Lớp 11 - Vật lí - Nâng cao Giải bài C1, C2, C3, 1, 2, 3 trang 197, 198, 199 SGK Vật lí 11 Nâng cao

Câu C1 trang 197 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Sau khi đóng khóa K ít lâu, độ sáng hai bóng đèn Đ₁ và Đ₂ trên hình 41.1 có giống nhau không? Giải thích tại sao?

Giải

Khi đóng khoá K đèn Đ₁ sáng lên ngay lập tức, còn đèn Đ₂ sáng lên từ từ vì có hiện tượng tự cảm, sau đó ít lâu thì đèn Đ₂ cũng sáng lên như đèn Đ₁ vì lúc này hiện tượng tự cảm đã chấm dứt.

Câu C2 trang 198 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Hãy thành lập công thức (41.2).

Hướng dẫn: Sử dụng các còng thức (41.1) và (29.3)

Giải

Từ công thức (29.3):

\(B = 4\pi {.10^{ - 7}}nI\) (với \(n = {N \over l}\) : số vòng dây trên 1 mét chiều dài ống dây).

Công thức (41.1): \(\phi = LI\)

Ta có: \( \phi= {\rm N}{\rm B}S \Rightarrow \phi = lnBS \)

\(= 4\pi .1{0^{ - 7}}{n^2}SIl = 4\pi .1{0^{ - 7}}{n^2}VI = LI\)

\( \Rightarrow L = 4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V\) với \(V = S.l\)

Câu C3 trang 198 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Có thể áp dụng công thức (41.2) cho ống dây ở hình 41.3a, hay ống dây ở Hình 41.3b SGK, hoặc cả hai ống dây được không?

Giải

Công thức \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V\) chỉ dùng áp dụng cho ống dây không có lõi sắt, lúc đó L là đại lượng không đổi.

Khi ống dây có lõi sắt thì L tăng lên rất nhiều lần và L được đo bằng thực nghiệm.

Bài 1 trang 199 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Chọn phương án đúng

Sự biến đổi của dòng điện trong một mạch điện theo thời gian được cho trên hình 41.4. Gọi suất điện động tự cảm trong khoảng thời gian từ 0s đến 1s là e₁, từ 1s đến 3s là e₂. Ta có:

A. e₁=e₂ B. e₁=2e₂

C. e₁=3e₂ D. \({e_1} = {1 \over 2}{e_2}\)

Giải

B là phương án đúng.

Suất điện động tự cảm t₁ = 0 đến t₂ = 1 (s) là

\({e_1} = - L{{\Delta i} \over {\Delta t}} = - L{{1 - 2} \over 1} = L\) (V)

Suất điện động tự cảm từ t₂ = 1 (s) đến t₃= 3 (s) là:

\({e_2} = - L{{\Delta i} \over {\Delta t}} = - L{{0 - 1} \over 2} = {L \over 2}\)

Vậy e₁ = 2e₂

Bài 2 trang 199 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Tính hệ sô tự cảm của một ống dây dài 50cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10cm². Cho biết ống dây có 1000 vòng dây.

Giải

\(l\) = 50cm

S = 10 cm²

N = 1000 vòng

\(V=S.l=10.50=500\) cm³

Ta có hệ số tự cảm của ống dây: \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V = 4\pi {.10^{ - 7}}{\left( {{N \over l}} \right)^2}V\)

\(L = 4\pi {.10^{ - 7}}{\left( {{{1000} \over {0,5}}} \right)^2}{.500.10^{ - 6}} \Rightarrow L = 0,25{.10^{ - 2}}\left( H \right)\)

Hay L = 2,5 (mH)

Bài 3 trang 199 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Một ống dây dài được quấn với mật độ 2000 vòng/m. Ống có thể tích 500cm³. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong ống biến đổi theo thời gian như đồ thị trên hình 41.5. lúc đóng công tắc ứng với thời điểm t = 0. Tính suất điện động tự cảm trong ống.

a) Từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm t = 0,05s.

b) Tử thời điểm t = 0,05s về sau.

Giải

n = 2000 = 2.10³ vòng/m

V = 500cm³ = 5.10^-4 m³

Hệ số tự cảm của ống dây:

\(L = 4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V = 4\pi {.10^{ - 7}}{\left( {{{2.10}^3}} \right)^2}.\left( {{{5.10}^{ - 4}}} \right)\)

\(L = 2,{512.10^{ - 3}}\left( H \right)\)

Suất điện động tự cảm \({e_{tc}} = - L{{\Delta i} \over {\Delta t}}\) (dấu trừ thể hiện định luật Len-xơ)

a) Từ t₁ = 0 đến t₂= 0,05 (s):\(\Delta t = 0,05\left( s \right)\)

Ta có: \({e_{tc}} =2,{512.10^{ - 3}}.{{5 - 0} \over {0,05}} = 0,25\left( V \right)\)

b) Từ thời điểm t = 0,05 về sau: thì \(\Delta I = 0 \Rightarrow {e_{tc}} = 0\)

congdong.edu.vn