trùng nhau. (25,12 V)
8. Một vòng dây tròn đường kính D = 10 cm, điện trở R = 0,1 Ω đặt nghiêng một góc 600 so với cảm
ur
ứng từ B của từ trường đều. Xác dịnh suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện cảm ứng xuất
hiện trong vòng dây, nếu trong thời gian t = 0,029 s:
a. Từ trường giảm đều từ B = 0,4 T đến 0. (0,136 V; 1,36 A)
ur
b. Từ trường B = 0,4 T nhưng quay quay đều khung đến vị trí mà cảm ứng từ B trùng với mặt
phẳng vòng dây. (0,136 V; 1,36 A)


9. Một dây dẫn được uốn thành mạch điện phẳng có
ur dạng hai hình vuông cạnh a = 10cm, b = 20 cm
như hình 9. Mạch đặt trong một từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng hai khung, cho B =
3,6.10-2 T. Dây dẫn có tiết diện 1 mm2, điện trở suất ρ = 1,5.10-6 Ωm. Người ta cho từ trường giảm đều
đến 0 trong thời gian t = 10-2 s. Tính dòng điện qua mạch. (6.10-2 A)

10. Trên hai cạnh AB và CD của một khung dây dẫn cạnh a = 20 cm, điện trở R = 0,8 Ω, người ta
mắc hai nguồn điện E1 = 12 V, E2 = 8 V; r1 = r2 = 0,1 Ω như trên hình 10. Mạch điện được đặt trong
r
từ truờng đều có vector cảm ứng ứng từ B vuông góc với mặt phẳng khung dây và hướng ra sau
hình vẽ, độ lớn cảm ứng từ B tăng theo quy luật B = kt, k = 40 T/s.
a. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch. (5,6 A)
b. Để dòng điện qua khung bằng 0, từ trường phải thay đổi thế nào? (-100 T/s)

ur
B

ur
B

E1, r1
A

B
a

ur
B

b

ur
B

600

D

C
E2, r2

Hình 8

Hình 9

Hình 10

11. Một thanh dẫn điện dài 20 cm được nối hai đầu của nó với hai đầu của đoạn mạch có điện trở 0,5
Ω. Cho thanh chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08 T với vận tốc 7 m/s. Hỏi
số chỉ Ampère kế đặt trong mạch điện đó? Cho
r biết vector vận tốc của thanh vuông góc với các đường
sức từ và điện trở thanh rất nhỏ. Coi vận tốc v vuông góc với thanh dẫn. (0,224 A)
12. Một thanh dẫn điện chuyển động tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4 T. Vector
vận tốc của thanh hợp với đường sức từ một góc 300.rThanh dài 40 cm. Một Volt kế nối với hai đàu
thanh chỉ 0,2 V. Hỏi vận tốc của thanh? Coi vận tốc v vuông góc với thanh dẫn. (2,5 m/s)
ur
13. Cho mạch điện như hình 13. E = 1,2 V, r = 1 Ω, MN = 40 cm, RMN = 3 Ω, B vuông góc với
khung dây, B = 0,4 T. Bỏ qua điện trở các phần còn lại của khung dây. Thanh MN có thể trượt
không ma sát trên hai thanh ray.
a. Thanh MN chuyển động đều sang phải với vận tốc v = 2 m/s. Tìm dòng điện qua mạch và
lực từ tác dụng vào thanh MN. (0,38 A; 0,06 N)
b. Để không có dòng điện qua mạch, MN phải chuyển động theo hướng nào? Với vận tốc
bao nhiêu? (7,5 m/s)
14. Thanh AB trượt thẳng đều trên mặt phẳng ngang theo chiều như hình 14, vận tốc của thanh AB có
độ lớn 2 m/s, vận tốc của AB vuông góc với các đường cảm ứng, AB = 40 cm, B = 0,2 T, E = 2 V,
r = 0 Ω, RAB = 0,8 Ω, bỏ qua điện trở của dây nối và Ampère kế. Số chỉ của Ampère kế? (2,7 A)

15. Thanh AB dài l = 20 cm , khối lượng m = 10 g, B = 0,1 T, E = 1,2 V, r = 0,5 Ω. Thanh AB trượt
đều với vận tốc v = 10 m/s dưới tác dụng của lực từ và lực ma sát. Bỏ qua điện trở dây và nơi tiếp
xúc.
a. Tìm dòng điện trong mạch và hệ số ma sát trượt. (2 A; 0,4)
b. Muốn dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A, cường độ 1,8 A thì phải kéo thanh AB
trượt đều theo chiều nào, vận tốc và lực kéo bao nhiêu? (Kéo sang phải với vận tốc v’ = 15 m/s;
0,036 N)
ur
16. Cho mạch điện như hình 16. E = 1,5 V, r = 0,1 Ω, MN = 1 m, RMN = 2,9 Ω, B vuông góc với
khung dây, B = 0,1 T. Bỏ qua điện trở các phần còn lại của khung dây. Thanh MN có thể trượt
không ma sát trên hai thanh ray.
a. Số chỉ của Ampère kế khi MN đứng yên? (0,5 A)
b. Thanh MN chuyển động đều sang phải với vận tốc v = 3 m/s. Tìm số chỉ của Ampère kế.
(0,6 A)
c. Để không có dòng điện qua mạch, MN phải chuyển động theo hướng nào? Với vận tốc
bao nhiêu? (Dịch chuyển về phía bên trái với vận tốc v = 15 m/s)


M

r
v

ur
B

r
v

ur

B

N

ur
B

ur
B

A

B

A

Hình 14

Hình 13

N

A

B

A

M

Hình 16

Hình 15

17. Hai thanh kim loại AB, CD đặt nằm ngang, song song cách nhau 20 cm, hai đầu thanh nối với
nguồn điện E = 12 V, r = 1 Ω. Thanh MN có điện trở R = 2 Ω, khối lượng m = 100 g đặt vuông góc
với với hai thanh AB, CD có thể trượt trên hai thanh này với hệ số ma sát k = 0,2. Hệ thống đặt
trong từ trường đều thẳng đứng, hướng lên với B = 0,4 T. Bỏ qua điện trở các thanh ray.
a. Tính gia tốc chuyển động của thanh ray MN, lấy g = 10 m/s2. (1,2 m/s2)
b. Cần phải nâng hai đầu BD của thanh đó hợp với phương ngang một góc α bằng bao nhiêu
để thanh MN trượt xuống hai đầu A, C với gia tốc như câu a? (35050’)
18. Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, hai đầu trên được khép
kín bằng một điện trở R = 0,02 Ω. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l = 10 cm, khối lượng m = 10 g,
trượt không ma sát theo hai thanh kim loại đó, AB luôn vuông góc với từ trường đều, có B = 0,2 T.
Hãy tính vận tốc của AB khi đã đạt tới giá trị không đổi v. Lấy g = 10 m/s2. (5 m/s)
19. Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, hai đầu trên được khép
kín bằng một nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r = 0,242 Ω. Một đoạn dây dẫn AB,
độ dài l = 10 cm, khối lượng m = 50 g, điện trở R = 2 Ω trượt không ma sát theo hai thanh kim loại
đó, AB luôn vuông góc với từ trường đều, có B = 0,2 T. Giả sử nguồn điện có suất điện động E = 6
V và AB đi xuống.
a. Hãy tính vận tốc của AB khi đã đạt tới giá trị không đổi v. Lấy g = 10 m/s2. (2,5 m/s)
b. Nguồn điện phải có suất điện động bằng bao nhiêu để AB đi lên với vận tốc v.
20. Một vòng dây có diện tích S = 100 cm2, hai đầu nối với tụ có điện dung C = 5 µF. Mặt phẳng
vòng dây đặt vuông góc với đường cảm ứng từ của từ trường B = kt với k = 0,5 T/s.
a. Tính điện tích tụ. (2,5.10-8 C)
b. Nếu không có tụ thì công suất tỏa nhiệt trên vòng dây là bao nhiêu? Cho điện trở vòng
dây R = 0,1 Ω. (2,5.10-4 W)
A

M

ur
B

ur
B
C

N

Hình 17

D

E, r

R

B

A

ur
B
B

Hình 18

A

B

Hình 19

ur
B
Hình 20

C

h
20