Tài liệu ôn luyện Vật lí 11 - Cảm ứng điện từ

Chương V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. Tóm tắt lý thuyết: Từ thông: Xét một diện tích S nằm trong từ trường đều có véc tơ pháp tuyến tạo với từ trường một góc α thì đại lượng Φ = Bscosα Gọi là từ thông qua diện tích S đã cho. Đơn vị của từ thông là vêbe (Wb). Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông biến thiên qua một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Len – xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch. Dòng Faucault là dòng điện xuất hiện trong các vật dẫn khi nó chuyển động trong từ trường hoặc nằm trong từ trường biến thiên. Suất điện động cảm ứng: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. Độ lớn suất điện động cảm ứng suất trong mạch kính tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. Biểu thức: Tự cảm: Từ thông riêng của một ống dây tỉ lệ thuận với dòng điện chạy trong ống: Φ = Li. Hệ số tự cảm L đặc trưng cho khả năng cảm ứng điện từ của ống dây với sự biến thiên từ thông do chính sự thay đổi dòng điện qua mạch. Đơn vị của L là: H (henry). Biểu thức: II. Câu hỏi và bài tập: TỪ THÔNG – CẢM ỨNG TỪ Câu 1. Véc tơ pháp tuyến của diện tích S là véc tơ A. có độ lớn bằng 1 đơn vị và có phương vuông góc với diện tích đã cho. B. có độ lớn bằng 1 đơn vị và song song với diện tích đã cho. C. có độ lớn bằng 1 đơn vị và tạo với diện tích đã cho một góc không đổi. D. có độ lớn bằng hằng số và tạo với diện tích đã cho một góc không đổi. Câu 2. Từ thông qua một diện tích S không phụ thuộc yếu tố nào sau đây? A. độ lớn cảm ứng từ; B. diện tích đang xét; C. góc tạo bởi pháp tuyến và véc tơ cảm ứng từ; D. nhiệt độ môi trường. Câu 3. Cho véc tơ pháp tuyến của diện tích vuông góc với các đường sức từ thì khi độ lớn cảm ứng từ tăng 2 lần, từ thông A. bằng 0. B. tăng 2 lần. C. tăng 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 4. 1 vêbe bằng A. 1 T.m2. B. 1 T/m. C. 1 T.m. D. 1 T/ m2. Câu 5. Điều nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng cảm ứng điện từ? A. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, từ trường có thể sinh ra dòng điện; B. Dòng điện cảm ứng có thể tạo ra từ từ trường của dòng điện hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu; C. Dòng điện cảm ứng trong mạch chỉ tồn tại khi có từ thông biến thiên qua mạch; D. dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín nằm yên trong từ trường không đổi. Câu 6. Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều A. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch. B. hoàn toàn ngẫu nhiên. C. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài. D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài. Câu 7. Dòng điện Foucault không xuất hiện trong trường hợp nào sau đây? A. Khối đồng chuyển động trong từ trường đều cắt các đường sức từ; B. Lá nhôm dao động trong từ trường; C. Khối thủy ngân nằm trong từ trường biến thiên; D. Khối lưu huỳnh nằm trong từ trường biến thiên. Câu 8. Ứng dụng nào sau đây không phải liên quan đến dòng Foucault? A. phanh điện từ; B. nấu chảy kim loại bằng cách để nó trong từ trường biến thiên; C. lõi máy biến thế được ghép từ các lá thép mỏng cách điện với nhau; D. đèn hình TV. Câu 9. Một khung dây dẫn hình vuông cạnh 20 cm nằm trong từ trường đều độ lớn B = 1,2 T sao cho các đường sức vuông góc với mặt khung dây. Từ thông qua khung dây đó là A. 0,048 Wb. B. 24 Wb. C. 480 Wb. D. 0 Wb. Câu 10. Hai khung dây tròn có mặt phẳng song song với nhau đặt trong từ trường đều. Khung dây 1 có đường kính 20 cm và từ thông qua nó là 30 mWb. Cuộn dây 2 có đường kính 40 cm, từ thông qua nó là A. 60 mWb. B. 120 mWb. C. 15 mWb. D. 7,5 mWb. (C) I Câu 11. Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều. Hỏi trường hợp nào dưới đây từ thông qua mạch biến thiên?A. (C) chuyển động tịnh tiếnB. (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng chứa mạchC. (C) chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với đường sức từD. (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với đường sức từ Câu 12. Mạch kín tròn (C) nằm trong cùng mặt phẳng P với dòng điện I (hình vẽ)Hỏi trường hợp nào dưới đây từ thông qua (C) biến thiên?A. dịch chuyển trong mặt phẳng P lại gần I hoặc ra xa IB. dịch chuyển trong mặt phẳng P với vận tốc song song với IC. cố định, dây dẫn thẳng mang dòng điện I chuyển động tịnh tiến dọc theo nóD. quay xung quanh dòng điện thẳng I Câu 13. Định luật Lenxơ là hệ quả của đinh luật bảo toànA. dòng điện B. điện tích C. động lượng D. năng lượng Câu 14. Trong những phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai? a/ Từ thông là một đại lượng luôn luôn dương vị nó tỉ lệ với số đường sức đi qua diện tích có từ thông b/ Từ thông là một đại lượng có hướng c/ Từ thông là một đại lượng vô hướng d/ Từ thông qua một mặt chỉ phụ thuộc vào độ lớn của diện tích mà không phụ thuộc vào độ nghiêng của mặt e/ Từ thông có thể dương, âm hoặc bằng không f/ Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện trong mạch kín khi mạch kín chuyển động g/ Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện trong mạch kín khi nam châm chuyển động truớc mạch kín h/ Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện trong mạch kín khi từ thông qua mạch kín biến thiên theo thời gian SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Câu 1. Suất điện động cảm ứng là suất điện động A. sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín. B. sinh ra dòng điện trong mạch kín. C. được sinh bởi nguồn điện hóa học. D. được sinh bởi dòng điện cảm ứng. Câu 2. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với A. tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ấy. B. độ lớn từ thông qua mạch. C. điện trở của mạch. D. diện tích của mạch. Câu 3. Khi cho nam châm chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ A. hóa năng. B. cơ năng. C. quang năng. D. nhiệt năng. Câu 4. Một khung dây hình vuông cạnh 20 cm nằm toàn độ trong một từ trường đều và vuông góc với các đường cảm ứng. Trong thời gian 1/5 s, cảm ứng từ của từ trường giảm từ 1,2 T về 0. Suất điện động cảm ứng của khung dây trong thời gian đó có độ lớn là A. 240 mV. B. 240 V. C. 2,4 V. D. 1,2 V. Câu 5. Một khung dây hình tròn bán kính 20 cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều mà các đường sức từ vuông với mặt phẳng vòng dây. Trong khi cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T thì trong khung dây có một suất điện động không đổi với độ lớn là 0,2 V. thời gian duy trì suất điện động đó là A. 0,2 s. B. 0,2 π s. C. 4 s. D. chưa đủ dữ kiện để xác định. Câu 6. Một khung dây được đặt cố định trong từ trường đều mà cảm ứng từ có độ lớn ban đầu xác định. Trong thời gian 0,2 s từ trường giảm đều về 0 thì trong thời gian đó khung dây xuất hiện suất điện động với độ lớn 100 mV. Nếu từ trường giảm đều về 0 trong thời gian 0,5 s thì suất điện động trong thời gian đó là A. 40 mV. B. 250 mV. C. 2,5 V. D. 20 mV. Câu 7. Một khung dây dẫn điện trở 2 Ω hình vuông cạch 20 cm nằm trong từ trường đều các cạnh vuông góc với đường sức. Khi cảm ứng từ giảm đều từ 1 T về 0 trong thời gian 0,1 s thì cường độ dòng điện trong dây dẫn là A. 0,2 A. B. 2 A. C. 2 mA. D. 20 mA. Câu 8. Một khung dây dẫn cứng hình chữ nhật có diện tích S = 200cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức của một từ trường đều có B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian 4 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung có giá trị nào sau đây? A. 0,5.10-5 V B. 5.10-5 V C. 0,25.10-5 V D. 2,5.10-5 V Câu 9. Khi một kín phẳng quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đổi chiều một lần trongA. 1 vòng quay B. 2 vòng quay C. ½ vòng quay D. ¼ vòng quay Câu 10. 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 0,05 s, cho độ lớn của B tăng đều từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.A. 1V B. 0,1 V C. 0,01V D. 10V HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Câu 1. Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào A. cường độ dòng điện qua mạch. B. điện trở của mạch. C. chiều dài dây dẫn. D. tiết diện dây dẫn. Câu 2. Điều nào sau đây không đúng khi nói về hệ số tự cảm của ống dây? A. phụ thuộc vào số vòng dây của ống; B. phụ thuộc tiết diện ống; C. không phụ thuộc vào môi trường xung quanh; D. có đơn vị là H (henry). Câu 3. Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây ra bởi A. sự biến thiên của chính cường độ điện trường trong mạch. B. sự chuyển động của nam châm với mạch. C. sự chuyển động của mạch với nam châm. D. sự biến thiên từ trường Trái Đất. Câu 4. Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với A. điện trở của mạch. B. từ thông cực đại qua mạch. C. từ thông cực tiểu qua mạch. D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch. Câu 5. Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với A. cường độ dòng điện qua ống dây. B. bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. C. căn bậc hai lần cường độ dòng điện trong ống dây. D. một trên bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. Câu 6. Phát biểu nào sau đây là sai? Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khiA. dòng điện tăng nhanh B. dòng điện giảm nhanhC. dòng điện có giá trị lớn D. dòng điện biến thiên nhanh Câu 7. Một ống dây có độ tự cảm L, ống thứ hai có số vòng dây gấp đôi và tiết diện bằng một nửa so với ống thứ nhất. Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống thứ hai làA. L B. 2L C. L/2 D. 4L Câu 8. Đơn vị của độ tự cảm là Henri, với 1H bằngA. 1J.A2 B. 1J/A C. 1V.A D. 1V/A Câu 9. Một cuộn cảm có độ tự cảm 100mH, trong đó cường độ dòng điện biến thiên đều với tốc độ 200A/s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn cảm có độ lớn bằng bao nhiêu?A. 10 V B. 20 V C. 0,1 kV D. 2 kV Câu 10. Dòng điện trong một cuộn cảm giảm đều từ 16 A đến 0 trong 0,01 s, suất điện động tự cảm có độ lớn 64 V. Độ tự cảm của cuộn cảm đó làA. 0,032 H B. 0,04 H C. 0,25 H D. 4 H Câu 11. Cuộn cảm có L = 2 mH, trong đó có cường độ dòng điện 10 A. Năng lượng tích luỹ trong cuộn cảm đó là bao nhiêuA. 0,05 J B. 0,5 J C. 1 J D. 0,1 kJ Câu 12. Ống dây 1 có cùng tiết diện với ống dây 2 nhưng chiều dài ống và số vòng dây đều nhiều hơn gấp đôi. Tỉ sộ hệ số tự cảm của ống 1 với ống 2 là A. 1. B. 2. C. 4. D. 8. Câu 13. Một ống dây tiết diện 10 cm2, chiều dài 20 cm và có 1000 vòng dây. Hệ số tự cảm của ống dây (không lõi, đặt trong không khí) là A. 0,2π H. B. 0,2π mH. C. 2 mH. D. 0,2 mH. Câu 14. Một dây dẫn có chiều dài xác định được cuốn trên trên ống dây dài l và tiết diện S thì có hệ số tự cảm 0,2 mH. Nếu cuốn lượng dây dẫn trên trên ống có cùng tiết diện nhưng chiều dài tăng lên gấp đôi thì hệ số tự cảm cảm của ống dây là A. 0,1 H. B. 0,1 mH. C. 0,4 mH. D. 0,2 mH. Câu 15. Một dây dẫn có chiều dài xác định được cuốn trên trên ống dây dài l và bán kính ống r thì có hệ số tự cảm 0,2 mH. Nếu cuốn lượng dây dẫn trên trên ống có cùng chiều dài nhưng tiết diện tăng gấp đôi thì hệ số từ cảm của ống là A. 0,1 mH. B. 0,2 mH. C. 0,4 mH. D. 0,8 mH. Câu 16. Một ống dây có hệ số tự cảm 20 mH đang có dòng điện với cường độ 5 A chạy qua. Trong thời gian 0,1 s dòng điện giảm đều về 0. Độ lớn suất điện động tự cảm của ống dây có độ lớn là A. 100 V. B. 1V. C. 0,1 V. D. 0,01 V. Câu 17. Một ống dây có hệ số tự cảm 0,1 H có dòng điện 200 mA chạy qua. Năng lượng từ tích lũy ở ống dây này là A. 2 mJ. B. 4 mJ. C. 2000 mJ. D. 4 J. Câu 18. Một ống dây 0,4 H đang tích lũy một năng lượng 8 mJ. Dòng điện qua nó là A. 0,2 A. B. 2 A. C. 0,4 A. D. A. Câu 19. Một ống dây có dòng điện 3 A chạy qua thì nó tích lũy một năng lượng từ trường là 10 mJ. Nếu có một dòng điện 9 A chạy qua thì nó tích lũy một năng lượng là A. 30 mJ. B. 60 mJ. C. 90 mJ. D. 10/3 mJ. Câu 20. Suất điện động tự cảm 0,75 V xuất hiện trong một cuộn cảm có độ tự cảm 25 mH ; tại đó cường độ dòng điện giảm từ I xuống 0 trong 0,01 s. Tinh IA. 0,3 A B. 3 A C. 7,5 A D. 0,75 A