Câu hỏi:

27/09/2025 39 Lưu

Một dây dẫn có tiết diện ngang $S=1{,}2\,\text{mm}^2$, điện trở suất $\rho=1{,}7\cdot10^{-8}\,(\Omega\!\cdot\!\text{m})$ được uốn thành nửa vòng tròn tâm $O$ bán kính $r=24\,\text{cm}$. Hai đoạn dây dẫn $OQ$ và $OP$ cùng loại với dây trên, $OQ$ cố định, $OP$ quay quanh $O$ sao cho $P$ luôn tiếp xúc với cung tròn. Hệ đặt trong từ trường đều $B=0{,}15\,\text{T}$ vuông góc với mặt phẳng chứa nửa vòng tròn. Tại $t_0=0$, $OP$ trùng $OQ$ và nhận gia tốc góc $\gamma$ không đổi. Góc $\alpha=\widehat{POQ}$ mà bán kính $OP$ quét được trong thời gian $t$ thỏa
\[
\alpha=\tfrac12\,\gamma t^2.
\]
Biết rằng sau $1/3$ giây, dòng điện cảm ứng trong mạch có giá trị cực đại.

a) Dòng điện xuất hiện trong khung dây $OPQ$ là dòng điện cảm ứng.
b) Khi $P$ chuyển động từ $Q$ về $A$ thì dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều kim đồng hồ.
c) Giá trị của hằng số $\gamma$ là $18\ (\text{rad/s}^2)$.
d) Dòng điện có giá trị cực đại là $3{,}81$ (A).

Một dây dẫn có tiết diện ngang  , điện trở suất ρ=1,7.10^(-8) (Ω.m) được uốn thành nửa vòng tròn tâm   có bán kính   như hình vẽ.  (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

 

Phát biểu

Đúng

Sai

a

Dòng điện xuất hiện trong khung dây $OPQ$ là dòng điện cảm ứng.

Đ

 

b

Khi $P$ đi từ $Q$ về $A$ thì dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ.

 

S

c

Giá trị của hằng số $\gamma$ là $18\ (\text{rad/s}^2)$.

 

S

d

Dòng điện có giá trị cực đại là $3{,}81$ A.

Đ

 

a) Đúng.

b) Sai. Khi $P$ đi từ $Q$ về $A$ thì từ thông tăng, vectơ cảm ứng từ $\vec B_c$ của dòng cảm ứng hướng ngược chiều $\vec B$. Dùng quy tắc nắm tay phải, dòng cảm ứng có chiều \emph{ngược} chiều kim đồng hồ.

c) Sai.
- Tại thời điểm $t$, từ thông qua mạch:
\[
\Phi=B\Delta S = B\cdot\frac{r^2\alpha}{2}
= B\cdot\frac{r^2}{2}\cdot\frac{\gamma t^2}{2}
= \frac14\,B r^2\gamma t^2.
\]
- Suất điện động cảm ứng:
\[
e=\Phi'=\frac12\,B r^2\gamma t.
\]
- Điện trở mạch (gồm cung $PQ$ dài $\tfrac{\pi r}{2}$ và hai bán kính có tổng chiều dài $2r$):
\[
R=\rho\frac{\ell}{S}
=\rho\frac{\tfrac{\pi r}{2}+2r}{S}
=\frac{\rho r}{2S}\,(\,4+\gamma t^2\,)\qquad(\text{vì } \alpha=\tfrac12\gamma t^2).
\]
- Dòng điện cảm ứng:
\[
I=\frac{e}{R}
=\frac{B r\gamma S}{\rho}\cdot\frac{1}{\frac{4}{t}+\gamma t}.
\]
Theo bất đẳng thức Cauchy, $I$ cực đại khi $\dfrac{4}{t}=\gamma t\ \Rightarrow\ \gamma=\dfrac{4}{t^2}$. Với $t=\dfrac{1}{3}\ \text{s}$:
\[
\gamma=\frac{4}{(1/3)^2}=36\ \text{rad/s}^2.
\]

d) Đúng. Khi $I=I_{\max}$, thay $\gamma=\dfrac{4}{t^2}$ vào biểu thức trên được
\[
I_{\max}=\frac{B r S}{2\rho t}.
\]
Thay số: $B=0{,}15\ \text{T}$, $r=0{,}24\ \text{m}$, $S=1{,}2\cdot10^{-6}\ \text{m}^2$, $\rho=1{,}7\cdot10^{-8}\ \Omega\!\cdot\!\text{m}$, $t=\dfrac{1}{3}\ \text{s}$:
\[
I_{\max}\approx
\frac{0{,}15\cdot0{,}24\cdot1{,}2\cdot10^{-6}}{2\cdot1{,}7\cdot10^{-8}\cdot(1/3)}
\approx 3{,}81\ \text{A}.
\]

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

 

Phát biểu

Đúng

Sai

a

Trong khoảng thời gian từ 6 phút đến 12 phút lượng nước trong thí nghiệm đang ở thể rắn.

 

S

b

Công suất toả nhiệt trong giai đoạn AB lớn hơn công suất toả nhiệt trong giai đoạn CD.

Đ

 

c

Trong giai đoạn BC khối nước thu một nhiệt lượng \(167\ \text{kJ}\).

 

S

d

Tổng nhiệt lượng khối nước toả ra từ 0 đến 18 phút là \(-188\ \text{kJ}\).

Đ

 

a) Sai. Trong giai đoạn \(BC\), nước tồn tại đồng thời ở hai pha rắn–lỏng (đang đông đặc).

b) Đúng. Công suất toả nhiệt trung bình:
\[
\frac{P_{AB}}{P_{CD}}
=\frac{Q_{AB}/t_{AB}}{Q_{CD}/t_{CD}}
=\frac{m c_n (t_B-t_A)}{m c_{nd}(t_D-t_C)}\cdot\frac{t_{CD}}{t_{AB}}
=\frac{4200\cdot(8)}{2100\cdot(4)}\cdot\frac{6}{6}=4.
\]
Vậy \(P_{AB}\) lớn hơn \(P_{CD}\).

c) Sai. Trong giai đoạn \(BC\) (đông đặc), khối nước \emph{toả} nhiệt có độ lớn
\[
|Q|=\lambda m=334\cdot 10^{3}\cdot 0{,}5=1{,}67\cdot 10^{5}\ \text{J}=167\ \text{kJ},
\]
không phải “thu” nhiệt.

d) Đúng. Tổng nhiệt lượng trao đổi từ \(0\) đến \(18\) phút:
\[
Q=m c_n (t_B-t_A)-\lambda m+m c_{nd}(t_D-t_C)
=0{,}5\cdot 4200\cdot(0-8)-334\cdot 10^{3}\cdot 0{,}5
+0{,}5\cdot 2100\cdot(-4-0)
=-188000\ \text{J}=-188\ \text{kJ}.
\]

Câu 2

A. Li độ dao động sớm pha π2  so với vận tốc.        

B. Li độ dao động ngược pha so với gia tốc.

C. Gia tốc dao động trễ pha π2  so với vận tốc.         
D. Gia tốc dao động ngược pha so với vận tốc.

Lời giải

Đáp án đúng là B

Câu 3

A. 62,7 kJ.                       
B. 112,86 kJ.                  
C. 254,98 kJ.                        
D.  142,12 kJ.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP