Nội dung ôn tập Vật lí Lớp 11 - Chương V: Cảm ứng điện từ

ÔN TẬP CHƯƠNG V - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Lý thuyết
Từ thông. 
Một đường cong kín (C) giới hạn một phần mặt phẳng có diện tích S. Mặt S đặt trong một từ trường đều B, sao cho vectơ pháp tuyến dương n của mặt S hợp với B một góc α. Từ thông qua mặt S là đại lượng, kí hiệu F, được xác định bởi:	Φ = BS cosα
Tùy thuộc vào góc α là góc nhọn, tù hay vuông mà từ thông có giá trị tương ứng dương, âm hoặc bằng 0.
Đơn vị từ thông: 	vêbe (Wb).
Hiện tượng cảm ứng điện từ
Khi có sự biến thiên của từ thông qua một mạch kín thì trong mạch kín xuất hiện một dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kín ấy được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Chú ý: Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng
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 kín.
Suất điện động cảm ứng
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín (ec).
Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.
Chiều của suất điện động cảm ứng tuân theo định luật Len-xơ.
Nếu F tăng thì ec < 0 : Chiều suất điện động cảm ứng ngược chiều mạch.
Nếu F giảm thì ec > 0 : Chiều suất điện động cảm ứng cùng chiều mạch.
Hiện tượng tự cảm
Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây bởi từ trường của dòng điện trong mạch kín đó. 	Φ = Li
Hệ số tỉ lệ L chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín, gọi là độ tự cảm của mạch kín. Đơn vị: henry (H)
Với ống dây (không có lõi sắt) đặt trong không khí: 
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
Suất điện động tự cảm
Suất điện động tự cảm là suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch khi có hiện tượng tự cảm. 
etc=-∆∅∆t=-L∆i∆t
Độ lớn suất điện động tự cảm tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 
---------------------------------- 
Bài tập tự luận
Bài 1:	Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích 5 cm2, đặt trong từ trường đều cảm ứng từ 0,1 T. Mặt phẳng vòng dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 30°. Tính từ thông qua mặt phẳng vòng dây.
ĐS: 	Φ = 25.10-6 Wb.
Bài 2: 	Một vòng dây hình tròn đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10-5 Wb. Tính bán kính vòng dây.
ĐS: 	R = 8.10-3 m.
Bài 3: 	Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh 5 cm và 4 cm. Khung đặt trong từ trường đều B = 3.10-3 T, đường sức vuông góc với mặt phẳng khung. Quay khung 60° quanh cạnh AB, độ biến thiên từ thông qua khung bằng bao nhiêu?
ĐS: 	DF = - 60.10-6 Wb.
Bài 4: 	Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 30° và có độ lớn bằng 2.10-4 T. Cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.
ĐS: 	ec = 2.10-4 V.
Bài 5: 	Một khung dây tròn bán kính 10 cm gồm 50 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc 60°. Lúc đầu cảm ứng từ có giá trị bằng 0,05 T. Tìm suất điện động cảm ứng trong khung nếu trong khoảng 0,05 s:
a) Cảm ứng từ tăng gấp đôi.
b) Cảm ứng từ giảm đến 0.
ĐS: 	a) ec = -1,36 V.	
b) ec = 1,36 V.
Bài 6: 	Một ống dây có đường kính là 40 cm, chiều dài là 1,5 m gồm 2000 vòng dây.
a) Hãy xác định độ tự cảm của ống dây.
b) Cho dòng điện chạy trong ống dây, dòng điện tăng từ 0 đến 5 A trong thời gian 1 s, hãy xác định suất điện động tự cảm của ống dây.
c) Hãy tính cảm ứng từ do dòng điện sinh ra trong ống dây khi dòng điện trong ống dây bằng 5 A.
ĐS: 	a) L = 0,42 H.
	b) etc = - 2,1 V.
	c) B = 8,4.10-3 T.
Bài 7: 	Một ống dây dài 40 cm, gồm 800 vòng dây, tiết diện ngang của ống dây bằng 10 cm2. Ống dây được nối với 1 nguồn điện có cường độ tăng từ 0 → 4 A.
a) Tính độ tự cảm của ống dây?
b) Nếu suất điện động tự cảm của ống dây có độ lớn là 1,2 V, hãy xác định thời gian mà dòng điện đã biến thiên. 
ĐS: 	a) L = 2.10-3 H.
	b) Dt = 6,7.10-3 s.
Bài 8: 	Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. Tính:
a) Độ tự cảm của ống dây.
b) Từ thông qua mỗi vòng dây.
c) Độ lớn suất điện động tự cảm trong ống dây. Biết thời gian ngắt dòng điện là Dt = 0,1 giây.
ĐS: 	a) L = 0,02 H.
	b) F = 4.10-5 Wb.
	c) |etc| = 0,4 V.
	--------------------------------------------------------- 
Trắc nghiệm
Câu 1: Muốn cho trong một khung dây kín xuất hiện một suất điện động cảm ứng thì một trong các cách đó là
A. làm thay đổi diện tích của khung dây.
B. đưa khung dây kín vào trong từ trường đều.
C. làm cho từ thông qua khung dây biến thiên.
D. quay khung dây quanh trục đối xứng của nó.
Câu 2: Chọn câu sai. Từ thông qua mặt S đặt trong từ trường phụ thuộc vào
A. độ nghiêng của mặt S so với .
B. độ lớn chu vi của mặt S.
C. độ lớn của cảm ứng từ .
D. độ lớn của diện tích mặt S.
Câu 3: Một vòng dây dẫn tròn, phẳng có đường kính 2 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = T. Từ thông qua vòng dây khi véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây góc a = 300 bằng
A. .10-5 Wb.	
B. 10-5 Wb.	
C. .10-4 Wb.	
D. 10-4 Wb.
Câu 4: Một hình vuông cạnh 5cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4T, từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6Wb. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó.
A. 00 	
B. 300 	
C. 450 	
D. 600
Câu 5: 1 Wb bằng
A. 1 T.m2.
B. 1 T/m.
C. 1 T.m.
D. 1 T/m2.
Câu 6: Gọi α là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của diện tích S với vectơ cảm ứng từ. Từ thông qua diện tích S có độ lớn cực đại khi α bằng
A. 0.
B. π/2.
C. π/4.
D. 3π/4.
Câu 7: 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 8: 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 9: Định luật Len-xơ được dùng để xác định
A. độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch điện kín.
B. chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
C. cường độ của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
D. sự biến thiên của từ thông qua một mạch điện kín, phẳng.
Câu 10: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trường hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định như hình vẽ:
A. Lúc đầu dòng điện cùng kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngược kim đồng hồ.
B. Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều cùng kim đồng hồ.
C. Không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây.
D. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ.
Câu 11: 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 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng về suất điện động cảm ứng?
A. Khi từ thông tăng thì suất điện động cảm ứng âm.
B. Khi từ thông tăng thì suất điện động cảm ứng dương.
C. Khi từ thông giảm thì suất điện động cảm ứng dương.
D. Suất điện động cảm ứng có thể âm hoặc dương.
Câu 13: 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 14: Một khung dây dẫn có 100 vòng được đặt trong từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung dây. Diện tích của mỗi vòng dây là 2 dm2, cảm ứng từ giảm đều từ 0,5 T đến 0,2 T trong thời gian 0,1 s. Suất điện động cảm ứng trong khung dây là
A. 6 V.	
B. 60 V.	
C. 3 V.	
D. 30 V.
Câu 15: 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 16: 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 17: 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 18: Độ lớn 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 19: Đáp án nào sau đây là sai? Độ lớn suất điện động tự cảm lớn khi
A. độ tự cảm của ống dây lớn.
B. cường độ dòng điện qua ống dây lớn.
C. dòng điện giảm nhanh.
D. dòng điện tăng nhanh.
Câu 20: 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 là
A. L.
B. 2L.
C. L/2.
D. 4L.
Câu 21: 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 22: Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,1 H, trong đó dòng điện biến thiên đều với tốc độ 200 A/s thì suất điện động tự cảm sẽ có giá trị
A. 10 V.	
B. 20 V.	
C. 100 V.	
D. 200 V.
Câu 23: Một ống dây dài 50 cm có 2500 vòng dây. Đường kính ống dây bằng 2 cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01 s dòng điện tăng từ 0 đến 3 A. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn là
A. 0,15 V.	
B. 1,50 V.	
C. 0,30 V.	
D. 3,00 V.
Câu 24: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian 0,04 s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ. Xác định suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
A. -5.10-3 V.
B. 5.10-3 V.
C. -50.10-3 V.
D. 50.10-3 V.
Câu 25: Biết MN trong hình vẽ dài l = 15cm chuyển động với vận tốc 3 m/s, cảm ứng từ B = 0,5 T, R = 0,5 Ω. Tính cường độ dòng điện cảm ứng qua điện trở R.
A. 0,7 A.
B. 0,5 A.
C. 5 A.
D. 0,45 A.
	 ------------------------------------------