10 Ví dụ về các câu hỏi về cảm ứng điện từ Cảm ứng suất điện từ
1. Một máy phát điện có một cuộn dây với số vòng dây N và diện tích mặt cắt ngang A. Cuộn dây được đặt trong từ trường B, sau đó được quay với vận tốc góc ω sao cho suất điện động cảm ứng cực đại được tạo ra là 50 vôn. Nếu từ trường thay đổi xuống còn 1/2 giá trị ban đầu và vận tốc góc thay đổi lên gấp 4 lần giá trị ban đầu, thì suất điện động cảm ứng cực đại sẽ là...
A. 25 vôn
B. 50 vôn
C. 100 vôn
D. 200 vôn
E. 250 vôn
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Số lượt chơi 1 (N 1 ) = N
Diện tích mặt cắt ngang 1 (A 1 ) = A
Từ trường 1 (B 1 ) = B
Vận tốc góc 1 (ω 1 ) = ω
Suất điện động cảm ứng cực đại 1 (ε 1 ) = 50 Vôn
Từ trường 2 (B 2 ) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5
Vận tốc góc 2 (ω 2 ) = 4ω = 4(1) = 4
Câu hỏi: Suất điện động cảm ứng cực đại là 2 (ε 2 )
Hàm:
Phương trình suất điện động cảm ứng cực đại:
ε max = NBA ω
Thông tin :
ε max = suất điện động cảm ứng cực đại, N = số vòng dây, B = từ trường, A = diện tích mặt cắt ngang, ω = vận tốc góc
EMF cảm ứng tối đa 1 (ε 1 ):
ε max = NBA ω
Nếu ω = 1 và B = 1 thì
50 = N (1) A (1)
50 = NA
EMF cảm ứng tối đa 2 (ε 2 ):
ε max = NBA ω
NA = 50, B = 0,5, ω = 4
ε max = (50)(0,5)(4)
ε max = 100
Đáp án đúng là C.
2. Để suất điện động cực đại do máy phát tạo ra bằng 1/2 suất điện động ban đầu, lượng cần thay đổi dựa trên phát biểu dưới đây là...
A. Tốc độ góc và số vòng quay được tăng gấp đôi.
B. Cảm ứng từ và tần số của nó tăng gấp đôi.
C. Diện tích mặt cắt ngang tăng gấp đôi và chu kỳ cũng tăng gấp đôi.
D. Số lượt và chu kỳ được tăng gấp 4 lần so với ban đầu.
E. Tần số và chu kỳ được nhân đôi.
Cuộc thảo luận
Phương trình suất điện động cảm ứng cực đại:
ε max = NBA ω
Thông tin :
ε max = suất điện động cảm ứng cực đại, N = số vòng dây, B = từ trường, A = diện tích mặt cắt ngang, ω = vận tốc góc
Nếu N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 thì ε max = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1
A. Tốc độ góc (ω) và số vòng quay (N) được nhân đôi.
ε max = NBA ω
ε max = (2)(1)(1)(2)
ε max = 4
B. Cảm ứng từ (B) và tần số (f) của nó được tăng gấp đôi.
Công thức tính vận tốc góc (ω) = 2πf. Tần số tỷ lệ thuận với vận tốc góc , do đó nếu tần số (f) tăng gấp đôi thì vận tốc góc (ω) cũng tăng gấp đôi.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(2)(1)(2)
ε max = 4
C. Diện tích mặt cắt ngang (A) được tăng gấp đôi và chu kỳ gấp 4 lần so với ban đầu.
Công thức tính vận tốc góc (ω) = 2πf = 2π/T. Chu kỳ tỉ lệ nghịch với vận tốc góc, do đó nếu chu kỳ tăng gấp 4 lần so với ban đầu thì vận tốc góc giảm xuống còn 1/4 so với ban đầu.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4
ε max = 1/2
D. Số lượt (N) và chu kỳ (T) được tăng lên 4 lần.
Công thức tính vận tốc góc (ω) = 2πf = 2π/T. Chu kỳ tỉ lệ nghịch với vận tốc góc, do đó nếu chu kỳ tăng gấp 4 lần so với ban đầu thì vận tốc góc giảm xuống còn 1/4 so với ban đầu.
ε max = NBA ω
ε max = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4
ε max = 1
E. Tần số (f) và chu kỳ (T) được nhân đôi.
Tần số tỷ lệ thuận, nghĩa là nếu tần số (f) tăng gấp đôi thì vận tốc góc (ω) cũng tăng gấp đôi. Chu kỳ tỷ lệ nghịch, nghĩa là nếu chu kỳ tăng gấp đôi thì vận tốc góc giảm xuống còn 1/2 so với ban đầu. Kết quả cuối cùng là vận tốc góc không đổi.
ε max = NBA ω
ε max = (1)(1)(1)(1)
ε max = 1
Đáp án đúng là C.
3. Từ thông trong một cuộn dây có 1.000 vòng tăng từ 0,03 Wb lên 0,04 Wb trong 0,2 giây, do đó giá trị suất điện động cảm ứng là E1 . Nếu cùng cuộn dây đó trải qua sự thay đổi từ thông từ 0,02 Wb lên 0,04 Wb trong 0,1 giây, giá trị suất điện động cảm ứng thu được là E2 . Tỷ số giữa E1 và E2 là …
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 1 : 4
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Số lượt (N) = 1000
Thay đổi thông lượng 1 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb
Khoảng thời gian 1 (Δt 1 ) = 0,2 giây
Suất điện động cảm ứng 1 = E 1
Thay đổi thông lượng 2 ( Δφ 1 ) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb
Khoảng thời gian 2 (Δt 2 ) = 0,1 giây
Suất điện động cảm ứng 2 = E 2
Câu hỏi: E 1 : E 2
Hàm:
So sánh E 1 và E 2 :
E 1 : E 2
50: 200
1: 4
Đáp án đúng là C.
4. Một cuộn dây xuyên qua một từ trường đều theo phương vuông góc, gây ra suất điện động cảm ứng. Nếu cuộn dây đó được thay thế bằng một cuộn dây khác có số vòng gấp đôi cuộn dây ban đầu và tốc độ thay đổi từ thông không đổi, thì tỉ số giữa suất điện động cảm ứng ban đầu và suất điện động cảm ứng cuối cùng là...
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Số lượt ban đầu (N) = 1
Số lượt chơi cuối cùng (N) = 2
Tốc độ thay đổi thông lượng ban đầu (ΔØ)B / Δt) = tốc độ thay đổi thông lượng cuối cùng (ΔØ)B /Δt)
Yêu cầu So sánh suất điện động cảm ứng ban đầu và cuối cùng
Jawab :
Công thức định luật cảm ứng Faraday :
E = -N (ΔØB /Δt)
Mô tả: E = suất điện động cảm ứng, N = số vòng dây, ΔØB / Δt = tốc độ thay đổi của thông lượng
So sánh suất điện động cảm ứng ban đầu và cuối cùng :
E bắt đầu : E kết thúc
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
1: 2
Đáp án đúng là B.
5. Trong điều kiện ban đầu (1), từ thông thay đổi 5 Wb trong 2 giây trong một cuộn dây có 20 vòng. Trong điều kiện (2), sự thay đổi từ thông tương tự mất 8 giây. Tỷ lệ suất điện động cảm ứng trong điều kiện (1) và (2) là…
A. 1 : 1
B. 2 : 1
C. 3 : 1
D. 4 : 1
E. 4 : 3
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Tốc độ thay đổi của thông lượng (ΔØ)B / Δt) ban đầu = 5/2
Tốc độ thay đổi của thông lượng (ΔØ)B / Δt) cuối = 5/8
Số lượt (N) = 20
Yêu cầu So sánh suất điện động cảm ứng ban đầu và cuối cùng
Jawab :
E bắt đầu : E kết thúc
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Đáp án đúng là D.
6. Từ thông của cuộn dây thứ nhất có 200 vòng và thay đổi 0,06 Wb trong 0,4 giây. Trong cuộn dây thứ hai, từ thông thay đổi 0,08 Wb trong 0,2 giây. Nếu số vòng dây của cuộn dây thứ hai được thay thế bằng một nửa số vòng dây của cuộn dây thứ nhất, thì tỉ số suất điện động cảm ứng trong cuộn dây thứ nhất và thứ hai là...
A. 2 : 3
B. 3 : 1
C. 3 : 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Tốc độ thay đổi của thông lượng (ΔØ)B / Δt) ban đầu = 0,06/0,4
Số lượt ban đầu (N) = 200
Tốc độ thay đổi của thông lượng (ΔØ)B / Δt) cuối = 0,08/0,2
Số lượt chơi cuối cùng (N) = 100
Yêu cầu So sánh suất điện động cảm ứng ban đầu và cuối cùng
Jawab :
E bắt đầu : E kết thúc
-N (ΔØB / Δt) : -N (ΔØB /Δt)
200 (0,06/0,4) : 100 (0,08/0,2)
2 (0,15) : 1 (0,4)
0,3: 0,4
3: 4
7. Trong số các yếu tố sau:
(1) Số vòng dây
(2) Tốc độ thay đổi của từ thông
(3) Hướng của từ trường
Điều làm tăng suất điện động cảm ứng là…
A. (1), (2) và (3)
B. Chỉ (1) và (2)
C. (1) và (3) chỉ
D. (1) chỉ
E. (2) chỉ
Cuộc thảo luận
EMF là viết tắt của Electromotive Force (lực điện động). Nói cách khác, EMF là nguồn tạo ra dòng điện, ví dụ như pin, v.v. Dựa trên các thí nghiệm do Faraday thực hiện, người ta phát hiện ra rằng mặc dù từ trường cố định không thể tạo ra dòng điện, nhưng từ trường biến đổi có thể tạo ra dòng điện. Dòng điện tạo ra này được gọi là dòng điện cảm ứng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến suất điện động cảm ứng có thể được xác định bằng định luật cảm ứng Faraday, được biểu diễn bằng công thức toán học sau:
Dấu âm trong công thức trên giải thích rằng hướng của từ trường do dòng điện cảm ứng tạo ra luôn ngược với hướng của từ trường tạo ra dòng điện cảm ứng đó.
Thông tin :
N = số vòng dây, B = từ trường, A = diện tích bề mặt vòng dây, θ = góc giữa từ trường (B) và đường vuông góc với bề mặt cuộn dây (A).
Nếu B vuông góc với bề mặt của cuộn dây thì θ = 0 o sao cho Φ B = BA cos 0 o = BA (1) = B A.
Nếu B song song với bề mặt của cuộn dây thì θ = 90 o nên Φ B = BA cos 9 0 o = BA (0) = 0.
Dựa trên công thức trên, có thể kết luận rằng những yếu tố làm tăng suất điện động cảm ứng là số vòng dây (N), tốc độ thay đổi của từ thông và hướng của từ trường (θ ).
Đáp án đúng là A.
8. Trong số các yếu tố sau:
(1) số vòng dây
(2) tốc độ thay đổi của từ thông
(3) chướng ngại vật bên ngoài
Yếu tố nào ảnh hưởng đến suất điện động cảm ứng trong cuộn dây?...
A. (1) và (3)
B. (1) và (2)
C. (2) chỉ
D. (2) và (3)
E. (3) chỉ
Cuộc thảo luận
Đáp án đúng là B.
9. Hãy nhìn vào hình ảnh sau! Nếu dòng điện I chạy qua dây dẫn AB, thì hướng của lực từ tác dụng lên dây dẫn AB là...
A. Hướng tới B
B. Bên trái
C. Sang phải
D. Vuông góc với mặt phẳng của tờ giấy
E. Vuông góc với mặt phẳng của tờ giấy
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chiều dòng điện = từ A đến B (hướng xuống)
Hướng của từ trường = từ cực bắc đến cực nam của nam châm (sang phải)
Yêu cầu Hướng của lực từ
Jawab :
Quy tắc bàn tay phải
Duỗi thẳng bàn tay phải, duỗi ngón cái và khép bốn ngón còn lại. Sắp xếp bốn ngón tay sao cho chúng hướng về phía từ trường (B). dan Ngón cái chỉ hướng chuyển động của điện tích (v). Nếu điện tích dương, lòng bàn tay phải hướng theo chiều lực từ (F). Nếu điện tích âm, mu bàn tay phải hướng theo chiều lực từ (F).
Chiều của dòng điện quy ước, như trong bài toán trên, trùng với chiều của điện tích dương. Áp dụng quy tắc bàn tay phải, chiều của lực từ vuông góc với mặt phẳng giấy, hay hướng về phía mắt người đọc.
Đáp án đúng là E.
10. Một dây dẫn thẳng mang dòng điện I được đặt giữa hai cực từ như hình vẽ. Chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn cùng chiều với...
A. Trục z dương
B. Trục z âm
C. Trục y dương
D. Trục y âm
E. Trục x dương
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chiều dòng điện = sang trái
Hướng của từ trường = từ bắc xuống nam (lên trên)
Yêu cầu Hướng của lực từ
Jawab :
Nếu áp dụng quy tắc bàn tay phải, hướng của lực từ sẽ vuông góc với mặt phẳng giấy, hoặc hướng ra xa mắt người đọc, hoặc theo hướng trục z âm.
Đáp án đúng là B.
Nguồn câu hỏi:
Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề
