bài tập Vật lý 11nâng cao -cảm ứng từ

B
ur
C
D
A B
M
Q
N
P
BÀI TẬP
Bài 1: Khung dây ABCD đặt
thẳng đứng, một phần nằm
trong từ trường đều
B
ur
như
hình. B=1T trong khoảng
NMPQ, B=0 ngoài khoảng đó.
Cho AB=l=5cm, khung có điện trở r=2
Ω
, khung
di chuyển đều xuống dưới với vận tốc v=2m/s.
Tính dòng điện cảm ứng qua khung và nhiệt
lượng toả ra trong khung khi nó di chuyển một
đoạn x=10cm (cạnh AB chưa ra khỏi từ trường)
(I
C
=0,05A,
2 2
C C
x

Q rI t rI
v
= = =
25.10
-5
J)
Bài 2: Một khung dây hình vuông
MNPQ, cạnh a=20cm, điện trở
tổng cộng R
kd
=0,8
Ω
, trên đó có
các nguồn E
1
=12V, E
2
=8V,
r
1
=r
2
=0,1
Ω
, mạch được đặt trong
từ trường đều
B
ur
như hình.
1. Cho

B
ur
tăng theo thời gian bằng quy luật
B=kt. (k=40T/s). Tìm số chỉ Ampe kế?(R
A
=0)
2. Để số chỉ Ampe kế chỉ số 0,
B
ur
phải thay
đổi thế nào?
(5,6A, Do E
1
>E
2
=>E
C
=E
1
-E
2
=>B=kt (k=-100T/s)
Bài 3: Một cuộn dây hình tròn, bán kính 8cm,
gồm 100vòng dây, được đặt vuông góc với một từ
trường đều B=0,3T. Hai đầu nối với một điện trở
R=1
Ω
. Cho cuộn dây quay đều một góc 180
o
quanh một đường kính của nó trong thời gian

0,5s.
1. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện
trong cuộn dây?
2. Tính cường độ dòng điện qua R, cho biết
điện trở của cuộn dây là r=0,5
Ω
.
3. Vẽ đồ thò biến thiên của cos
α
. Có nhận
xét gì về sự biến thiên của
α
và của cos
α
?
Bài 4: Một vòng dây có diện tích S=100cm
2
, hai
đầu nối với một tụ có điện dung C=5
Fµ
. Mặt
phẳng vòng dây đặt vuông góc với các đường
cảm ứng từ của từ trường B=kt, (k=0,5T/s).
1. Tính điện tích trên tụ?
2. Nếu không có tụ điện thì công suất toả
nhiệt trên vòng dây là bao nhiêu?
Cho biết điện trở của vòng dây R=0,1
Ω
.
(Q=C.E

C
=2,5.10
-8
C,
2
2
4
C
E
(kS)
P 2,5.10 W
R R
−
= = =
)
Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có
E=1,2V, r=1
Ω
, MN=l=40cm, R
MN
=3
Ω
, thanh kim
loại MN có thể trượt không ma sát trên hai thanh
ray Cả hệ thống đặt từ trường đều có
B
ur
vuông
góc với mặt phẳng tạo bởi AB, CD và có độ lớn
B=0,4T như hình vẽ.

1. Tìm cường độ dòng điện qua mạch và lực
từ tác dụng lên thanh MN trong hai trường
hợp:
a. Giữ thanh MN đứng yên.
b. Thanh MN chuyển động đều sang phải với
vận tốc v=2m/s. (I=0,38A, F=0,06N)
2. Trong câu 1b, thay nguồn E bởi một tụ
điện có C=2
Fµ
. Tìm điện tích của tụ lúc này?
3. Để không có dòng điện qua mạch, thanh
MN phải chuyển động theo hướng nào, với
vận tốc bao nhiêu? (sang trái,
v=7,5m/s)
Bài 6: Hai thanh kim loại MN, PQ đặt nằm
ngang, song song cách nhau l, hai đầu của hai
thanh được nối với điện trở R
1
, thanh kim loại AB
có điện trở R
2
, đặt trên, tiếp xúc và vuông góc
với hai thanh MN, PQ và có thể trượt trên hai
thanh này với vận tốc không đổi v
r
ra xa R
1
. Cả
hệ thống đặt trong từ trường đều có
B

ur
thẳng
đứng và có độ lớn B như hình vẽ. Bỏ qua điện trở
các thanh ray.
1. Xác đònh hiệu điện thế giữa hai đầu A, B?
2. Cũng câu hỏi như trên nhưng điện trở R
1
được thay bằng một nguồn điện E và có điện trở
trong bằng R
1
?
3. Áp dụng bằng số cho cả hai câu trên:
l=20cm; B=0,5T; v=3m/s; R
1
=1
Ω
, R
2
=2
Ω
.

NVT_BTVL11(Cảm ứng điện từ)......................................................................................................... 1
A
C
B
D
M
N
B

ur
E, r
M
P
N
Q
C
D
B
ur
R
1
v
r
B
ur
M
Q
N
P
M
P
N
Q
A
B
B
ur
v
r

R
1
C 1 2
1
BA BA
1 2 1 2
C 1 2
BA
1 2
E R ER
Bv R
1.U ; 2.Th1:( N) : U
R R R R
E R ER
Th2 : ( M) :U
R R


= =
ữ
+ +
ữ
ữ
+
=
ữ
+

l

NVT_BTVL11(Caỷm ửựng ủieọn tửứ)......................................................................................................... 2
Bài 7: Hai thanh kim loại thẳng đứng,
điện trở không đáng kể, hai đầu nối
với nhau bằng một điện trở R. Một
thanh kim loại MN=l, khối lượng m
được thả cho trượt không ma sát trên
hai thanh thẳng đứng xuống dưới và
luôn luôn nằm ngang.
Hệ thống đặt trong từ trường đều
B
ur
vuông góc
với mp khung (hình vẽ). Bỏ qua sức cản môi
trường.
1. Tính vận tốc cực đại của thanh MN. Biết
rằng hai thanh thẳng đứng đủ dài.
2. Tính như câu 1 trong trường hợp hai đầu
của hai thanh lúc này hợp với phương ngang một
góc
α
.
max max
2 2 2 2
mgR mgR
v ; v
B B sin
 
= =
 ÷
α

 
l l
Bài 8: Một đoạn dây dẫn MN dài l=10cm được
treo nằm ngang bằng hai dây dẫn mảnh, nhẹ,
thẳng đứng, dài L=0,9m. Hệ thống được đặt
trong từ trường đều
B
ur
thẳng đứng hướng xuống,
B=0,2T. Kéo lệch dây MN để dây treo L hợp
với phương thẳng đứng một góc
o
α
=60
o
rồi
buông nhẹ.
1. Tìm biểu thức suất điện động cảm ứng
xuất hiện trong dây MN khi dây treo L
hợp với phương thẳng đứng một góc
α
.
2. Tìm giá trò suất điện động cực đại. Bỏ
qua sức cản môi trường, lấy g=10(m/s
2
)
C
C o
max o
E Bv sin Bv sin(90o )

E Bv cos B 2gL(cos cos ).cos
E B 2gL(1 cos ) 0,06V
α
α
 
= β = −α ⇒
 ÷
= α = α − α α
 ÷
 ÷
 ÷
⇒ = − α =
 
l l
l l
l
Bài 9: Hai thanh Kim loại AB, CD đặt nằm
ngang, song song cách nhau l=20cm hai đầu
thanh được nối với nguồn điện có E=12V, r=1
Ω
.
Thanh kim loại MN có điện trở R=2
Ω
, khối
lượng m=100g đặt trên, tiếp xúc và vuông góc
với hai thanh AB, CD và có thể trượt trên hai
thanh này với hệ số ma sát
µ
=0,2. Cả hệ thống
đặt trong từ trường đều có

B
ur
thẳng đứng và có độ
lớn B=0,4T như hình vẽ. Bỏ qua điện trở các
thanh ray.
1. Tính gia tốc chuyển động của thanh MN,
lấy g=10(m/s
2
). (1,2m/s
2
)
2. Cần phải nâng hai đầu B, D của hai thanh
hợp với phương ngang một góc
α
bằng bao
nhiêu để thanh MN trượt xuống hai đầu A,
C với gia tốc như câu 1. (
o
35, 49α =
)

NVT_BTVL11(Cảm ứng điện từ)......................................................................................................... 3
B
ur
e
R
M
N
A
C

B
D
M
N
B
ur
E, r