Câu hỏi:

26/04/2026 220 Lưu

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 \(25{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\). Khung dây dẫn được đặt trong từ trường đều của một nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ bằng \(0,4{\rm{T}}\). 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 \({60^{\rm{o}}}\), 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:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

6

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 HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

A.

Để hệ thống truyền được năng lượng, dòng điện cấp vào cuộn phát trong đế sạc phải là dòng điện không đổi.

Đúng
Sai
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.

Đúng
Sai
C.

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn thu là do có sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây này.

Đúng
Sai
D.

Dòng điện cảm ứng trong cuộn thu luôn tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường của cuộn phát.

Đúng
Sai

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

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

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.

Nâng cấp VIP