Để nghiên cứu cơ chế của các cảm biến theo dõi hô hấp, người ta thiết lập một mô hình thí nghiệm gồm một đai dây dẫn mảnh quấn thành cuộn dây phẳng gồm 100 vòng quanh lồng ngực, tạo thành một mạch kín có tổng điện trở \(1,5{\rm{\Omega }}\). Hệ thống được đặt trong một từ trường đều ổn định có độ lớn \(0,20{\rm{mT}}\), vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây một góc \({30^ \circ }\). Khi hít vào trong thời gian \(2,0{\rm{\;s}}\), diện tích mỗi vòng dây tăng thêm một lượng \(40{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\). Nhiệt lượng tỏa ra trên đai dây trong khoảng thời gian này bằng \(x{.10^{ - 10}}{\rm{\;J}}\). Tìm \(x\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).
Quảng cáo
Trả lời:
Đáp án:
Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) và mặt phẳng vòng dây là \({30^0}\) nên góc hợp bởi \(\vec B\) và pháp tuyến \(\vec n\) là \(\alpha = {90^0} - {30^0} = {60^0}\).
Độ biến thiên từ thông qua toàn bộ cuộn dây:
\(\left| {{\rm{\Delta \Phi }}} \right| = N.B.{\rm{\Delta }}S.{\rm{cos}}\alpha = 100.\left( {0,{{2.10}^{ - 3}}} \right).\left( {{{40.10}^{ - 4}}} \right).{\rm{cos}}\left( {{{60}^0}} \right) = {4.10^{ - 5}}{\rm{\;Wb}}\).
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong đai dây:
\(\left| {{e_c}} \right| = \frac{{\left| {{\rm{\Delta \Phi }}} \right|}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{{{{4.10}^{ - 5}}}}{2} = {2.10^{ - 5}}{\rm{\;V}}\).
Cường độ dòng điện cảm ứng chạy qua mạch:
\(I = \frac{{\left| {{e_c}} \right|}}{R} = \frac{{{{2.10}^{ - 5}}}}{{1,5}} = \frac{4}{3}{.10^{ - 5}}{\rm{\;A}}\).
Nhiệt lượng tỏa ra trên đai dây:
\(Q = {I^2}R{\rm{\Delta }}t = {\left( {\frac{4}{3}{{.10}^{ - 5}}} \right)^2}.1,5.2,0 = \frac{{16}}{3}{.10^{ - 10}} \approx 5,{33.10^{ - 10}}J \Rightarrow x = 5,33\).
Đáp án: 5,33
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
Tốc độ góc của khung dây: \(\omega = 600\)vòng/phút \( = \frac{{600.2\pi }}{{60}} = 20\pi \left( {{\rm{rad}}/{\rm{s}}} \right)\).
Biên độ của suất điện động cảm ứng:
\({E_0} = \omega NBS = 20\pi .200.0,4.\left( {{{25.10}^{ - 4}}} \right) = 4\pi \left( {\rm{V}} \right)\).
Tại thời điểm \(t = 0\), mặt phẳng khung dây song song với các đường sức từ nên góc hợp bởi pháp tuyến \(\vec n\) và \(\vec B\) là \({\alpha _0} = \frac{\pi }{2}\).
Phương trình suất điện động cảm ứng:
\(e = {E_0}{\rm{cos}}\left( {\omega t + {\alpha _0} - \frac{\pi }{2}} \right) = {E_0}{\rm{cos}}\left( {\omega t} \right) = 4\pi {\rm{cos}}\left( {\omega t} \right)\)
Khi khung quay được một góc \({60^{\rm{o}}}\), tương ứng pha quay \(\omega t = \frac{\pi }{3}\), độ lớn suất điện động tức thời là:
\(\left| e \right| = \left| {4\pi {\rm{cos}}\left( {\frac{\pi }{3}} \right)} \right| = 4\pi .0,5 = 2\pi \approx 6{\rm{\;V}}\)
Đáp án: 6
Câu 2
Để hệ thống truyền được năng lượng, dòng điện cấp vào cuộn phát trong đế sạc phải là dòng điện không đổi.
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.
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn thu là do có sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây này.
Dòng điện cảm ứng trong cuộn thu luôn tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường của cuộn phát.
Lời giải
a) Sai. Để tạo ra từ trường biến thiên điều hòa nhằm gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ ở cuộn thu, dòng điện cấp vào cuộn phát phải là dòng điện xoay chiều (biến thiên), không thể là dòng điện không đổi.
b) Đúng. Khi có từ trường biến thiên, trong vật kim loại mỏng sẽ xuất hiện dòng điện Foucault (dòng điện xoáy). Do tác dụng nhiệt của dòng điện này, vật kim loại sẽ nóng lên rất nhanh, gây nguy hiểm.
c) Đúng. Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng (và dòng điện cảm ứng) sinh ra khi có sự biến thiên từ thông qua mạch.
d) Sai. Theo định luật Lenz, từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Nếu từ thông qua cuộn thu đang tăng, từ trường cảm ứng mới ngược chiều; nếu từ thông đang giảm, từ trường cảm ứng sẽ cùng 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.
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.
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.
