Câu hỏi:
12/09/2024 285Cho hệ thống gồm một cuộn dây được quấn quanh lõi sắt, nối với nguồn điện không đổi. Mạch điện có thể được đóng ngắt bằng khoá K. Một vòng kim loại nhẹ được luồn vào phần trụ trên của lõi sắt như Hình 12.9. Hiện tượng gì sẽ xảy ra đối với vòng kim loại khi vừa đóng khoá K? Giải thích.
Sách mới 2k7: Tổng ôn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa…. kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc gia 2025, đánh giá năng lực (chỉ từ 110k).
Quảng cáo
Trả lời:
Khi vừa đóng khoá K, dòng điện chạy trong mạch tăng lên dẫn đến độ lớn cảm ứng từ của từ trường tăng theo. Từ đó, từ thông xuyên qua vòng kim loại sẽ tăng theo thời gian. Do hiện tượng cảm ứng điện từ, trong vòng kim loại xuất hiện một dòng điện cảm ứng chạy cùng chiều kim đồng hồ (nhìn từ trên xuống). Xét một phần tử nhỏ của vòng kim loại ở vị trí có chiều của vectơ cảm ứng từ như hình vẽ. Dựa vào quy tắc bàn tay trái, lực từ tác dụng lên phần tử này do thành phần gây ra hướng thẳng đứng từ dưới lên (còn lực từ ứng với thành phần hướng vào tâm vòng kim loại). Tương tự cho các phần tử còn lại của vòng, dễ thấy tổng hợp lực tác dụng lên vòng trên phương ngang bằng không nên ta suy ra lực từ tổng hợp tác dụng lên dòng điện trong vòng kim loại đẩy vòng đi lên.
Cũng có thể lập luận một cách đơn giản như sau: Khi đóng khoá K, dòng điện chạy qua ống dây tăng lên dẫn đến từ thông xuyên qua vòng kim loại tăng dần theo thời gian. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng sinh ra phải có chiều chống lại nguyên nhân sinh ra nó, tức là lực từ tác dụng lên dòng điện này sẽ đẩy vòng lên trên để tránh sự tăng lên của từ thông.
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Một khung dây dẫn kín hình vuông có cạnh dài 10 cm gồm 500 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây cùng phương cùng chiều với vectơ cảm ứng từ. Điện trở suất và tiết diện của dây kim loại có giá trị lần lượt là 2.10-8 W.m và 0,4 mm2. Giá trị cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị trong Hình 12.3. Công suất toả nhiệt sinh ra trong khung dây có giá trị bao nhiêu?
A. 225 mW.
B. 22,5 mW.
C. 0,09 mW.
D. 9 W.
Câu 2:
Một khung kim loại hình tròn đường kính 5 cm được đặt trong vùng từ trường đều có các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Hai đầu của khung dây được nối với một bóng đèn nhỏ tạo thành mạch kín. Lấy p ≈ 3,14; biết điện trở của khung kim loại và bóng đèn lần lượt là R1 = 2 Ω và R2 = 1 Ω. Tại thời điểm ban đầu (t = 0 s), người ta bắt đầu thay đổi độ lớn cảm ứng từ theo đồ thị như Hình 12.4. Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.
a) Tại thời điểm t = 0 s, không có từ thông xuyên qua khung kim loại.
b) Tổng thời gian đèn sáng trong quá trình thay đổi nói trên là 3 s.
c) Mặc dù dòng điện cảm ứng chạy qua đèn trong khoảng thời gian từ t = 3 s đến t = 4 s và từ t = 4 s đến t = 5 s ngược chiều nhau nhưng cường độ dòng điện có cùng độ lớn.
d) Suất điện động cảm ứng sinh ra trong khoảng thời gian từ t = 0 s đến t = 1 s là
1,1775.10-3 V.
e) Độ sáng của đèn trong khoảng thời gian từ t = 0 s đến t = 1s mạnh hơn trong khoảng thời gian từ t = 3 s đến t = 4 s.
f) Nhiệt lượng toả ra trên bóng đèn trong một giây cuối cùng của quá trình thay đổi độ lớn cảm ứng từ xấp xỉ 1,1.10-7 J.
Câu 3:
Một khung dây dẫn kín có 500 vòng được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là 0,4 T. Diện tích mỗi vòng dây là 50 cm2. Cho khung dây quay đều quanh trục vuông góc với vectơ cảm ứng từ với tốc độ góc là rad/s. Nối khung dây với tụ điện thì tụ điện tích được một lượng điện tích là 3 mC. Giả sử điện trở của khung dây là không đáng kể và ban đầu vectơ cảm ứng từ cùng phương cùng chiều với vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây, điện dung của tụ điện có giá trị là bao nhiêu?
A. 3 F.
B. 3 μF.
C. 6 F.
D. 6 μF.
Câu 4:
Một khung dây kín có 100 vòng, mỗi vòng có diện tích là 80 dm2. Vòng dây được đặt trong từ trường đều sao cho vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây một góc a. Độ lớn cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị trong Hình 12.8. Độ lớn suất điện động cảm ứng trong vòng dây có giá trị là 40 V. Góc a có giá trị là bao nhiêu?
Câu 5:
Để giám sát quá trình hô hấp của bệnh nhân, các nhân viên y tế sử dụng một đai mỏng gồm 250 vòng dây kim loại quấn liên tiếp nhau được buộc xung quanh ngực của bệnh nhân như Hình 12.10. Khi bệnh nhân hít vào, diện tích của các vòng dây tăng lên một lượng 45 cm2. Biết từ trường Trái Đất tại vị trí đang xét được xem gần đúng là đều và có độ lớn cảm ứng từ xấp xỉ 56 mT, các đường sức từ hợp với mặt phẳng cuộn dây một góc 32°. Giả sử thời gian để một bệnh nhân hít vào là 1,5 s, hãy xác định độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình sinh ra bởi cuộn dây trong quá trình nói trên.
Câu 6:
Một vòng dây kín có diện tích 50 dm2 đặt trong từ trường đều sao cho vectơ cảm ứng từ song song và cùng chiều với vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây. Độ lớn cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị trong Hình 12.2. Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong vòng dây bằng bao nhiêu?
A. 2,5 V.
B. -5 V.
C. -2,5 V.
D. 5 V.
Câu 7:
Trong các phát biểu sau, phát biểu nào là đúng?
(1) Độ lớn từ thông qua một mạch kín càng lớn khi số lượng đường sức từ xuyên qua mạch kín này càng nhỏ.
(2) Đơn vị của từ thông là tesla (T).
(3) Khi từ thông qua mặt giới hạn bởi một khung dây dẫn kín biến thiên theo thời gian thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
(4) Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng sinh ra trong một khung dây dẫn kín có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông qua chính khung dây đó.
A. (1), (2).
B. (2), (3).
C. (3), (4).
D. (1), (4).
về câu hỏi!