XÂY DỰNG CHUYÊN đề bồi DƯỠNG học SINH GIỎI THPT môn vật lý 11 PHẦN cảm ỨNG điện từ

MỤC LỤC
Đề mục

Trang

1. Mở đầu

1

1.1. Lí do chọn đề tài

1

1.2. Mục đích nghiên cứu

2

1.3. Đối tượng nghiên cứu

2

1.4. Phương pháp nghiên cứu

2

1.5. Những điểm mới của SKKN

2

2. Nội dung

2

2.1. Cơ sở lý luận của vấn đề

2

2.2. Thực trạng của vấn đề

3

2.3. Giải quyết vấn đề

3

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

19

3. Kết luận và kiến nghị

20

3.1. Kết luận

20

3.2. Kiến nghị

20

TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Từ xưa đến nay vấn đề phát hiện, đào tạo, bồi dưỡng, trọng dụng nhân tài là
mối quan tâm ở mọi thời đại, mọi quốc gia. Đảng ta đã xác định nhiệm vụ của giáo
dục và đào tạo là “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”. Nghị
quyết số 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo trong đó nêu
rõ “Đối với giáo dục phố thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành
phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề
nghiệp cho học sinh...”. Vì vậy việc bồi dưỡng HSG trong trường THPT đáp ứng yêu
cầu phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu cho học sinh ở các trường THPT, hướng tới
mục tiêu đào tạo nhân tài cho đất nước. Hiện nay công tác bồi dưỡng HSG được các
cấp quản lí giáo dục và các trường THPT quan tâm đúng mức. Đối với xã hội lực
lượng HSG ở các trường phổ thông đóng vai trò rất lớn cung cấp nguồn nhân lực chất
lượng cao cho các ngành, đặc biệt trong lĩnh vực khoa học. Việc bồi dưỡng HSG
nhằm phát hiện ra học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, động viên khích lệ học sinh
học tập, đồng thời là động lực để giáo viên dạy giỏi góp phần nâng cao chất lượng
của quá trình dạy học. Để thực hiện tốt công tác bồi dưỡng HSG ngoài các yếu tố về
công tác chỉ đạo, thì giáo viên giảng dạy đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong
việc bồi dưỡng HSG ngoài việc sử dụng các tài liệu tham khảo, giáo viên giảng dạy
cần chủ động nghiên cứu xây dựng hệ thống các bài tập phù hợp nhằm làm tăng hiệu
quả trong giảng dạy.
Trong những năm qua việc thi THPT Quốc gia môn Vật lý là môn trắc nghiệm
do đó học sinh chủ yếu lựa chọn các phương pháp giải nhanh, phù hợp với các bài
toán trắc nghiệm mà đôi khi không hiểu rõ bản chất Vật lý của các vấn đề. Cấu trúc
đề thi THPT Quốc gia môn Vật lý hàng năm chủ yếu tập trung ở lớp 12 còn các câu
hỏi thuộc chương trình lớp 10 và 11 chủ yếu ở mức độ nhận biết và thông hiểu do đó
học sinh không tập trung nhiều trong việc học các nội dung ở chương trình lớp 10 và

11. Do đó, việc hệ thống lại kiến thức, sử dụng và phân loại các bài toán Vật lý tự
luận trong quá trình ôn thi HSG là vấn đề tương đối khó khăn đối với học sinh và
giáo viên ít kinh nghiệm.
Từ năm học 2017-2018 Sở GD&ĐT Thanh Hóa tổ chức thi HSG cấp tỉnh cho
học sinh lớp 11 vì vậy nhiều giáo viên ôn thi HSG trước kia hoặc ôn luyện thi THPT
Quốc gia lâu năm cũng phải bắt đầu nghiên cứu lại và xây dựng lại hệ thống bài tập
dùng cho thi HSG lớp 11.
Cấu trúc phần thi HSG Vật lý 11 hàng năm phần từ cảm ứng từ có một nội
dung trong đề thi tuy nhiên trong quá trình dạy học và ôn thi nhiều giáo viên không
quan tâm đến phần kiến thức phần này. Nguyên nhân có thể do nguồn tài liệu chưa
phong phú hoặc do kiến thức phần này khó nên học sinh khó tiếp cận.
Từ các lí do trên tôi đã chọn đề tài: “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG
THPT môn Vật lý 11 phần Cảm ứng điện từ” nhằm phục vụ trong công tác bồi
dưỡng HSG hàng năm. Qua đó giúp học sinh nâng cao kiến thức, kỹ năng phần cảm
1


ứng từ, từ đó hiểu sâu hơn bản chất các hiện tượng vật lý, giúp học sinh có thái độ
học tập tích cực và yêu thích môn Vật lý hơn. Đồng thời giúp cho bản thân người dạy
cũng như đồng nghiệp bổ sung thêm một số phương pháp trong dạy ôn thi HSG hàng
năm.
1.2. Mục đích nghiên cứu
- Đối với hoc sinh: Nâng cao kiến thức phần cảm ứng điện từ, hình thành kỹ
năng, phát triển tư duy và bồi dưỡng niềm yêu thích vật lý cho học sinh, từ đó góp
phần nâng cao thành tích bồi dưỡng HSG Vật lý cấp trung học phổ thông.
- Đối với giáo viên: Cung cấp nguồn tư liệu bổ ích trong công tác bồi dưỡng
HSG; bổ sung thêm một số phương pháp trong dạy ôn thi HSG hàng năm.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
+ Học sinh giỏi Vật lý trung học phổ thông.
+ Bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý phần cảm ứng điện từ trung học phổ

thông.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Phương pháp quan sát - điều tra
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm dạy học
1.5. Những điểm mới của SKKN
Hệ thống kiến thức và bài tập phần cảm ứng từ trong công tác bồi dưỡng HSG
một cách khoa học, hệ thống đồng thời đưa ra các phương pháp giải, cách tiếp cận
vấn đề một cách tối ưu nhất.
2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lý luận của vấn đề
- Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng
trong mạch điện kín khi có sự biến đổi của từ thông qua mạch.
- Trường hợp mạch kín:
+ Định luật Fa-ra-đây: Trong mạch điện kín, độ lớn của suất điện động cảm
ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông của mạch. ec   N


t

( là độ biến thiên của từ thông trong thời gian t; N là số vòng dây của
mạch)
+ Định luật Len-xơ: 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.
- Trường hợp đoạn dây có chiều dài l chuyển động với vận tốc v trong từ
ur
trường B :
2

ur r

B, v �
+ Độ lớn suất điện động cảm ứng: ec  Blv sin  ,   �
�
�

+ Chiều dòng điện cảm ứng trong đoạn dây được xác định bằng quy tắc “Bàn
tay phải”: Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hướng
theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một
nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của
nguồn điện đó.
2.2. Thực trạng của vấn đề
Hiện nay chương trình thi THPT QG chủ yếu tập trung ở chương trình Vật lý
12 đặc biệt là các câu “chốt” do đó trong quá trình ôn luyện cho học sinh đa số các
thầy cô đều bỏ qua hoặc không tập trung nhiều về kiến thức nâng cao của phần Vật lý
lớp 10 và lớp 11. Chính vì vậy học sinh khi học các phần này thường rất qua loa,
ngay cả học sinh khá giỏi vẫn không hiểu rõ bản chất vật lý của vấn đề nên khi áp
dụng giải các bài toán thường hay nhầm lẫn.
Cách thi THPT QG chuyển sang hình thức trắc nghiệm nên nhiều vấn đề học
sinh áp dụng rất máy móc theo kiểu ghi nhớ các công thức giải để chỉ thay số liệu vào
cho ra kết quả mà không hiểu gì về bản chất vật lý của bài toán. Đặc biệt là kiến thức
vật lý ở chương trình lớp 10 và 11.
Phần cảm ứng từ là một trong những phần hay nhưng khó đối với học sinh.
Nguồn tài liệu nâng cao để ôn thi học sinh giỏi phần này chưa phong phú và chưa
phân loại một cách hệ thống. Đa số các thầy cô khi ôn thi đều sưu tầm, lượn lặt trong
một số đề thi trước đây. Vì vậy mà gây khó khăn trong quá trình ôn thi cho học sinh.
Bản thân tôi là người nhiều trực tiếp phụ trách công tác ôn thi học sinh giỏi
môn Vật lý của nhà trường nhiều năm và có những kết quả nhất định. Trong những

năm qua tôi cùng với đồng nghiệp ở các đơn vị bạn luôn trao về phương pháp giảng
dạy, chia sẻ tài liệu ôn thi cho nhau nhằm nâng cao hiệu quả ôn thi học sinh giỏi. Với
kinh nghiệm của bản thân, qua trao đổi chia sẻ cùng đồng nghiệp tôi đã sưu tầm, hệ
thống, phân loại các dạng bài tập ôn thi học sinh giỏi để tạo nguồn tài liệu tốt cho bản
thân, đồng thời giúp đỡ đồng nghiệp trong việc ôn thi học sinh giỏi các năm tới.
2.3. Giải quyết vấn đề
Khi giải bài tập về hiện tượng cảm ứng điện từ trước hết cần xác định xem bài
toán thuộc dạng mạch mạch kín hay đoạn dây chuyển động
* Nếu là mạch kín thì:
Δ
với N là số vòng dây của mạch.
Δt
uur
ur
- Chiều dòng điện cảm ứng: Áp dụng định luật Len-xơ: Bc cùng chiều với B
uur
ur
khi   0 ; Bc ngược chiều với B khi   0

- Độ lớn suất điện động cảm ứng: ec   N

* Nếu là đoạn dây chuyển động thì:

ur r

B, v �
- Độ lớn suất điện động cảm ứng: ec  Blv sin ,   �
�
�
3

- Chiều của dòng điện cảm ứng: Áp dụng quy tắc “Bàn tay phải”
* Một số chú ý:

ur

- Từ thông của mạch có thể biến thiên do: B biến thiên (do chuyển động tương
đối giữa nam châm và vòng dây, do I trong mạch biến thiên…); S biến thiên (kéo
dãn, bóp méo vòng dây…);  biến thiên (quay vòng dây…).
- Khi áp dụng định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cần chú ý các
trường hợp cụ thể: Nếu  tăng, dòng điện cảm ứng trong mạch I c sẽ tạo ra từ trường

uur
ur
Bc ngược chiều với từ trường ban đầu B để chống lại sự tăng của ; nếu  giảm,
uur
dòng điện cảm ứng trong mạch I c sẽ tạo ra từ trường Bc cùng chiều với từ trường
ur
ban đầu B để chống lại sự giảm của . Từ đó, cách xác định chiều của Ic như sau:
ur
+ Xác định chiều của B : Đề bài cho, đặc điểm từ trường của nam châm, các
ur
quy tắc ”Cái đinh ốc” xác định chiều của B .

+ Xác định xem  tăng hay giảm: Dựa vào biểu thức   BS cos 
uur

+ Xác định chiều của Bc : Dựa vào sự tăng, giảm của .
+ Xác định chiều của I c: Theo quy tắc “Cái đinh ốc” (hoặc quy tắc “Nắm tay

phải”).
- Trường hợp đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường có thể coi đoạn dây
dẫn là một nguồn điện, do đó khi áp dụng quy tắc “Bàn tay phải” thì các ngón còn lại
chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn.
- Cần kết hợp với các công thức về định luật Ôm để xác định các đại lượng
điện như l, r…: các định luật Niu-tơn để xác định các đại lượng cơ học như v, a, s…
ur
Dạng 1: Mạch kín có cảm ứng từ B thay đổi
Bài 1: Vòng dây đồng

   1, 75.10

x

.m  đường kính d = 20 cm, tiết diện S 0 =

ur

5 mm2 đặt vuông góc với B của từ trường đều. Tính độ biến thiên

ΔB
của cảm ứng
Δt

từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là I = 2 A. [6].
Hướng dẫn giải
Δ Δ  BS 
ΔB d 2 ΔB

S


.
- Suất điện động cảm ứng: e 
Δt
Δt
Δt
4 Δt
1
S

- Điện trở của vòng dây: R    

d
.
S

d 2 ΔB
.
e
4
Δt  dS . ΔB
- Cường độ dòng điện cảm ứng qua vòng dây: I  
d
R
4 Δt

S

4

ΔB 1.4 2.4.1, 75.108
�


 0,14T / s
Δt
dS
0, 2.5.106

Độ biến thiên cảm ứng từ trong một đơn vị thời gian là

ΔB
 0,14T / s
Δt

8
Bài 2: Cuộn dây kim loại    2.10  .m   , N = 1000 vòng, đường kính d = 10

ur

cm, tiết diện dây S = 0,2 mm 2 có trục song song với B của từ trường đều. Tốc độ
biến thiên

ΔB
 0, 2(T / s) . Cho  �3, 2
Δt

a) Nối hay đầu cuộn dây với một tụ điện C  1F . Tính điện tích của tụ điện.
b) Nối hai đầu cuộn dây với nhau. Tính cường độ dòng cảm ứng và công suất

nhiệt trong cuộn dây. [3].
Hướng dẫn giải
Suất điện động cảm ứng: E 

Δ
ΔB
d 2 ΔB 1000..0,12
 NS
 N.
.

.0, 2  1, 6V
Δt
Δt
4 Δt
4

a) Điện tích của tụ điện: Q  CU  CE  1.1, 6  1,6C
b) Cường độ dòng cảm ứng và công suất nhiệt trong cuộn dây
1
S

- Điện trở của cuộn dây: R    

N ..d
.0,1.1000
 2.108
 32
S
0, 2.106

- Cường độ dòng cảm ứng qua cuộn dây: I 

E 1, 6

 0, 05 A
R 32

- Công suất nhiệt của cuộn dây: P  RI 2  32.0, 052  0, 08W
Bài 3 (Đề thi HSG Thanh Hóa 2018-2019): Một sợi
dây dẫn đồng chất, tiết diện ngang S 0 = 1 mm2, điện trở
suất ρ = 2.10-8 Ω.m, được uốn thành một vòng tròn kín,
bán kính r = 25 cm. Đặt vòng dây nói trên trong một từ
trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt
phẳng vòng dây (như hình). Cho cảm ứng từ của từ trường
biến thiên với thời gian theo quy luật B = k.t (với t đo
bằng s và k = 0,1 T/s).

M
V
N

a) Xác định chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng trong vòng dây ?
b) Nối vào giữa hai điểm M và N trên vòng dây một vôn kế (có điện trở rất lớn)
bằng một dây dẫn thẳng dài MN = r. 2 . Tìm số chỉ của vôn kế ? [5].
Hướng dẫn giải
  ( BS ) r 2 . (kt )


 k r 2

a) Suất điện động cảm ứng trên vòng dây: E =
t
t
t

- Điện trở vòng dây:

l

2r

R = . S  . S
0
0

5


krS0
E k r 2
I 

 0, 625 A
2

r
R .
2
- Cường độ dòng điện cảm ứng:
S0

b) - Sợi dây nối vôn kế giữa M và N chia diện tích
vòng dây thành hai phần
S r2 r2 
S1    (  1) ;
4 2
2 2
r2 
3  2
S 2  S  S1  .r  (  1) 
S1
2 2
2
2

- Suất điện động và điện trở trên cung l1 và l2 có độ lớn tương ứng
E1 =

3
3r
1
 2
3  2
 kS1 và E2 =
 kS 2 =
E1 ; r2 = 3r1 = R 
4
2 S0
t
t

2

- Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch MN ta có
3  2
E1  U MN E2  U MN
.E1.r1  3.E1.r1
E2 r1  E1r2
2 E1



2
I=

U
MN =


r1
r2
r1  r2
4r1
2

Hay UMN =

kr 2
= 3,125.10-3 V
2

Bài tập củng cố
Bài 1: Khung dây dẫn tiết diện đều có dạng hai nửa
đường tròn như hình vẽ, đường kính d = 40 cm, điện trở của
một đơn vị chiều dài dây R 0  0,5   / m  . Khung dây đặt
ur
trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng khung.
Một ampe kế  R A  0  được mắc nối tiếp trong mạch như
hình vẽ. Tính số chỉ của ampe kế nếu B thay đổi theo thời
gian theo quy luật B = Kt, H = 2 (T/s) [5].

+

A

Đáp số: 0,1A
Bài 2: Khung dây dẫn kích thước như hình
ur
vẽ, đặt vuông góc với B của từ trường đều, B = Kt,
điện trở của một đơn vị chiều dài của khung dây là
e. Tính cường độ dòng điện qua từng phần của
khung dây.
[6].
Đáp số: Nhánh trái: I1  I BAC 
nhánh giữa: I 2  I CB 

7 Ka
;
22r

Ka

3Ka
; nhánh phải: I 3  I CEB 
22r
11r

Bài 3: Một vòng dây dẫn tròn bán kính R có một thanh dẫn đặt dọc theo một
đường kính chia đôi vòng dây. ở giữa mỗi nửa vòng dây có một tụ điện, điện dung
6


ur
C1 , C2 . Vòng dây đặt trong từ trường đều có B vuông góc

với mặt phẳng vòng dây, B thay đổi theo quy luật
B  t   Kt , K là một hằng số. Tại một thời điểm nào đó
người ta lấy thanh dẫn đi rồi sau đó giữ cho từ trường
không đổi. Tìm diện tích trên các tụ sau đó. [4].
Đáp số: Q1 

R 2 KC1 C2  C1
R 2 KC2 C2  C1
.
; Q2 
.
2
C1  C2
2
C1  C2

Bài 4: Một cái vòng có đường kính d, khối lượng m và điện trở R rơi vào một

ur
từ trường từ độ cao khá lớn. Mặt phẳng vòng luôn nằm ngang và vuông góc với B .
Tìm vận tốc rơi đều của vòng nếu B thay đổi theo độ cao h theo quy luật
B  B0  1   h  . Coi gia tốc trọng trường g là không đổi và bỏ qua sức cản của môi
trường. [4].
16mgR

Đáp số: v  2 d 4 B 2  2
0
Bài 5: Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a,
khối lượng m, điện trở R được truyền một vận tốc ban
đầu theo phương ngang. Khung chuyển động trong mặt
phẳng thẳng đứng trong một từ trường vuông góc với
mặt khung. Cảm ứng từ B thay đổi theo quy luật
B  y   B0  kv, k  const . Sau một thời gian khung đạt
vận tốc không đổi v. Tìm vận tốc ban đầu truyền cho
khung. Coi gia tốc trọng trường g là không đổi và bỏ qua lực cản của môi trường. [6].
2

mgR �
Đáp số: v0  v . �
�2 4 �
�k a �
2

Dạng 2: Mạch kín có góc  thay đổi hoặc diện tích S thay đổi
Bài 1: Vòng dây dẫn diện tích S = 100cm2, điện trở R = 0,01  quay đều trong
từ trường đều B = 0,05T, trục quay là một đường kính của vòng dây và vuông góc với
ur
B . Tìm cường độ trung bình trong vòng và điện lượng qua tiết diện vòng dây nếu

r ur

trong thời gian Δt  0,5s , góc    n, B  thay đổi từ 60�đến 90�.
Hướng dẫn giải
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây:
E

BS  cos 90� cos 60�
  0, 05.100.104.cos 60� 5.104V
Δ

Δt
Δt
0,5

E 5.104
 0, 05 A
- Cường độ trung bình trong vòng dây: I  
R
0, 01

- Điện lượng qua tiết diện vòng dây: q  It  0, 05.0,5  0, 025C .
7


Bài 2: Khung dây dẫn hình chữ nhật ACC’A’ đặt thẳng
đứng một phần khung nằm trong từ trường có đường cảm ứng
vuông góc với mặt phẳng khung. Từ trường coi là đều  B  1T 
trong khoảng MNPQ và bằng 0 ngoài khoảng đó. Cho
AC  l  10cm , khung có điện trở R  0, 2 khối lượng m  20 g .

Khung được di chuyển thẳng đứng đi xuống với vận tốc v = 2
(m/s).
a) Tính cường độ dòng điện cảm ứng trong khung và nhiệt lượng do khung tỏa
ra khi dịch chuyển đoạn 10cm
b) Tính lực ngoài cần tác dụng để khung chuyển động với vận tốc đều như
trên. [3].
Hướng dẫn giải
a) - Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung:
Ec 

Δ Δ  BS  B.ΔS Bl Δx 1.0,1.0,1




Δt
Δt
Δt
Δt
Δt

- Thời gian khung dịch chuyển: Δt 

0,1.0,1
Δx 0,1
 0, 2V

 0, 05s � EC 
0, 05
v

2

- Cường độ dòng điện cảm ứng: I C 

EC 0, 2

 1A
R 0, 2

- Nhiệt lượng tỏa ra trên khung: Q  RI 2 t  0, 2.12.0, 05  0, 01J
ur

b) Giả sử cảm ứng từ B có chiều từ trước ra sau mặt phẳng hình vẽ.

uur

ur

- Khi khung chuyển động xuống dưới, từ thông qua khung giảm, BC cùng chiều

� A�
với B , dòng điện cảm ứng I C có chiều A � C � C �

- Lực từ tác dụng lên cạnh AB có chiều hướng lên trên, lực từ tác dụng lên các
cạnh AA’ và CC’ sẽ cân bằng nhau:
Ta có: P  mg  0, 02.10  0, 2 N ;

F  BIl sin   1.1.0,1  0,1N

- Để thanh chuyển động đều với vận tốc v = 2 (m/s) cần tác dụng lực ngoài:

F�
 P  F  0, 2  0,1  0,1N theo chiều hướng lên trên (do P > F).

Bài 3: Một vòng tròn bằng dây dẫn bán kính r = 10 cm
đặt trong từ trường đều vuông góc với mặt phẳng vòng,
B  102 T . Vòng nối với tâm bằng 2 thanh kim loại: OA cố
định, OB quay quanh O với vận tốc góc   4  rad / s  không
đổi. Điện trở của mỗi đơn vị chiều dài vòng và thanh
R0  1  / m  . Tính cường độ dòng điện qua các thanh và các
cung của vòng tròn theo thời gian. [4].
Hướng dẫn giải
8


r 2 B..Δt.r 2

Độ biến thiên từ thông trong thời gian ∆t: Δ  B.ΔS  B.
2
2

Suất điện động cảm ứng trên thanh OB: EC 

Δ Br 2

Δt
2

Ta có: RAOB  ROA  ROB  2rR0 ; RA1B  rR0  rtR0 ;
� RN 

RA 2 B   2    rR0   2  t  rR0

rtR0 .  2  t  rR0
rt.  2  t  rR0
RA1B .RA 2 B


RA1B  RA 2 B rtR0   2  t  rR0
2r

Br 2
EC
2
�I 

rt  2  t  rR0
RAOB  RN
2rR0 
2r
102.4.101
103


4t 2
�
�
2t 2 �
42 t 2 �
1


2
t

2 R0 �
2  t 
2.1
2

4
t

�
�
�

2 �
2 �
�
�
Br

�I 

Cường độ dòng điện qua nhánh A1B là:
I1  I .

rt.  2  t  rR0
10
2r


.
4t 2
rtR0
1  2t 

3

RN
RA1B

� I1 

103
1  2t 

4t 2


 2  t 
.
2

103.    2t 
2  4t

.

4t 2
2
�

4t 2 �
1  2t 
1

2
t


�
�

 �
�
103

Cường độ dòng điện qua nhánh A2B là:
I2  I.

RN
RA 2 B

rt.  2  t  r
10
2r

.
4t 2
2   t  r

1  2t 


3

103

t
103.2t
� I2 
.

4t 2 2 �
4t 2 �
1  2t 
1

2
t


�
�

 �
�

Bài 4 (Đề thi HSG tỉnh Nghệ An 2017-2018):Một dây dẫn đồng chất có tiết
diện ngang S, điện trở suất ρ được uốn thành nửa vòng
tròn APQ có bán kính OQ = r (hình). Hai đoạn dây OQ và
B
P

OP cùng loại với dây trên, OQ cố định, OP quay quanh O
Q
sao cho P luôn tiếp xúc với cung tròn. Hệ thống đặt trong A
O
từ trường đều vuông góc với mặt phẳng khung dây, hướng
từ ngoài vào, độ lớn B. Tại thời điểm t= 0, OP trùng OQ.
1. Đoạn OP quay quanh O với tốc độ góc không đổi ω. Xác định chiều và độ
lớn cường độ dòng điện chạy trong mạch kín OPQ tại thời điểm t.
2. Đoạn OP quay quanh O sao cho góc quét (góc ở tâm tạo bởi hai đoạn OP và
OQ) thay đổi theo quy luật φ= kt2 (rad) với k là hằng số. Sau 0,5 giây kể từ thời điểm
9


t =0, dòng điện cảm ứng trong mạch có độ lớn cực đại. Xác định k và giá trị cực đại
của dòng điện. [5].
Hướng dẫn giải
1. Khi thanh quay thì diện tích mạch kín thay đổi nên từ thông thay đổi sinh ra
dòng điện cảm ứng.
Theo định luật Lenxơ : dòng điện cảm ứng có chiều ngược kim đồng hồ (QPO)
1
2


2

2
2
Ta có :   BS  B. r  Br .t

Độ lớn suất điện động cảm ứng : eC 

Cường độ dòng điện : I 

 1

 Br 2 . Điện trở : R  (2r  r.t )
t
2
S

eC
BSr

R  ( 2  t )

2. Khi φ= kt2.
Ở thời điểm t, chiều dài cung PQ là r.kt 2

S

2
Điện trở mạch OPQ: R  (2r  r.kt )

Xét trong khoảng thời gian t rất nhỏ từ thời điểm t
  BS  B.

 2 1
2
r  B.r 2 .k .  t  t   t 2 k .B.r 2 .t.t
2
2





Suất điện động cảm ứng trong mạch là: eC 
Cường độ dòng điện :

I


k .Br 2 .t.
t

eC
kBSrt
kBSr


2
2
R  ( 2  kt )
 (  kt )
t

Imax khi 2=k.t2 hay k=2/t2=8 (rad/s2)  I max 

kBSr
8.

Bài tập củng cố
Bài 1: Cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 300 cm 2 có trục
ur
song song với B của từ trường đều, B = 0,2T. Quay đều cuộn dây để sau ∆t = 0,5s,
ur
trục của nó vuông góc với B . Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn
dây. [6].
Đáp số: 1,2 V
Bài 2: Thanh kim loại l  1, 2m quay trong từ trường đều quanh trục ∆, ∆ vuông
ur
góc với thanh và song song B , B = 0,05 T. Vận tốc quay của thanh là   120
(vòng/phút). Tìm hiệu điện thế hai đầu thanh nếu trục quay:
a) Qua một đầu thanh.
b) Qua một điểm trên thanh cách một đầu thanh 10cm [6].
Đáp số: a) U = 0,45 V; b) U= 0,38 V
10


Bài 3: Một vòng dây dẫn loại đường kính d đặt trong một từ trường đều song
song trục vòng dây. Hai thanh kim loại mảnh OA,OB có một đầu gắn với trục đi qua
tâm O của vòng dây và vuông góc với mặt phẳng vòng dây, cả hai thanh đều tiếp xúc
điện với vòng dây và tiếp xúc nhau tại O.
a) Ban đầu hai thanh sát vào nhau, sau đó một thanh đứng yên và thanh kia
quay quanh O với tốc độ  . Tính cường độ dòng điện qua hai thanh và qua vòng dây
sau thời gian t. Biết điện trở của mỗi đơn vị dài của thanh kim loại và của vòng dây
tại  .
b) Bây giờ cho cả hai thanh quay cùng chiều với vận tốc 1 và 2  1  2  .
Tìm hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi thanh. [4].
Đáp số :

� t �
t
I1  �
1
I; I 
�I ; I 2 
2
a)
�  �

b) U1  ec1  1

B d

.
�
 2t2 �
4 �
2  t 
�
2 �
�

d
d
; U2  ec2  1 .
2
2

Bài 4 (Bài tập SGK-Tr 204 VL11NC): Một khung dây dẫn tròn tâm O đặt trong

từ trường B = 0,005 T, đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Thanh kim
loại OM dài l = 50 cm, quay quanh điểm O và đầu M của thanh luôn tiếp xúc với
khung dây.
Điểm C của khung dây nối với đầu O của thanh kim loại qua một ampe kế.
Chiều quay của thanh kim loiaj Om và chiều của đường sức từ được chỉ roc trên hình.
a) Hãy chỉ ra chiều của dòng điện cảm ứng qua các đoạn dây dẫn C1M và
M2C.
b) Sợi dây dẫn làm khung có tiết diên như nhau và có điện trở R = 0,05 . Hỏi
khi thanh kim loại OM quay từ điểm 1 đến điểm 2 thì số chỉ của ampe kế thay đổi
như thế nào ? Số chỉ của ampe kế khi đầu M của thanh đi qua điểm D ?
Cho biết thanh OM quay đều với tốc độ góc 2 vòng/giây. [1].
Đáp số: a) I1 có chiều từ M1C; I2 có chiều M2C; b) I = 0,63 A
Dạng 3: Dạng bài tập về đoạn dây chuyển động
Bài 1: Thanh đồng MN khối lượng m = 2g trượt đều
không ma sát với v = 5 (m/s) trên hai thanh đồng thẳng
ur
đứng song song cách nhau khoảng l = 50 cm từ trường B
nằm ngang như hình vẽ, B = 0,2 T. Bỏ qua điện trở các
thanh và điện trở tiếp xúc. Cho g = 10 (m/s 2)
a) Tính suất điện động cảm ứng trong MN.
b) Tính lực điện từ, chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng.
c) Tính R. [5].
Hướng dẫn giải
a) Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên thanh MN:
E C  Blv sin   0, 2.0,5.5.1  0,5V

11


b) Lực điện từ, chiều và độ lớn dòng điện cảm ứng

- Thanh MN trượt xuống do tác dụng của trọng lực. Lúc đó từ thông qua mạch
tăng, xuất hiện suất điện động cảm ứng EC và cường độ dòng điện cảm ứng I C .
ur
ur
Thanh AB có dòng điện I C đi qua sẽ chỉ chịu lực từ F của từ trường B . Để chống lại
ur
sự biến thiên từ thông qua mạch, lực từ F sẽ có chiều hướng lên.
- Khi thanh rơi đều: 25F  P  mg  2.103.10  2.102 N
- Độ lớn dòng điện cảm ứng:

F
2.102
IC 

 0, 2 A
Bl 0, 2.0,5

Vậy lực điện từ F  2.102 N , dòng điện cảm ứng I c  0, 2 A
c) Tính R
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên thanh: EC  Blv  0, 2.0,5.5  0,5V
- Cường độ dòng điện xuất hiện trong mạch: I C 

E
0,5
EC
�R C 
 2,5
I C 0, 2
R

Bài 2 (HSG Vĩnh Phúc 2010-2011): Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng
có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở R  0,5 .
R
Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l  14cm , khối lượng m  2 g , điện
trở r  0,5 tì vào hai thanh kim loại tự do trượt không ma sát
xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. A
B

u
r
Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông
B
góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B  0, 2T .
Lấy g  9,8m / s 2 .
a) Xác định chiều dòng điện qua R.
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời
gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và
tính UAB.
c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc
ur
o
  60 . Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển động đều của
thanh AB và UAB. [5].
Hướng dẫn giải
R
I
a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp
uuu
r


dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra Bcu ngược
uuu
r u
r
ur
A B
B
chiều B (Hình vẽ).
cu B
Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có
chiều từ A  B.
b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P  mg
nên thanh chuyển động nhanh dần  v tăng dần.
- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu
thêm tác dụng của lực từ F  BIl có hướng đi lên.
12


- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e 
I


 Blv nên
t

e
Blv
B 2l 2 v

�F 

Rr Rr
Rr

Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần  tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó
thanh chuyển động thẳng đều. -Khi thanh chuyển động đều thì:
F  mg �

B 2l 2 v
( R  r )mg (0, 5  0,5).2.103.9,8
 mg � v 

 25(m / s )
Rr
B 2l 2
0, 22.0,142

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:
U AB  I .R 

Blv
0, 2.0,14.25
.R 
.0,5  0,35(V )
Rr
0,5  0,5

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình
vẽ bên:
- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b)
khi ta thay P bằng Psin, thay B bằng B1 với

B1=Bsin.
- Lập luận tương tự ta có: F  mg sin  �
�v 

u
u
r
N
ur
P1

I



ur
F

u
r
B
u
r
P

uu
r
B1


uu
r
B2

( B sin  ) 2 l 2 v
 mg sin 
Rr

( R  r )mg sin  (0,5  0,5).2.10 3.9,8.sin 600

 28,87(m / s)
( B sin  ) 2 l 2
(0, 2.sin 60o ) 2 .0,14 2

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:
U AB  I .R 

B sin  .lv
0, 2.sin 60o.0,14.28,87
.R 
.0,5  0,35(V )
Rr
0,5  0,5

Bài 3: Một dây dẫn cứng có điện trở rất nhỏ,

được uốn thành khung phẳng ABCD nằm trong mặt
B M
B
A

phẳng nằm ngang, cạnh BA và CD đủ dài, song song
nhau, cách nhau một khoảng l = 50 cm. Khung được

đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T,
v
đường sức từ hướng vuông góc với mặt phẳng của
C
D
N
khung (Hình). Thanh kim loại MN có điện trở R=
0,5  có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh
Hình
AB và CD.
a) Hãy tính công suất cơ cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2
m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên
thanh MN.
b) Thanh MN đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể
trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m = 5 g? [5].
Hướng dẫn giải
a) Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trên thanh theo
chiều từ MN.
13


E
R

- Cường độ dòng điện cảm ứng bằng: I  

Bvl

.
R



- Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với v và có độ
B 2l 2 v
Ft BIl 
.
R

lớn:

- Do thanh MN chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng
với lực từ.
- Công của lực kéo được xác định: P  Fv  Ft v 

B 2l 2 v 2
 0,5W
R

- Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: Pn I 2 R 

B 2l 2 v 2
.
R

Vậy công suất cơ bằng công suất tỏa nhiệt trên MN
b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn
trung bình của lực này là:

F 

Ft B 2 l 2 v

.
2
2R

- Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là:
A F S 

B 2l 2v
S.
2R

1 2
- Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là: Wđ  mv .
2
- Theo định luật bảo toàn NL, đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động năng
này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên:
Từ đó suy ra: S 

1 2 B 2l 2 v
mv 
S.
2
2R

mvR

0,08( m) 8cm.
B 2l 2

Bài 4: Một hệ thống dây dẫn đặt nằm ngang như hình.
Thanh Hz trượt trên các cạnh Ox, Oy và luôn vuông góc với
phân giác OH, Hz tiếp xúc với Ox, Oy tại M và 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 tiếp
diện và có điện trở bằng r cho mỗi đơn vị dài. Bỏ qua điện trở
tiếp xúc tại M, N. Hệ thống đặt trong một từ trường đều thẳng
đứng, có cảm ứng từ B. Khi thanh Hz trượt trên Ox, Oy hãy xác định chiều và cường
độ dòng điện cảm ứng chạy qua MN. [4].
Hướng dẫn giải
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên MN: EC  Blv
- Điện trở của toàn mạch: R   2OM  MN  r với sin  

MN
MN
1
� OM 

2OM
2sin  2sin 

�1
� �1
�
�R�
 1�
r  1�

 1�
r
�sin 
� �sin 
�

14


- Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn MN:

I

EC
Blv
Bv sin 


1  sin  �  1  sin   r
R
�
I�
r
�
� sin  �
Bv sin 

- Chiều dòng điện qua MN từ M đến N với cường độ là: I  1  sin  r .



Bài 5: Một thanh kim loại MN nằm ngang có khối
lượng m có thể trượt không ma sát dọc theo hai thanh ray
song song, các ray hợp với mặt phẳng ngang, góc  . Đầu
dưới của hai ray nối với một tụ điện C. Hệ thống đặt trong
ur
một từ trường B thẳng đứng hướng lên. Khoảng cách giữa
hai ray là l. Bỏ qua điện trở của mạch. Tính gia tốc chuyển
động của thanh MN. [6].
Hướng dẫn giải
- Khi thanh chuyển động, suất điện động cảm ứng EC bằng:

�
�
EC  Blv.sin �   � Blv.cos   uC
�2
�

- Điện tích trên tụ điện: q  CuC  CBlv.cos  .
- Cường độ dòng điện xuất hiện trong mạch: i 

dq
dt

 CBla.cos 

- Lực từ tác dụng lên thanh: F  Bil  CB 2 l 2 a cos  .
- Từ định luật II Niu-tơn ta có:
P sin   F cos   ma � mg.sin   CB 2 l 2 a cos 2  ma

� a  m  CB 2 l 2 cos 2   mg sin  � a 

Vậy:

Gia

tốc

chuyển

động

mg sin 
m  CB 2 l 2 cos 2 

của

thanh

MN

là

C

mg sin 
a
m  CB 2 l 2 cos 2 

Bài 6: Đầu trên của hai thanh kim loại thẳng, song song cách
nhau một đoạn l đặt trong mặt phẳng thẳng đứng nối với hai

bản tụ của tụ điện có điện dung C. Tụ có hiệu điện thế đánh
thủng là UT. Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc
tơ cảm ứng từ

nằm ngang vuông góc với mặt phẳng hai

thanh như hình. Một thanh kim loại khác MN cũng có chiều
dài l trượt từ đỉnh hai thanh kia xuống dưới với vận tốc ban đầu

N

M


Hình

. Cho rằng trong

quá trình trượt thanh MN luôn tiếp xúc điện và vuông góc với hai thanh kim loại. Giả
thiết các thanh kim loại đủ dài và bỏ qua điện trở của mạch điện, ma sát không đáng
kể.
15


a) Hãy chứng minh rằng chuyển động của thanh MN là chuyển động thẳng
nhanh dần đều và tìm gia tốc của nó.
b) Hãy tìm thời gian trượt của thanh MN cho đến khi tụ điện bị đánh thủng.
[5].
Hướng dẫn giải
a) Vì R = 0 nên suất điện động cảm ứng trên thanh MN luôn bằng hiệu điện thế

giữa hai bản tụ.

Tụ tích điện q = CU = CBvl
Cường độ dòng điện trong mạch trong khoảng thời gian t:

Theo định luật Lenxo, lực từ tác dụng lên thanh ngược chiều chuyển động và có độ
lớn: F = Bil = CB2l2a
Áp dụng định luật II Niuton cho chuyển động của thanh MN

Chứng tỏ thanh MN chuyển động nhanh dần đều
b) Thanh MN trượt nhanh dần đều với vận tốc
Khi U = UT thì tụ bị đánh thủng, khi đó vận tốc của thanh là
Suy ra thời gian trượt của thanh cho đến khi tụ bị đánh thủng là:

Bài 7: Cho hệ thống như hình vẽ, thanh kim loại
ur
AB  l  20cm, khối lượng m 10g, B vuông góc với
khung dây dẫn  B  0,1T  nguồn có suất điện động và
điện trở trong là E  1,2V; r  0,5 . Do lực điện từ và
ma sát, AB trượt đều với vận tốc v  10m/ s . Bỏ qua
điện trở các thanh ray và các nơi tiếp xúc.
a) Tính độ lớn và chiều dòng điện trong mạch, hệ số ma
sát giữa AB và ray.
b) Muốn dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A, cường độ 1,8A phải kéo AB
trượt theo chiều nào, vận tốc và lực kéo bao nhiêu? [4].
Hướng dẫn giải
a) Độ lớn và chiều dòng điện trong mạch, hệ số ma sát giữa AB và ray
16

Dưới tác dụng của lực từ, thanh AB sẽ chuyển động sang phải, trên thanh AB
sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng:

EC  B / v  0,1.0,2.10  0,2V

- Cường độ dòng điện trong mạch:
I

E  EC 1,2  0,2

 2A
r
0,5

-

Vì

thanh

trượt

đều

nên:

F  Fms � BIl   mg
BIl 0,1.2.0,2

 0,4

mg 0,01.10

� 

b) Chiều, vận tốc và độ lớn lực kéo thanh
- Để dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A thì theo quy tắc “Bàn tay
trái”, thanh AB phải trượt sang phải:
Từ I 

E  EC E  Blv
E  Ir 1,2  1,8.0,5

� v

 15 m/ s
r
r
BI
01.0,2

- Lực kéo tác dụng lên AB : Fk  F  Fms  0
� Fk  Fms  F   mg  BIl  0,4.0,01.10 0,1.1,8.0,2  4.103 N.

Bài tập củng cố
u
r
Bài 1 (HSG Vĩnh Phúc 2011-2012):
B
Hai thanh ray có điện trở không đáng kể
được ghép song song với nhau, cách nhau một

khoảng l trên mặt phẳng nằm ngang. Hai đầu của
r
hai thanh được nối với nhau bằng điện trở R. Một R
v
l
thanh kim loại có chiều dài cũng bằng l, khối
lượng m, điện trở r, đặt vuông góc và tiếp xúc với
hai thanh. Hệ thống đặt trong một từ trường đều
Hình
ur
B có phương thẳng đứng (hình).
1. Kéo cho thanh chuyển động đều với vận tốc v.
a) Tìm cường độ dòng điện qua thanh và hiệu điện thế giữa hai đầu thanh.
b) Tìm lực kéo nếu hệ số ma sát giữa thanh với ray là μ.
2. Ban đầu thanh đứng yên. Bỏ qua điện trở của thanh và ma sát giữa thanh với
ray. Thay điện trở R bằng một tụ điện C đã được tích điện đến hiệu điện thế U 0. Thả
cho thanh tự do, khi tụ phóng điện sẽ làm thanh chuyển động nhanh dần. Sau một
thời gian, tốc độ của thanh sẽ đạt đến một giá trị ổn định v gh. Tìm vgh? Coi năng lượng
hệ được bảo toàn. [5].
Đáp số: 1) a) I 

Blv
BlvR
; U=I.R=
Rr
Rr

2. vgh = U 0

b) F = Ft + Fms =

B 2l 2 v
+ μmg
Rr

C
CB l  m
2 2

17


Bài 2: Hai thanh kim loại song song, có điện trở không đáng kể, một đầu nối
vào điện trở R = 1,5 . Một đoạn dây dẫn AB, độ dài ℓ= 20 cm, khối lượng m = 4 g,
điện trở r = 0,5  tì vào hai thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và
luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ thống đặt trên mặt phẳng
nghiêng và trong một từ trường đều có hướng vuông góc với AB và nằm ngang với
cảm ứng từ B = 0,5 T. Lấy g = 9,8

m
, góc nghiêng α = 600. Tính vận tốc v của chuyển
s2

động đều của thanh AB và UAB. [4].
Đáp số:

v=

(R+r)mg
m

�9,05
;
2 2
B l sinα
s

U AB = I.R =

Bl vsinα
R  0,393 V
R+r

Bài 3: Thanh kimC loại CD chiều dài 20cm,
khối lượng 100 g đặt vuông góc với hai thanh ray
song song nằm ngang và nối với nguồn điện như
U thống đặt trong từ trường đều  hướng
hình. Hệ
B

thẳng đứng từ trên xuống B = 0,2T. Hệ số ma sát
giữa CD và ray làD0,1. Bỏ qua điện trở các thanh
ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch
a) Biết CD trượt sang trái với gia tốc 3 m/s 2. Xác định chiều và độ lớn của
dòng điện qua CD
b) Nâng hai đầu của thanh ray lên để nó hợp với mặt ngang góc  = 300. Tìm
hướng và gia tốc chuyển động của thanh CD. Biết thanh bắt đầu chuyển động không
vận tốc đầu. [6].
Đáp số: a) I = 10 A
b) a = 0,47 m/s2
Bài 4 (HSG Quảng Bình 2017-2018): Thanh dây dẫn EF có điện trở suất 

chuyển động đều với vận tốc v và luôn tiếp xúc
với hai thanh AC và AD tạo với nhau một góc 
như hình vẽ. Hệ thống được đặt trong một từ
trường đều có vectơ cảm ứng từ hướng vuông
góc với mặt phẳng chứa các thanh. Tìm nhiệt
lượng tỏa ra trên mạch trong thời gian thanh EF
chuyển động từ A đến C . Bỏ qua điện trở các
r
thanh AD và AC. Cho AC  l0 và v  EF . [5].
B2vl02
tan .
Đáp số: Q 
2

Bài 5: Thanh kim loại AB được kéo trượt trên hai
thanh ray trong mặt phẳng 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
Mắc hai tụ điện C1 , C2 (với C2  1,5C1 ) nối tiếp nhau vào
đầu hai ray. Biết hiệu điện thế hai đầu tụ C2 là 0,5V. Tính B. [4].
18


Đáp số: B = 0,25 T
Bài 6: Một thanh trượt bằng kim loại có khối
lượng m, có thể trượt không ma sát dọc theo hai
đường ray bằng kim loại đặt song song, nghiêng với
phương ngang một góc  và cách nhau một đoạn là L
. Các đường ray được nối kín ở bên dưới bằng một tụ
chưa tích điện, có điện dung C . Toàn thể hệ trên đặt

ur
trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B thẳng
đứng. Vào thời điểm ban đầu, thanh trượt được giữ ở
khoảng cách d đến đáy cạnh. Hỏi sau bao lâu từ lúc buông thanh trượt ra thì nó đến
cạnh đáy ? Tính vận tốc của nó khi đó? Bỏ qua điện trở dây dẫn. [3].
Đáp số: t 



2d m B2L2c cos2 
mgsin

;

v

2dmgsin
.
m CL2B2 cos2 

Bài 7: Trong hình vẽ mn và xy là hai bản
kim loại đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và
song song với nhau, chiều dài các bản rất lớn.
Trong khoảng giữa hai bản có từ trường đều
B  0,8T vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và
hướng vào trong. Thanh kim loại nhẹ ab có
chiều dài L  0,2m, điện trở R0  0,1 luôn tiếp
xúc với hai bản kim loại và có thể chuyển động không ma sát trong mặt phẳng như
hình vẽ. R1 và R2 là hai điện trở có giá trị R1  R2  3,9.
a) Khi ab chuyển động sang bên phải với vận tốc đều v  2 m/ s thì ngoại lực

tác dụng lên nó có chiều nào, độ lớn bao nhiêu?
b) Nếu trong lúc chuyển động thanh ab đột nhiên dừng lại thì ngay lúc đó lực
từ tác dụng vào ab sẽ có chiều nào, độ lớn bao nhiêu? [4].
 0,012N.
Đáp số: a) F  0,0128N. b) F �
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Từ năm học 2009-2010 đến nay tôi được nhà trường phân công bồi dưỡng
HSG. Bằng kiến thức và kinh nghiệm của bản thân được tích lũy qua các năm qua tôi
đẫ vận dụng trong công tác ôn thi HSG hiệu quả và đạt được kết quả nhất định. Qua
các năm bản thân có tổng 71 HS đạt giải HSG cấp tỉnh, trong đó có 4 giải nhất, 9 giải
nhì, 28 giải ba và 30 giải khuyến khích. Đặc biệt trong 3 năm gần đây khi Sở GD
chuyển thi HSG về lớp 11 tôi cũng đạt thành tích nổi bật:
- Năm học 2017-2018: 2 nhì, 3 khuyến khích
- Năm học 2018-2019: 1 nhất, 1 nhì, 3 ba; đồng đội xếp thứ 2 toàn tỉnh
- Năm học 2019-2020: Do dịch bệnh covid nên Sở GD&ĐT Thanh Hóa không
tổ chức thi HSG, trong quá trình ôn thi HSG tại đơn vị mới nhận thấy các em học
sinh rất hứng thú học tập, hiểu rõ bản chất và vận dụng thành thạo. Qua các lần kiểm
19


tra, các lần thi HSG cấp trường hoặc sưu tầm các đề thi HSG của các tỉnh và các
trường bạn cho học sinh làm thì đều thấy tất cả học sinh đều làm tốt bài tập về phần
cảm ứng từ.
Như vậy việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này trong thực tế đã có chuyển
biến tích cực nhằm nâng cao chất lượng cho học sinh ở các kỳ thi.
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
SKKN thể hiện tính hiệu quả bước đầu trong việc lựa chọn được hệ thống bài
tập và hoạt động hướng dẫn dạy giải bài tập đã giúp cho học sinh nắm vững kiến thức
và góp phần phát huy được tính tích cực, năng lực tự chủ, năng lực sáng tạo.

SKKN áp dụng cho tất cả các trường THPT đặc biệt trong lĩnh vực ôn thi HSG
lớp 11 hàng năm.
SKKN cung cấp cho đồng nghiệp và HS một nguồn tư liệu trong quá trình
giảng dạy, học tập môn Vật lý ở cấp THPT đặc biệt là trong quá trình ôn thi HSG 11
hàng năm nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học. Đồng thời khích lệ và cổ
vũ phong trào ôn thi HSG ở các trường THPT trong tỉnh, tạo hứng thú cho học sinh
trong quá trình học tập.
3.2. Kiến nghị
- Đối với Sở GD& ĐT Thanh Hóa:
+ Tiếp tục đổi mới khâu ra đề thi theo hướng kiểm tra năng lực, đáp ứng đổi
mới căn bản toàn diện giáo dục. Đề thi HSG nên lựa chọn các bài toán đi sâu vào bản
chất vật lý để học sinh phát huy khả năng tư duy, sáng tạo và yêu thích môn vật lý
hơn.
+ Cần mở nhiều hơn các chu kỳ bồi dưỡng thường xuyên để giáo viên được
trao đổi chuyên môn, được tiếp cận nhiều phương pháp dạy học mới đặc biệt là dạy
ôn HSG để đưa vào thực tế dạy học ở các trường THPT.
- Đối với nhà trường và tổ, nhóm chuyên môn: Nhà trường tạo điều kiện để
giáo viên được đi học nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ. Tăng cường trao đổi
chuyên môn trong tổ nhóm, đặc biệt là các thành viên trong tổ nhóm chuyên môn tích
cực chia sẻ các phương pháp dạy học, phương pháp giải bài tập mới, hiệu quả để
đồng nghiệp trao đổi, đánh giá, hoàn thiện hơn và vận dụng vào dạy học.
XÁC NHẬN CỦA
THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 10 tháng 7 năm 2020
Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến kinh
nghiệm của mình viết, không sao chép nội
dung của người khác.

Trịnh Ngọc Long

20


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Thế Khôi, SGK Vật lý 11 nâng cao, Nhà xuất bản Giáo Dục.
2. Nguyễn Thế Khôi - Nguyễn Phúc Thuần, Bài tập Vật lý 11 nâng cao, Nhà
xuất bản Giáo Dục.
3. Bùi Quang Hân - Đào Văn Cư - Phạm Ngọc Tiến, Giải toán Vật lý 11, tập
1, Nhà xuất bản Giáo Dục.
4. Nguyễn Phú Đồng, Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 11, tập 1, Nhà xuất bản
tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh.
5. Đề thi HSG Vật lý của các trường trong và ngoài tỉnh.
6. Nguồn Internet:
/> />

DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SKKN
NGÀNH GD VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Trịnh Ngọc Long
Chức vụ và đơn vị công tác: Phó hiệu trưởng, Trường THPT Sầm Sơn, Thanh Hóa.

TT

Tên đề tài SKKN

Cấp đánh
giá xếp
loại

Kết quả

đánh giá
xếp loại

Năm học
đánh giá
xếp loại

1

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
CROCODILE PHYSICS 605 THIẾT
KẾ THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN
TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

Sở
GD&ĐT

B

2012-2013

2

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIẢI CÁC BÀI TOÁN TRUYỀN
TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG ÔN THI
HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 12

Sở
GD&ĐT

B

2014-2015


PHỤ LỤC
Hướng dẫn giải các bài tập củng cố
Dạng 1: Mạch kín có cảm ứng từ B thay đổi
Bài 1:
- Điện trở R 1 là điện trở đường kính của khung:
R1  dR0  0, 4.0,5  0, 2

- Điện trở R2 , R3 là điện trở nửa đường tròn:
d
.0, 4
.0,5 
.0,5  0,1   
2
2
R1 R3
0, 2.0,1.
- Điện trở toàn mạch: R  R2  R  R  0,1  0, 2  0,1  0, 436
1
3
R2  R3 

- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung:
E

Δ ΔBS
d 2
.0, 42 

 2 S  2.
 2.

Δt
Δt
8
8
25
E

25

- Cường độ dòng điện qua R2 : I 2  R  0, 436  0, 288 A
AB

 0,1.0, 288  0, 035V
25
U 3 0, 035
- Cường độ dòng điện qua R3 : I 3  R  0,1 �0,1A
3

- Hiệu điện thế 2 đầu R1 : U1  E  R2 I 2 

Bài 2:
- Xét khung dây ABCD: Suất điện động cảm ứng E1 :
E1 

Δ1
ΔB

.S1  kS1  ka 2  V 
Δt
Δt

ur

Chiều dòng điện cảm ứng I1 : B tăng

uur

ur

nên B0 ngược chiều với B , dòng I1 đi từ A
đến D.
Với dòng điện I1 , E1 tương đương với
nguồn có cực âm nối với A, cực dương nối với D.
- Xét khung dây BCEF:
Δ 2
ΔB
ka 2

.S2  k .S 2 
V 
Δt
Δt
2

ur
uur
ur
Chiều dòng điện cảm ứng I 2 : B tăng nên B0 ngược chiều với B , dòng I 2 đi từ

Suất điện động cảm ứng E2 : E2 

E đến F.
Với dòng điện I 2 , E2 tương đương với nguồn có cực âm nối với E, cực dương
nối với F.
- Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch BC, ta có:
1


U BC   E1  I1 .3ar   I 3 ar �  Ka 2  I1 .3ar   I 3 ar

U BC  E2  I 2 .2ar   I 3ar � 

Ka 2
 I 2 .2ar   I 3ar
2

 1

 2
 3

I1  I 2  I 3
2
- Lấy (1) trừ đi (2): 3arI1  2arI 2  1,5 Ka

(4)

- Thế (3) và (1): 3arI1  Ka    I1  I 2  .ar
2

� 4arI1  arI 2  Ka 2 � 8arI1  2arI 2  2 Ka 2

(5)

7 Ka
22r
7 Ka
7 Ka
1,5 Ka 2  3ar
- Thay I1 
vào (4): I 
22r  3Ka
22r
2
2ar
11r
7 Ka 3Ka Ka


Thay I1 và I 2 vào (3): I 3  I1  I 3 
22r 11r 22r
7 Ka
+ Cường độ dòng điện qua nhánh trái: I1  I BAC 
22r

Ka
+ Cường độ dòng điện qua nhánh giữa: I 2  I CB 
22r
3Ka
+ Cường độ dòng điện qua nhánh phải: I 3  I CEB 
11r
2
- Lấy (4) cộng (5): 11arI1  3,5Ka � I1 

Bài 3:
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây:
Δ ΔB
 R2  R2 K
E

.S  K .

Δt
Δt
2
2

- Điện tích trên mỗi tụ:
Q1  C1U1  C1 E 

 R 2 KC1
 R 2 KC2
; Q2  C2U 2  C2 E 
2
2

- Khi lấy thanh dẫn đi rồi sau đó giữ cho từ trường không đổi tức là ta nối 2
bản tụ có điện tích khác dấu với nhau, điện tích của 2 tụ bây giờ là Q1�
.
, Q2�
- Theo định luật bảo toàn điện tích: Q1� Q2� Q2  Q1
2
Q1� Q2� Q1� Q2� Q2  Q1  R K  C2  C1 
�
�




- Mặt khác: U1  U 2 �
C1
C2
C1  C2
C1  C2
2  C1  C2 

� Q1�

 R 2 KC1 C2  C1
 R 2 KC2 C2  C1
.
; Q2�
.
2
C1  C2

2
C1  C2

Bài 4:
Khi vòng rơi đều, động năng của vòng không đổi nên độ giảm thế năng của
vòng bằng nhiệt lượng do vòng tỏa ra.
2