Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động có đáp án (Vận dụng cao)

Thi Online Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng có đáp án (Vận dụng cao)

Đề số 1

Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động có đáp án (Vận dụng cao)

2118 lượt thi
14 câu hỏi
30 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Ban đầu hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện có điện dung $C = 2 μ F$ . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài l = 20cm, khối lượng m = 20g tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 1T, bỏ qua điện trở.
Lúc sau, để thanh kim loại nghiêng so với phương ngang góc $30^{0}$ , độ lớn và chiều của B như cũ. Đầu AB được được thả từ vị trí cách đầu dưới của thanh kim loại đoạn d = 10cm. Thời gian để AB bắt đầu rời khỏi thanh kim loại là:

A. 0,1s

B. 0,04s

C. 0,2s

D. 0,4s

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có, các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực $\vec{P}$ và lực lorenxơ $\vec{f}$

+ Lực lorenxơ:

$\begin{array}{l} f = B I l \\ I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{C Δ e_{c}}{Δ t} = C B l \frac{Δ v}{Δ t} = C B l a^{'} \end{array}$

Khi hai thanh nghiêng góc $α = 30^{0}$

+ Theo định luật II-Newtơn, ta có:

Phương trình chuyển động của AB:

$P \sin α - f \sin α = m a^{'} \leftrightarrow m g \sin α - C B l a^{'} s i n α = m a^{'} \to a^{'} = \frac{m g \sin α}{m + C B^{2} l^{2} \sin α} \approx 5 m / s^{2}$

Thời gian thanh AB rời khỏi thanh kim loại:

$d = \frac{1}{2} a^{'} t^{2} \to t = \sqrt{\frac{2 d}{a^{'}}} = \sqrt{\frac{2.0, 1}{5}} = 0, 2 s$

Câu 2:

Hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện có điện dung $C = 2 μ F$ . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài $l = 20 c m$ , khối lượng $m = 20 g$ tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không masát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có $B = 1 T$ , bỏ qua điện trở.
Gia tốc của thanh AB là:

A. $5 m / s^{2}$

B. $10 m / s^{2}$

C. $2 m / s^{2}$

D. $4 m / s^{2}$

Xem đáp án

Đáp án B

Ta có, các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực $\vec{P}$ và lực lorenxơ $\vec{f}$

+ Lực lorenxơ:

$\begin{array}{l} f = B I l \\ I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{C Δ e_{c}}{Δ t} = C B l \frac{Δ v}{Δ t} = C B l a \end{array}$

+ Theo định luật II-Newtơn, ta có:

Phương trình chuyển động của AB:

$P - f = m a \leftrightarrow m g - C B l a = m a \to a = \frac{m g}{m + C B^{2} l^{2}} \approx 10 m / s^{2}$

Câu 3:

Thanh MN chiều dài $l = 40 c m$ quay đều quanh trục qua A và vuông góc với thanh trong từ trường đều $B = 0, 25 T$ làm thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng $E = 0, 4 V$
Tốc độ góc của thanh là:

A. 30 rad/s

B. 10 rad/s

C. 20 rad/s

D. 40 rad/s

Xem đáp án

Đáp án C

Xét trong khoảng thời gian ∆t, thanh quét được diện tích: $Δ S = π l^{2} \frac{Δ φ}{2 π} = π l^{2} \frac{ω Δ t}{2 π} = \frac{l^{2} ω}{2} Δ t$

Độ biến thiên từ thông: $ΔΦ = B Δ S c os α = B Δ S$ (vì $c o s α = 1$ )

+ Suất điện động cảm ứng:

$\begin{array}{l} |e_{C}| = \frac{ΔΦ}{Δ t} = \frac{B Δ S}{Δ t} = \frac{B \frac{l^{2} ω}{2} Δ t}{Δ t} = \frac{B l^{2} ω}{2} \\ \to ω = \frac{2 E}{B l^{2}} = \frac{2.0, 4}{0, 25. {(0, 4)}^{2}} = 20 (r a d / s) \end{array}$

Câu 4:

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong $r = 0, 1 Ω$ , thanh MN có chiều dài 1m có điện trở $R = 2, 9 Ω$ . Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ. B = 0,1T
Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía bên phải với vận tốc v = 3m/s sao cho hai đầu thanh MN luôn tiếp xúc hai thanh ray?

A. 0,4A

B. 0,1A

C. 0,5A

D. 0,6A

Xem đáp án

Đáp án D

Dòng điện do nguồn tạo ra:

$I = \frac{E}{R + r} = \frac{1, 5}{2, 9 + 0, 1} = 0, 5 A$

Khi thanh chuyển động về phía bên phải thì trong mạch có dòng điện cảm ứng có chiều từ M đến N và có độ lớn:

$i_{C} = \frac{e_{C}}{R + r} = \frac{B l v}{R + r} = \frac{0, 1.1.3}{2, 9 + 0, 1} = 0, 1 A$

Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra, hai dòng này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế là:

$I_{A} = I + i_{C} = 0, 5 + 0, 1 = 0, 6 A$

Câu 5:

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong $r = 0, 1 Ω$ , thanh MN có chiều dài 1m có điện trở $R = 2, 9 Ω$ . Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ. B = 0,1T
Khi MN di chuyển về phía bên phải với vận tốc v = 3m/s sao cho hai đầu thanh MN luôn tiếp xúc hai thanh ray ? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

A. 0,04N

B. 0,05N

C. 0,01N

D. 0,06N

Xem đáp án

Đáp án D

+ Dòng điện do nguồn tạo ra:

$I = \frac{E}{R + r} = \frac{1, 5}{2, 9 + 0, 1} = 0, 5 A$

+ Khi thanh chuyển động về phía bên phải thì trong mạch có dòng điện cảm ứng có chiều từ M đến N và có độ lớn:

$i_{C} = \frac{e_{C}}{R + r} = \frac{B l v}{R + r} = \frac{0, 1.1.3}{2, 9 + 0, 1} = 0, 1 A$

Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra, hai dòng này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế là: $I_{A} = I + i_{C} = 0, 5 + 0, 1 = 0, 6 A$