Lớp 11 - Vật lí - Nâng cao Giải bài C1, C2, C3, C4, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 trang 184, 185, 187, 188, 189 SGK Vật lí 11 Nâng cao

Câu C1 trang 184 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Khi đóng hay mở ngắt điện trong thí nghiệm ở Hình 38.2, thì kim điện kế có lệch khỏi vạch 0 không? Giải thích?

Giải

Khi đóng hay mở ngắt điện (Thí nghiệm Hình 38.2) thì kim điện kế vẫn bị lệch khỏi vạch 0 vì khi đóng hay mở ngắt điện dòng điện biến thiên từ \(0 \to I\) và ngược lại trong một khoảng thời gian rất ngắn làm từ trường của cuộn dây biến đổi và do đó từ thông qua mạch kín vòng dây cũng thay đổi tạo thành dòng điện cảm ứng trong mạch.

Câu C2 trang 185 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Từ thông qua diện tích S tăng lên hai lần thì số đường sức từ qua diện tích đó thay đổ i như thế nào?

Giải

Theo công thức, nếu cho \(\phi = BScos\alpha \), nếu cho \( \alpha = 0\), s = 1 m² thì \(\phi = B\).

Từ đó người ta nên quy định từ thông bằng số đường sức từ xuyên qua 1 đơn vị diện tích S đặt vuông góc với đường sức.

Vì vậy phát biểu như câu C2 là không chính xác vì ý nói là một diện tích S bất kì.

Câu C3 trang 187 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Ở thí nghiệm Hình 38.5a SGK nếu giữ thanh nam châm đứng yên và cho ống dây lại gần thanh nam châm thì chiều dòng điện cảm ứng trong ống dây có thay đổi không? Giải thích?

Giải

Ở thí nghiệm Hình 38.5a, ta có nam châm dịch chuyển từ xa lại gần ống dây, nghĩa là từ trường biến thiên từ yếu đến mạnh dần, dòng điện cảm ứng qua ống dây có chiều như hình vẽ.

Nếu bây giờ cho nam châm đứng yên và dịch chuyển ống dây lại gần nam châm thì ta vẫn có trường hợp từ trường biến thiên từ yếu đến mạnh dần, vậy chiều dòng điện qua ống dây không thay đổi

Câu C4 trang 187 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Vẫn là thí nghiệm ở Hình 38.5a SGK, nhưng bây giờ quay thanh nam châm để cho cực nam của nam châm ở bên phải. Đưa nam châm lại gần ống dây thì chiều dòng điện cảm ứng trong ông dây có thay đổi không? Giải thích?

Giải

Đưa cực Nam của nam châm lại gần ống dây, từ trường biến đổi từ yếu đến mạnh dần, dòng diện cảm ứng trong ống dây có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra \(\overrightarrow {B'} \) có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó \(\overrightarrow B \) nghĩa là \(\overrightarrow {B'} \) ngược hướng với \(\overrightarrow B \) . Áp dụng quy tắc nắm tay phải, ta có chiều dòng điện qua ống dây như hình vẽ, nghĩa là ngược lại thí nghiệm 38.5a

Bài 1 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Chọn câu đúng.

Khung dây dẫn ABCD được đặt trong từ trường đều như Hình 38.7 SGK. Coi rằng bên ngoài vùng MNPQ không có từ trường. Khung chuyển động thẳng đều dọc theo hai đường song song x’x, y’y. Trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi

A. khung đang chuyển động ở ngoài vùng MNPQ

B. khung đang chuyển động ở trong vùng MNPQ

C. khung đang chuyển động từ ngoài vào trong vùng MNPQ.

D. khung đang chuyển động đến gần vùng MNPQ.

Giải

C là câu đúng. Vì lúc đó từ trường qua khung mới bị biến đổi.

Bài 2 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Chọn phương án đúng

Từ thông \(\phi \) qua một khung dây biến đổi theo thời gian được cho trên Hình 38.8 SGK. Suất điện động cảm ứng e_c trong khung

A. trong khoảng thời gian 0 -> 0,1 s là \({e_{{c_1}}}\) = 3V.

B. trong khoảng thời gian 0,1 -> 0,2 s là \({e_{{c_2}}}\) = 6V

C. trong khoảng thời gian 0,2 —> 0,3 s là \({e_{{c_3}}}\) = 9V.

D. trong khoảng thời gian 0 -> 0,3 s là \({e_{{c_4}}}\) = 4V.

Giải

Chọn A.

Áp dụng công thức \({e_c} = - {{\Delta \phi } \over {\Delta t}}\) ta nhận thấy:

- Từ 0 -> 0,1 (s) => \({e_{c_1}} = - {{0,9 - 1,2} \over {0,1}} = 3\) (V) đúng với trường hợp A.

- Từ 0,1 -> 0,2 (s) => \({e_{c_2}} = - {{0,6 - 0,9} \over {0,1}} = 3\) (V) -> sai với trường hợp B.

- Từ 0,2 -> 0,3(s) => \({e_{c_3}} = - {{0 - 0,6} \over {0,1}} = 6\) (V) -> sai với trường hợp C

- Từ 0 ->0,3 (s) gồm hai giai đoạn => \(e{ _C} = - {{0,6 - 1,2} \over {0,2}} - {{0 - 0,6} \over {0,1}} = 3 + 6 = 9V\)

(Từ 0 -> 0,1 (s) và từ 0,2 -> 0,3 (s)).Sai với trường hợp D.

Bài 3 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Chọn phương án đúng

Giả sử khung dây mà qua đó từ thông biến thiên như trên Hình 38.8 có dạng hình chữ nhật MNPQ (Hình 38.9 SGK). Theo định luật Len-xơ thì dòng điện cảm ứng trong khung dây có chiều

A. MNPQM.

B. MQPNM

C. 0 -> 0,2s: MNPQM; 0,2 ->0,3s: MQPNM.

D. Chưa kết luận được vì chưa biết phương, chiều của \(\overrightarrow B \)

Giải

Chọn D

Bài 4 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Một khung dây dẫn hình chữ nhật kích thước 3cm x 4cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10^-4 T. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30°. Tính từ thông qua khung dây dẫn đó.

Giải

Vecto cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc \(30^0\), do đó pháp tuyến mặt phẳng khung hợp với vecto cảm ứng từ một góc: \(α=90^0-30^0=60^0\)

S =3cm x 4cm

B = 5.10^-4 (T)

-> Từ thông qua khung dây: \(\phi = BS\cos \alpha = {5.10^{ - 4}} .0,03 .0,04.\cos {60^0}\)

\( \Rightarrow \phi =3{.10^{ - 7}}\left( {Wb} \right)\)

Bài 5 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Một hình vuông cạnh 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B =4.10^-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10 ^{- 6} Wb. Tinh góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến với hình vuông đó.

Giải

\(S = 5cm \times 5cm\)

B = 4.10^-4 (T)

\(\phi = {10^{ - 6}}\left( {Wb} \right)\)

Từ thông qua khung dây: \(\phi = BS\cos \alpha \Rightarrow \cos \alpha = {\phi \over {BS}}\)

Ta có: \({\rm{cos}}\alpha {\rm{ = }}{{{{10}^{ - 6}}} \over {{{4.10}^{ - 4}}.{{\left( {0,05} \right)}^2}}} = 1 \Rightarrow \alpha = 0 \Rightarrow \overrightarrow n \equiv \overrightarrow B \)

Bài 6 trang 188 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Một khung dây phẳng, diện tích 20cm², gồm 10 vòng được dặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp thành với mặt phẳng khung dây một góc \({\pi \over 6}\) và có độ lớn bằng 2.10 ^-4T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01s. Tính suất điện dộng cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.

Giải

S = 20 cm², N = 10, \(\alpha = {\pi \over 2}-{\pi \over 6}={\pi \over 3}\) , B = 2.10^-4(T), \(\Delta t = 0,01\left( s \right)\)

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây:

\({e_C} = - N{{\Delta \phi } \over {\Delta t}} = - N\left( {{{0 - BS\cos \alpha } \over {\Delta t}}} \right) = N{{BSc{\rm{os}}\alpha } \over {\Delta t}}\)

\( = {1 \over {0,01}} . 10 . {2.10^{ - 4}}. {20.10^{ - 4}}. c{\rm{os6}}{{\rm{0}}^0} = 2{.10^{ - 4}}\left( V \right)\)

\( \Rightarrow {e_C} = 0,2\left( {mV} \right)\)

Bài 7 trang 189 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Khung dây MNPQ cứng, phảng, diện tích 25cm², gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây và có chiều như trên Hình 38.10a. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đường biểu diễn trên Hình 38.10b.

a) Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0 đến t = 0,4s.

b) Xác định suất điện động cảm ứng trong khung

c) Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung

Giải

S = 25cm²

N = 10 vòng dây

\(\alpha = \left( {\overrightarrow n ,\overrightarrow B } \right) = 0\)

a)

Độ biến thiên của từ thông qua khung dây trong khoảng thời gian từ t₁ = 0 đến t₂= 0,4 (s) => \(\Delta t\) = 0,4 (s)

\(\Delta \phi '= {\phi _1} - {\phi _2} = N{B_1}S = 10.2,{4.10^{ - 3}}{.25.10^{ - 4}} - 0\)

\( \Rightarrow \Delta \phi '= {6.10^{ - 5}}\left( {Wb} \right)\)

b) Suất điện động cảm ứng trong khung:

\({e_C} = - {{\Delta \phi } \over {\Delta t}} = - {{0 - {{6.10}^{ - 5}}} \over {0,4}} = 0,{15.10^{ - 3}}\left( V \right) = 0,15\left( {mV} \right)\)

c) Chiều của dòng điện cảm ứng trong khung tìm bằng định luật Len-xơ. Ta có B giảm dần nên từ trường \(\overrightarrow {B'} \) của dòng điện cảm ứng cùng chiều với \(\overrightarrow B \). Theo quy tắc nắm tay phải, ta có chiều dòng điện cảm ứng như hình vẽ.

congdong.edu.vn