Hướng dẫn dạng bài tính Suất điện động cảm ứng trong thanh năm học 2019-2020

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (971.37 KB, 6 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

DẠNG BÀI TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

CẢM ỨNG TRONG THANH

1. Lý thuyết

Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động (đóng vai
trị như nguồn điện). Suất điện động trong trường hợp này cũng gọi là suất điện động cảm ứng.

a. Quy tắc bàn tay phải:

- Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái chỗi ra 90° chỉ chiều chuyển động của đoạn dây, khi
đó đoạn dây dẫn đóng vai trị như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều từ cực âm
sang cực dương của nguồn điện đó:

- Chú ý:

+) Khi mạch được nối kín thì trong mạch có dịng điện cảm ứng ic .

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

b. Biểu thức suất điện động cảm ứng từ trong đoạn dây:

- Xét trường hợp đơn giản từ trường B vng góc với mặt khung dây, khi đó suất điện động trong khung dây
được tính theo cơng thức:

. .

c

c
B S

e

e B v

t t

S s v t

    

  

 



   


Trong trường hợp B và v hợp với nhau một góc  thì: ec Bv sin
- Chú ý:

+) Khi mạch kín thì dịng cảm ứng chạy trong dây dẫn có điện trở R: i c
c

e
R



+) Khi trong mạch có hai dịng điện thì số chỉ Ampe kế sẽ là tổng đại số hai dịng điện (hai dịng điện ở đây
chính là dòng I do nguồn E tạo ra và dòng ic do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra).

2. Bài tập

Ví dụ 1: Thanh kim loại AB dài 20 cm kéo trượt đều trên hai thanh ray
kim loại nằm ngang như hình vẽ. Các dây nối nhau bằng bằng điện trở

R  . Vận tốc của thanh AB là 12 m/s. Hệ thống đặt trong từ trường
đều có B = 0,4 T, Bvng góc với mạch điện.

a) Tìm suất điện động cảm ứng trong khung.
b) Cường độ dòng điện cảm ứng và cho biết chiều.

Lời giải:

a) Suất điện động cảm ứng trong thanh: ec B v. . sin 0, 4.0, 2.2.12.sin 90 0,96V

b) Dòng điện trong mạch: c 0,32 A
c

e
I

R

 

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Ví dụ 2: Cho hệ thống như hình vẽ, thanh MN có chiều dài 50 cm chuyển
động với tốc độ 10 m/s trong từ trường đều B = 0,25 T. Tụ điện có điện
dung C = 10 F . Tính độ lớn diện tích của của tụ điện và cho biết bản
nào tích điện dương.

Lời giải:

Khi thanh MN chuyển động thì thanh MN xem như nguồn điện có suất điện động có độ lớn là:

 

1, 25
eBv  V

Nguồn điện MN sẽ nạp điện cho tụ C nên điện tích của tụ C là: qC e. 12,5

 

C

Áp dụng quy tắc bàn tay phải suy ra N là cực âm M là cực dương của nguồn điện. Do đó bản M sẽ mang điện
tích dương, bản N mang điện tích âm.

Ví dụ 3: Nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong
r = 0,1, thanh MN có chiều dài 1 m có điện trở R2,9.
Từ trường B có phương thẳng đứng, hướng xuống và
vng góc với mặt khung như hình vẽ và B = 0,1 T. Thanh
MN dài có điện trở không đáng kể.

a) Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên? Tính độ lớn
lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

b) Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía phải với vận tốc v = 3 m/s sao cho 2 đầu MN luôn
tiếp xúc với 2 thanh đỡ bằng kim loại? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

c) Muốn Ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phía nào với vận tốc là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Khi thanh MN đứng n thì trong mạch khơng có dịng cảm ứng nên số chỉ ampe kế là:
0,5

E

I A

R r

 

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN: FB I. . 0, 05N .

b) Khi thanh chuyển động về phía phải thì trong mạch có dịng cảm ứng có chiều từ M đến N:

0,1
c

c

e B v

i A

R r R r

  

  .

Trong mạch có 2 dịng điện là dịng do nguồn tạo ra và dòng cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra.
Hai dòng điện này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế chính là tổng của 2 dòng này: IA   I ic 0, 6A
Lực từ tác dụng lên thanh MN khi này là: FB I. .A 0, 06N .

c) Muốn ampe kế chỉ số 0 thì ic phải có độ lớn bằng I = 0,5A và dòng ic phải ngược chiều với dịng I, tức
dịng ic có chiều từ N đến M  thanh MN phải chuyển động sang trái.

Gọi v là vận tốc của thanh MN: ic B v v i R rc





15m s

R r B



   

 .

Ví dụ 4: Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở khơng đáng
kể, một đầu nối vào điện trở R0,5 . Một đoạn dây dẫn AB, độ dài

14cm

 , khối lượng m = 2g, điện trở r 0,5 tì vào hai thanh kim loại

tự do trượt không ma sát xuống dưới và ln ln vng góc với hai thanh
kim loại đó. Tồn bộ hệ thống đạt trong một từ trường đều có hướng vng
góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B = 0,2T. Lấy

2
9,8

g m s .

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  60 . Độ lớn và chiều của
B vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và UAB .

Lời giải:

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ AB .

b) Ngay sau khi bng 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BI
có hướng đi lên.

Suất điện động xuất hiện trong AB là: e B v
t



 

 nên

2 2

e B v B v

I 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:

2 2

B v

F mg mg

R r

  











2 2 2 2

0,5 0,5 .2.10 .9,8
25
0, 2 .0,14

R r mg

v m s

B I



 

    .

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

 

0, 2.0,14.25

. . .0,5 0,35

0,5 0,5
AB

B v

U I R R V

R r

   

 

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
sin

P  . thay B bằng B1 với B1Bsin .

- Lập luận tương tự ta có:





2 2
sin

sin B v sin

F mg mg

R r


 
  


















2 2 2 2

sin 0,5 0,5 .2.10 .9,8.sin 60

28,87
sin 0, 2.sin 60 .0,14

R r mg

v m s

B



 
   

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:
sin . 0, 2sin 60 .0,14.28,87

. . .0,5 0,35

0,5 0,5
AB

B v

U I R R

R r


   

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng.

I.

Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng
các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng

TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.

Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam 
Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

III.

Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Hướng dẫn dạng bài tính Suất điện động cảm ứng trong thanh năm học 2019-2020

<b>DẠNG BÀI TÍNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG </b>

<b>CẢM ỨNG TRONG THANH </b>

<b>1. Lý thuyết </b>

<b>2. Bài tập </b>

 

 













 















<sub></sub>



<sub></sub>

<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về