Ở bài trước, chúng ta khảo sát định tính về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng. Vậy về mặt định lượng thì dòng điện cảm ứng có độ lớn bằng bao nhiêu và được xác định như thế nào?
Mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 24: Suất điện động cảm ứng để tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên nhé. Chúc các em học tốt !
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
Suất điện động cảm ứng trong 1 mạch kín
Suất điện động cảm ứng: \({e_C} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}\)
Nếu chỉ xét về độ lớn của \({e_C}\) thì:
\(\left| {{e_C}} \right| = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right|\)
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó
Sự xuất hiện dấu (-) trong biểu thức của \({e_C}\) là phù hợp với định luật Len-xơ.
Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín.
Nếu \(\Phi \) tăng thì \({e_C}\) < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược chiều với chiều của mạch.
Nếu \(\Phi \) giảm thì \({e_C}\) > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) cùng chiều với chiều của mạch.
Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng.
Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng
Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng \(i = 2A\) và điện trở của mạch \(r = 5 \Omega\).
Ta có:
Suất điện động cảm ứng:
\(e_c = ri = 5.2 = 10V\)
Mặt khác \(e_c =|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|=\frac{\Delta B }{\Delta t}.S\)
Suy ra: \(\frac{\Delta B }{\Delta t}=\frac{e_{c}}{S}=\frac{10}{0,1^{2}}=10^3T/s\)
Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05s cho độ lớn của tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Độ biến thiên của từ thông : \(\Delta \Phi {\rm{ }} = \Delta B.S{\rm{ }} = \Delta B.{a^2}\)
Suất điện động cảm ứng : \(|e_c| =|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|=\frac{0,5}{0,05}.(10^{-1})^2 = 0,1V\)
Qua bài giảng Suất điện động cảm ứng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Viết được công thức tính suất điện động cảm ứng.
Vận dụng thành thạo định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng, công thức tính suất điện động cảm ứng để làm các bài tập đơn giản.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 24 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một khung dây dẫn phẳng, diện tích 50cm2 gồm 20 vòng đặt trong 1 từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp vs mặt phẳng khung dây góc 30o và có độ lớn \({4.10^{ - 4}}T\) . Khi khung dây chuyển động tịnh tiến trong từ trường trong khoảng thời gian 0,1s. Tính suất điện động cảm ứng xuât hiện trong khung trong thời gian từ trường biến đổi.
Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05s cho độ lớn của tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng \(i = 2A\) và điện trở của mạch \(r = 5 \Omega\).
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 24để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 152 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 193 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 193 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 193 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 193 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 24.1 trang 61 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.2 trang 61 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.3 trang 61 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.4 trang 62 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.5 trang 62 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.6 trang 62 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.7 trang 63 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.8 trang 63 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.9 trang 63 SBT Vật lý 11
Bài tập 24.10* trang 63 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Một khung dây dẫn phẳng, diện tích 50cm2 gồm 20 vòng đặt trong 1 từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp vs mặt phẳng khung dây góc 30o và có độ lớn \({4.10^{ - 4}}T\) . Khi khung dây chuyển động tịnh tiến trong từ trường trong khoảng thời gian 0,1s. Tính suất điện động cảm ứng xuât hiện trong khung trong thời gian từ trường biến đổi.
Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05s cho độ lớn của tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng \(i = 2A\) và điện trở của mạch \(r = 5 \Omega\).
Khi một mạch kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đối chiều một lần trong.
Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ:
Một khung dây dẫn tròn có diện tích 60cm2, đặt tỏng từ trường đều. Góc giữa và mặt phẳng khung dây là 300. Trong thời gian 0,01s từ trường tăng đều từ 0 lên 0,02T. suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là 0,6V. Khung dây trên gồm
Một khung dây phẳng, diện tích 20cm2, gồm 10 vòng dây đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B=2.10-4T, góc giữa và vecto pháp tuyến của mặt phẳng khung dây là 600. Làm cho từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,01s. Độ lớn của suất điện động cam rứng sinh ra trong khung dây là
Khi từ rường qua một cuộn dây gồm 100 vòng dây biến thiên, suất điện động cảm ứng xuất hiện trên mỗi vòng dây là 0,02mV. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên cuộn dây có giá trị là
Một nam châm thẳng có từ trường hướng vào lòng ống dây. Trong trường hợp nào dưới đây suất điện động trong ống dây lớn nhất?
Suất điện động cảm ứng trong mạch tỉ lệ với
Phát biểu các định nghĩa:
- Suất điện động cảm ứng;
- Tốc độ biến thiên từ thông.
Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?
Phát biểu nào dưới đây là đúng?
Khi một mạch kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đối chiều một lần trong.
A. 1 vòng quay
B. 2 vòng quay
C. vòng quay
D. vòng quay
Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng \(i = 2A\) và điện trở của mạch \(r = 5 \Omega\).
Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05s cho độ lớn của tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Một mạch kín tròn C bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ lúc đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa C (Hình 24.4). Cho C quay đều xung quanh trục \(\Delta\) cố định đi qua tâm của C và nằm trong mặt phẳng chứa C ; tốc độ quay là không đổi.
Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong C.
Chọn phương án đúng
Thanh dẫn điện MN trên hình 39.7 chuyển động
A. Theo chiều c(nghĩa là theo chiều ngón cái của bàn tay phải choãi ra 90o)
B. Ngược chiều với c
C. Theo chiều \(\vec B\)
D. Ngược chiều \(\vec B\)
Một thanh dẫn điện dài 20cm tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với vectơ cảm ứng từ và có độ lớn bằng 5 m/s. Tính suất điện dộng cảm ứng trong thanh.
Một thanh dẫn điện dài 20 cm được nối hai đầu của nó với hai đầu của một đoạn mạch điện có điện trở 0,5 Ω. Cho thanh tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08T với vận tốc 7m/s. Hỏi số chỉ của ampe kế đặt trong mạch điện đó là bao nhiêu? Cho biết vectơ vận tốc của thanh vuông góc với các đường sức từ và điện trở của thanh rất nhỏ.
Một thanh dẫn diện tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ bằng 0,4T. Vectơ vận tốc của thanh hợp với đường sức từ một góc 30°. Thanh dài 40cm. Một vôn kế nối với hai đầu thanh chỉ 0,2V. Tính tốc độ của thanh.
Câu nào dưới đây nói về suất điện động cảm ứng là không đúng ?
A. Là suất điện động trong mạch kín khi từ thông qua mạch kín biến thiên.
B. Là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
C. Là suất điện động có độ lớn không đổi và tuân theo định luật Ôm toàn mạch.
D. Là suất điện động có độ lớn tuân theo định luật Fa-ra-đây và có chiều phù hợp với định luật Len-xơ.
Công thức nào dưới đây biểu diễn đúng và đủ định luật Fa-ra-đây về suất điện động cảm ứng ec , với Δφ là độ biến thiên từ thông qua mạch kín trong khoảng thời gian Δt?
\(\begin{array}{l} A.\;{e_c} = \frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}\\ B.\;{e_c} = - \frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}\\ C.\;{e_c} = \left| {\frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right|\\ D.\;{e_c} = - \left| {\frac{{{\rm{\Delta \Phi }}}}{{{\rm{\Delta }}t}}} \right| \end{array}\)
Một thanh kim loại dài 10 cm chuyển động với vận tốc 15 m/s theo phương vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 100 mT. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong thanh kim loại này.
A. 0,15V B. 2,5V
C. 1,5V D. 4,5V
Một cuộn dây dẫn dẹt có đường kính 10 cm gồm 500 vòng dây được đặt trong từ trường. Xác định suất điện động cảm ứng trong cuộn dây dẫn này, nếu độ lớn của cảm ứng từ tăng từ 0 đến 2,0 T trong khoảng thời gian 0,10 s.
A. 7,5V B. 78,5 mV
C. 78,5V D. 6,75V
Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm, quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của thanh. Trục quay song song với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 50μT. Xác định tốc độ quay của thanh kim loại sao cho giữa hai đầu thanh này xuất hiện một hiệu điện thế 1,0 mV.
A. 6 vòng/giây B. 6 vòng/phút
C. 3,9 rad/s D. 40 rad/s
Một khung dây dẫn cứng hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, đặt ở vị trí tại đó mặt phẳng khung dây song song với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 10 mT. Xác định chiều và độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung dây này khi khung dây quay đều quanh trục của nó trong 4,0 s đến vị trí tại đó mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ.
Hai thanh đồng song song T1 và T2 nằm trong mặt phẳng ngang, có hai đầu P và Q nối với nhau bằng một dây dẫn, được đặt vuông góc với các đường sức của một từ trường đều hướng thẳng đứng lên trên và có cảm ứng từ 0,20 T (Hình 24.1). Một thanh đồng MN dài 20 cm đặt tựa vuông góc trên hai thanh T1 và T2, chuyển động tịnh tiến dọc theo hai thanh này với vận tốc không đổi u = 1,2 m/s. Xác định :
a) Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh đồng MN.
b) Chiều của dòng điện cảm ứng chạy trong thanh đồng MN.
Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 100 cm2. Ống dây có điện trở 16Ω, hai đầu dây nối đoản mạch và được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) hướng song song với trục của ống dây và có độ lớn tăng đều 4,0.10-2 T/s. Xác định công suất toả nhiệt trong ống dây dẫn này.
Một cuộn dây dẫn dẹt gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng có đường kính 20 cm, mỗi mét dài của dây dẫn có điện trở 0,50 Ω. Cuộn dây được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ hướng vuông góc với mặt phẳng của các vòng dây dẫn và có độ lớn giảm đều từ 1,0 mT đến 0 trong khoảng thời gian 10 ms. Xác định cường độ dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn này
Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng có đường kính 10 cm, được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) hướng song song với trục của ống dây và độ lớn của cảm ứng từ tăng đều theo thời gian với quy luật \(\frac{{{\rm{\Delta }}B}}{{{\rm{\Delta }}t}} = 0,010{\rm{ }}T/s\) . Cho biết dây dẫn có tiết diện 0,40 mm2 và có điện trở suất 1,75.10-8 Ω.m. Xác định :
a) Năng lượng của một tụ điện có điện dung 10μF khi nối tụ điện này với hai đầu của ống dây dẫn .
b) Công suất toả nhiệt trong ống dây dẫn khi nối đoản mạch hai đầu của ống dây dẫn này.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
a) Tìm suất điện động cảm ứng trong khung.
b) Cường độ dòng điện cảm ứng và cho biết chiều?
Câu trả lời của bạn
a) Suất điện động cảm ứng trong thanh:
\({{e}_{C}}=B.v.l\sin \alpha =0,4.0,2.12.\sin {{90}^{0}}=0,96\,\,\left( \text{V} \right)\)
b) Dòng điện trong mạch: \({{I}_{C}}=\frac{{{e}_{C}}}{R}=0,32\,\,\left( \text{A} \right)\)
Áp dụng quy tắc bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng đi qua thanh AB theo chiều từ A đến B.
Câu trả lời của bạn
\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} \sin i = n\sin r\\ r + r' = A\\ \sin i' = n\sin r' \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} r = 23,{69^0}\\ r' = 6,{31^0}\\ i' = 10,{133^0} \end{array} \right.\\ \Rightarrow D = i + i' - A = {20^0}7' \end{array}\)
a) Xác định chiều dòng điện qua R.
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính \({{U}_{AB}}.\)
c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc \(\alpha ={{60}^{0}}.\) Độ lớn và chiều của \(\overrightarrow{B}\) vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và UAB.
Câu trả lời của bạn
a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) ngược chiều \(\overrightarrow{B}\) (Hình vẽ).
Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ \(A\to B\).
b) Ngày sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực \(P=mg\) nên thanh chuyển động nhanh dần \(\to v\) tăng dần.
- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ \(F=BIl\) có hướng đi lên.
- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: \(e=\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}=Blv\) nên
\(I=\frac{e}{R+r}=\frac{Blv}{R+r}\to F=\frac{{{B}^{2}}{{l}^{2}}v}{R+r}\)
- Cho nên khi v tăng đều thì F tăng dần \(\to \) tồn tại thời điểm mà \(F=P\). Khi đó thanh chuyển động đều.
- Khi thanh chuyển động đều thì:
\(F=mg\Leftrightarrow \frac{{{B}^{2}}{{l}^{2}}v}{R+r}=mg\Leftrightarrow v=\frac{\left( R+r \right)mg}{{{B}^{2}}{{l}^{2}}}=\frac{\left( 0,5+0,5 \right){{.2.10}^{-3}}.9,8}{0,{{2}^{2}}.0,{{14}^{2}}}=25\,\,\left( \text{m/s} \right)\)
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: \({{U}_{AB}}=I.R=\frac{Blv}{R+r}.R=\frac{0,2.0,14.25}{0,5+0,5}.0,5=0,35\,\,\left( \text{V} \right)\)
c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ bên:
- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi ta thay P bằng Psina, thay B bằng B1 với \({{B}_{1}}=B\sin a.\)
- Lập luận tương tự ta có: \(F=mg\sin \alpha \Rightarrow \frac{{{\left( B\sin \alpha \right)}^{2}}{{l}^{2}}v}{R+r}=mg\sin \alpha .\)
\(\Rightarrow v=\frac{\left( R+r \right)mg\sin \alpha }{{{\left( B\sin \alpha \right)}^{2}}{{l}^{2}}}=\frac{\left( 0,5+0,5 \right){{.2.10}^{-3}}.9,8.\sin {{60}^{0}}}{{{\left( 0,2.\sin {{60}^{0}} \right)}^{2}}.0,{{14}^{2}}}=28,87\,\,\left( \text{m/s} \right)\)
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:
\({{U}_{AB}}=I.R=\frac{B\sin \alpha .lv}{R+r}.R=\frac{0,2.\sin {{60}^{0}}.0,14.28,87}{0,5+0,5}.0,5=0,35\,\,\left( \text{V} \right)\)
a. Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.
b. Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía phải với vận tốc \(\operatorname{v}=3\,\,m/s\) sao cho hai đầu MN luôn tiếp xúc với hai thanh đỡ bằng kim loại? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.
c. Muốn Ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phía nào với vận tốc là bao nhiêu?
Câu trả lời của bạn
a) Khi thanh MN đứng yên thì trong mạch không có dòng cảm ứng nên số chỉ ampe kế là: \(I=\frac{E}{R+r}=0,5\,\,\text{A}\)
+ Độ lớn từ tác dụng lên thanh MN: \(F=B.I.l=0,05\,\,\text{N}\)
b) Khi thanh chuyển động về phía phải thì trong mạch có dòng cảm ứng có chiều từ M đến N và có độ lớn được xác định theo công thức: \({{i}_{C}}=\frac{{{e}_{C}}}{R+r}=\frac{Blv}{R+r}=0,1\,\,\text{A}.\)
+ Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng do cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra, hai dòng điện này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế chính là tổng của hai dòng này, do đó: \({{I}_{A}}=I+{{i}_{C}}=0,6\,\,\text{A}\)
+ Lực từ tác dụng lên thanh MN khi này là: \(F=B.{{I}_{A}}.l=0,06\,\,\text{N}.\)
c) Muốn ampe kế chỉ số 0 thì \({{i}_{C}}\) phải có độ lớn bằng \(I=0,5\,\,\text{A}\) và dòng \({{i}_{C}}\) phải ngược chiều với dòng i, tức dòng \({{i}_{C}}\) có chiều từ N đến M vậy suy ra thanh MN phải chuyển động sang trái.
Gọi v là vận tốc của thanh MN, ta có: \({{i}_{C}}=\frac{Blv}{R+r}\Rightarrow v=\frac{{{i}_{C}}\left( R+r \right)}{Bl}=15\,\,\text{m/s}\)
Câu trả lời của bạn
+ Vì chiếu tia tới vuông góc với mặt nên \({{i}_{1}}=0{}^\circ \Rightarrow A={{r}_{1}}+{{r}_{2}}={{r}_{2}}\)
+ Mà: \(D={{i}_{1}}+{{i}_{2}}-A=15\Rightarrow {{i}_{2}}=15+A\)
+ \(\sin {{i}_{2}}=n\sin {{r}_{2}}\Rightarrow \sin \left( 15+A \right)=1,5\sin A\)
\(\Rightarrow \sin 15\cos A+\cos 15\sin A=\frac{4}{3}\sin A\)
\(\Rightarrow \tan A=\frac{\sin 15}{\left( \frac{4}{3}-\cos 15 \right)}=0,7044\Rightarrow A=35{}^\circ {9}'\)
Câu trả lời của bạn
+ Để có tia sáng ló ra khỏi lăng kính thì \({{i}_{1}}\ge {{i}_{0}}\)
Với \(\sin {{i}_{0}}=n\sin \left( A-{{i}_{gh}} \right)=1,5.\sin \left( 30-arcsin\left( \frac{1}{1,5} \right) \right)=-0,307\)
\({{i}_{1}}\ge -17,87{}^\circ .\)
+ Vậy để có tia ló ra thì góc tới phải thỏa mãn \(-17,87{}^\circ \le {{i}_{1}}\le 90{}^\circ .\)
a) Tia sáng SI có góc lệch cực tiểu.
b) Không có tia ló.
Câu trả lời của bạn
a)
+ Ta có: \(A=60{}^\circ \), để tia sáng SI có góc lệch cực tiểu thì
\(\sin i=n\sin \frac{A}{2}=\sqrt{2}.\sin 30{}^\circ =\frac{\sqrt{2}}{2}\Rightarrow i=45{}^\circ \)
b)
+ Để không có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia sáng phải bị phản xạ toàn phần tại mặt thứ 2
\(\Rightarrow {{r}_{2}}\ge {{i}_{gh}}\Rightarrow \sin {{r}_{2}}\ge \sin {{i}_{gh}}=\frac{1}{n}=\frac{1}{\sqrt{2}}\)
\(\Rightarrow \sin \left( 60-{{r}_{1}} \right)\ge \frac{1}{\sqrt{2}}\Rightarrow 60-{{r}_{1}}\ge 45{}^\circ \Rightarrow {{r}_{1}}\le 15{}^\circ \)
\(\Rightarrow sin{{r}_{1}}\le \sin 15{}^\circ \Rightarrow \frac{\sin {{i}_{1}}}{n}\le \sin 15{}^\circ \Rightarrow \sin {{i}_{1}}\le \sqrt{2}\sin 15{}^\circ \Rightarrow {{i}_{1}}\le 21,47{}^\circ \)
Câu trả lời của bạn
+ Vì tia SI song song với mặt đáy BC nên góc tới lăng kính là \({{i}_{1}}=\frac{A}{2}=45{}^\circ \).
+ Tại I ta có: \(\sin {{i}_{1}}=n\sin {{r}_{1}}\Rightarrow \sin r=\frac{\sqrt{2}}{2.1,5}=0,4714\Rightarrow {{r}_{1}}=28,12{}^\circ \)
+ Tia khúc xạ cắt BC tại H với góc tới \({{H}_{1}}=B+{{r}_{1}}=45+28,12=73,12{}^\circ \)
+ Góc giới hạn phản xạ toàn phần tại H là \(\sin {{i}_{gh}}=\frac{1}{1,5}\Rightarrow {{i}_{gh}}=48,8{}^\circ \)
+ Vì \({{H}_{1}}>{{i}_{gh}}\) nên xảy ra phản xạ toàn phần tại H, cho tia xạ HK với góc phản xạ là: \({{H}_{1}}={{H}_{2}}=73,12{}^\circ \)
+ Tia phản xạ từ H gặp mặt AC tại K với góc tới
\({{K}_{1}}={{H}_{2}}-C=73,12-45=28,12{}^\circ ={{r}_{1}}\)
+ Vì \({{K}_{1}}<{{i}_{gh}}\) nên có khúc xạ tại K cho tia ló ra khỏi lăng kính KQ với góc khúc xạ \({{i}_{2}}\).
+ \(\sin {{i}_{2}}=n\sin {{K}_{1}}=n\sin {{r}_{1}}=\frac{\sqrt{2}}{2}\Rightarrow {{i}_{1}}={{i}_{2}}=45{}^\circ \).
Vậy tia ló ra khỏi lăng kính KQ song song với tia tới SI.
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({{Z}_{L}}=\omega L=100\Omega ;{{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=40\Omega \)
R thay đổi để Pmax → \({{R}_{0}}=\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|=60\Omega \)
Khi đó: \({{P}_{\max }}=\frac{{{U}^{2}}}{2{{R}_{0}}}=\frac{{{120}^{2}}}{2.60}=120V\)
Câu trả lời của bạn
Với R1 và R2 mạch có cùng công suất \(\Rightarrow {{R}_{1}}{{R}_{2}}=R_{0}^{2}=Z_{L}^{2}=100V\Rightarrow {{R}_{2}}=\frac{100}{{{R}_{1}}}\)
Theo bài ra: \({{U}_{L({{R}_{1}})}}=2{{U}_{L({{R}_{2}})}}\Rightarrow \frac{U.{{Z}_{L}}}{\sqrt{R_{1}^{2}+Z_{L}^{2}}}=2.\frac{U.{{Z}_{L}}}{\sqrt{R_{2}^{2}+Z_{L}^{2}}}\Rightarrow R_{2}^{2}+{{10}^{2}}=4\left( R_{1}^{2}+{{10}^{2}} \right)\)
\(\Rightarrow {{R}_{1}}=5\Omega ;{{R}_{2}}=20\Omega \)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({{Z}_{L}}=\omega L=100\Omega ;{{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=50\Omega \)
R thay đổi để Pmax → \({{R}_{0}}=\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|=50\Omega \)
Khi đó: \({{P}_{\max }}=\frac{{{U}^{2}}}{2{{R}_{0}}}=\frac{{{120}^{2}}}{2.50}=100V\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({{Z}_{L}}=\omega L=50\Omega ;{{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=100\Omega \)
R thay đổi để Pmax ⇒ \({{R}_{0}}=\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|=50\Omega \)
Khi đó: \({{P}_{\max }}=\frac{{{U}^{2}}}{2{{R}_{0}}}=144W\Rightarrow U=120V\)
Câu trả lời của bạn
Khi R = 100W thì Pmax \(\Rightarrow {{R}_{0}}=100=\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|\Rightarrow \tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=1\Rightarrow \varphi =\pm \frac{\pi }{4}\)
Công suất tiêu thụ cực đại của mạch: Pmax = \(\frac{{{U}^{2}}}{2.{{R}_{0}}}=\frac{{{100}^{2}}}{2.100}=50W\)
Cường độ dòng điện hiệu dụng \(I=\frac{U}{Z}=\frac{100}{100\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}(A)\)
Cường độ dòng điện cực đại qua mạch là \({{I}_{0}}=I\sqrt{2}=1(A)\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({{U}_{R}}=50V;{{U}_{C}}=90V;{{U}_{L}}=40V\)
Điện áp toàn mạch: \({{U}_{m}}=\sqrt{U_{R}^{2}+{{\left( {{U}_{L}}-{{U}_{C}} \right)}^{2}}}=50\sqrt{2}V\)
Mà \(\frac{{{U}_{R}}}{{{U}_{C}}}=\frac{R}{{{Z}_{C}}}=\frac{5}{9};\frac{{{U}_{R}}}{{{U}_{L}}}=\frac{R}{{{Z}_{L}}}=\frac{5}{4}\)
Khi R’ = 2R ⇒ \(\frac{U_{R}^{'}}{U_{C}^{'}}=\frac{R'}{{{Z}_{C}}}=\frac{2R}{{{Z}_{C}}}=\frac{10}{9}\Rightarrow U_{C}^{'}=\frac{9}{10}U_{R}^{'}\)
Tương tự: \(\frac{U_{R}^{'}}{U_{L}^{'}}=\frac{R'}{{{Z}_{L}}}=\frac{10}{4}\Rightarrow U_{L}^{'}=\frac{4}{10}U_{R}^{'}\)
\(\Rightarrow {{U}^{2}}=U_{R}^{'2}+{{\left( U_{L}^{'}-U_{C}^{'} \right)}^{2}}={{\left( 50\sqrt{2} \right)}^{2}}\Rightarrow U_{R}^{'}=63,2V\)
Câu trả lời của bạn
Vì \({{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}}=-\pi /2\Rightarrow \tan {{\varphi }_{1}}.\tan {{\varphi }_{2}}=-1\Rightarrow \frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{{{R}_{1}}}.\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{{{R}_{2}}}=1\)
\(\left| {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right|=\sqrt{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}=66\Rightarrow {{Z}_{L}}=144-66=78\Omega \)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(P={{I}^{2}}R=\frac{{{U}^{2}}R}{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}\)
\(\Rightarrow P.{{R}^{2}}-{{U}^{2}}R+P{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}=0\)
Theo định lý Vi-ét: \({{R}_{1}}+{{R}_{2}}=\frac{{{U}^{2}}}{P}\Rightarrow P=\frac{{{120}^{2}}}{38+22}=240W\)
Câu trả lời của bạn
Độ lệch pha: \(\varphi ={{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}=-\frac{\pi }{6}\)
Công suất tiêu thụ của mạch: \(P=UI\cos \varphi =50\sqrt{2}.\sqrt{2}\cos \left( \frac{-\pi }{6} \right)=50\sqrt{3}\left( W \right)\)
Câu trả lời của bạn
Khi R tăng lên thì công suất tăng đến một giá trị ực đại rồi giảm
Câu trả lời của bạn
Ta có cảm kháng của cuộn dây là: \({{Z}_{L}}=\omega L=100\left( \Omega \right)\) và dung kháng của tụ điện là \){{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=40\left( \Omega \right)\)
Công suất của đoạn mạch: \(P={{I}^{2}}R=\frac{{{U}^{2}}}{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}.R\Rightarrow P.{{R}^{2}}-{{U}^{2}}.R+P{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}=0\)
Thay số vào \(45.{{R}^{2}}-{{75}^{2}}.R+{{45.60}^{2}}=0\Rightarrow {{R}_{1}}=45\Omega ;{{R}_{2}}=80\Omega \)
Câu trả lời của bạn
Cảm kháng của cuộn dây là: \({{Z}_{L}}=\omega L=140\left( \Omega \right)\) và dung kháng của tụ điện là \){{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=200\left( \Omega \right)\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch: \(P={{I}^{2}}R=\frac{{{U}^{2}}}{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}.R\Rightarrow P.{{R}^{2}}-{{U}^{2}}.R+P{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}=0\)
Thay số vào \(45.{{R}^{2}}-80.{{R}^{2}}+{{100}^{2}}R+{{80.60}^{2}}=0\Rightarrow {{R}_{1}}=45\Omega ;{{R}_{2}}=80\Omega \)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *