Một máy phát điện xoay chiều mini được gắn với một tua-bin gió trên ghi đông xe đạp. Phần ứng của máy phát là một khung dây dẫn kín, phẳng gồm \(200\) vòng, diện tích mỗi vòng là \(25,c{m^2}\). Khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều của một nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ bằng \(0,4,T\). Trục quay của khung nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với các đường sức từ. Khi xe chạy với tốc độ không đổi làm trục máy phát điện quay đều với tốc độ \(600\) vòng/phút. Biết tại thời điểm ban đầu \((t = 0)\), mặt phẳng khung dây song song với các đường sức từ. Khi khung quay được một góc , độ lớn suất điện động tức thời trong khung bằng bao nhiêu volt (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?
Quảng cáo
Trả lời:
Đáp án:
Suất điện động tức thời của máy phát điện xoay chiều:
\(e = {E_0}\cos \theta \) hoặc \(e = {E_0}\sin \theta \) tùy cách chọn gốc pha.
Vì tại \(t = 0\), mặt phẳng khung song song với đường sức từ nên suất điện động có độ lớn cực đại:
\({E_0} = NBS\omega \).
Ta có:
\(N = 200\), \(B = 0,4,T\), \(S = 25,c{m^2} = 2,5 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\).
Tốc độ quay:
\(600\) vòng/phút \( = 10\) vòng/s, nên
\(\omega = 2\pi f = 20\pi ,rad/s\).
Do đó:
\({E_0} = 200 \cdot 0,4 \cdot 2,5 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 20\pi = 4\pi \approx 125,6,V\).
Khi khung quay góc :
là không đúng với gốc pha đã chọn ở đây.
Vì lúc đầu đã cực đại nên sau khi quay góc :
nếu lấy góc quay từ vị trí cực đại, hoặc tương đương
nếu đổi cách nhìn. Tuy nhiên với dữ kiện “mặt phẳng khung song song với đường sức từ” tại \(t = 0\), công thức đúng là
\(e = {E_0}\cos (\omega t)\), nên sau góc quay :
.
Nhưng cần cẩn thận: góc quay của khung là , cũng chính là góc quay của pháp tuyến khung từ vị trí vuông góc với \(\vec B\) sang vị trí hợp với \(\vec B\) góc . Khi đó từ thông là , nên suất điện động có độ lớn
nếu chọn theo biến thiên từ thông từ mốc ban đầu.
Tuy nhiên do đề cho “tại thời điểm ban đầu, mặt phẳng khung song song với các đường sức từ”, tức pháp tuyến vuông góc với \(\vec B\), nên dạng chuẩn là
\(e = NBS\omega \sin \alpha \), với \(\alpha \) là góc giữa pháp tuyến và \(\vec B\).
Sau khi quay , pháp tuyến hợp với \(\vec B\) góc , nên
.
Vậy làm tròn đến hàng đơn vị: \(63,V\).
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Ta có suất điện động cảm ứng trung bình:
\(\mathcal{E} = \frac{{|\Delta \Phi |}}{{\Delta t}}\).
Vì vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây góc nên hợp với pháp tuyến góc .
Do đó từ thông qua mỗi vòng là:
.
Suy ra độ biến thiên từ thông của cả cuộn dây:
.
Thay số:
\(N = 100\), \(B = 0,20,mT = 2 \cdot {10^{ - 4}},T\), \(\Delta S = 40,c{m^2} = 4 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\), \(\Delta t = 2,0,s\).
Ta được:
\(\mathcal{E} = \frac{{100 \cdot 2 \cdot {{10}^{ - 4}} \cdot 4 \cdot {{10}^{ - 3}} \cdot \frac{1}{2}}}{2} = 2 \cdot {10^{ - 5}},V\).
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây:
\(Q = {I^2}Rt = \frac{{{\mathcal{E}^2}}}{R}t\).
Với \(R = 1,5,\Omega \), \(t = 2,s\):
\(Q = \frac{{{{(2 \cdot {{10}^{ - 5}})}^2}}}{{1,5}} \cdot 2 = 5,33 \cdot {10^{ - 10}},J\).
Vậy \(X = 5,33\).
Câu 2
A. \(4,74\)lít.
B. \(12,3\)lít.
C. \(8,74\)lít.
D. \(15,3\)lít.
Lời giải
Đáp án A
Gọi \({V_n}\) là thể tích nước nóng, \({V_l}\) là thể tích nước lạnh. Khi đó:
\({V_n} + {V_l} = 20\).
Cân bằng nhiệt:
\({V_n}(65 - 36) = {V_l}(36 - 27)\).
Suy ra:
\(29{V_n} = 9{V_l}\).
Mà \({V_l} = 20 - {V_n}\), nên:
\(29{V_n} = 9(20 - {V_n})\)
\( \Rightarrow 29{V_n} = 180 - 9{V_n}\)
\( \Rightarrow 38{V_n} = 180\)
\( \Rightarrow {V_n} = \frac{{180}}{{38}} \approx 4,74\) lít.
Vậy chọn A.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
a. Để hệ thống truyền được năng lượng, dòng điện cấp vào cuộn phát trong đế sạc phải là dòng điện không đổi.
b. Khuyến cáo của nhà sản xuất nhằm tránh việc vật kim loại bị nóng lên dưới tác dụng của dòng điện Foucault, có thể gây hỏng thiết bị hoặc gây cháy nổ.
c. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn thu là do có sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây này.
d. Dòng điện cảm ứng trong cuộn thu luôn tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường của cuộn phát.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
a. Dòng điện chạy trong khung dây có chiều từ \(Q\) đến \(P\).
b. Lực từ tác dụng lên cạnh \(PQ\) của khung dây có phương nằm ngang.
c. Độ lớn cảm ứng từ \(B\) là \(0,26,T\).
d. Đòn cân mất trạng thái cân bằng nằm ngang khi có dòng điện chạy qua là do lực từ tác dụng lên cả \(3\) cạnh \(QM\), \(PQ\) và \(NP\) của khung dây.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

