Bài 24.5 trang 60 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

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.

Trả lời:

|e_c|=Bπl²n

Vì thanh kim loại có hai đầu hở, nên suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh này bằng hiệu điện thế giữa hai đầu của nó : |e_c|= u = 1,0 mV. Thay vào công thức trên, ta tìm được tốc độ quay của thanh kim loại :

\(n = {u \over {B\pi {\ell ^2}}} = {{{{1,0.10}^{ - 3}}} \over {{{50.10}^{ - 6}}.3,14.{{({{100.10}^{ - 2}})}^2}}} \approx 6,4\) vòng/giây

Bài 24.6 trang 60 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

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.

Trả lời:

\({e_c} = - {{\Delta \Phi } \over {\Delta t}} = - {{BS} \over {\Delta t}} = - {{{{10.10}^{ - 3}}{{.200.10}^{ - 4}}} \over {4,0}} = - 50\mu V < 0\) 

Dấu (-) trong công thức trên chứng tỏ e_ctrái dấu với \(\Delta \Phi \) . Vì khi khung dây dẫn quay đều, từ thông qua mặt của nó tăng, nên \(\Delta \Phi \) > 0 và e_c < 0, tức là suất điện động cảm ứng e_c phải tạo ra dòng điện cảm ứng i_c có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng i_c chống lại sự tăng từ thông qua khung dây dẫn. Như vậy, từ trường cảm ứng của dòng i_c phải ngược chiều với từ trường \(\overrightarrow B \) 

Bài 24.7 trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Hai thanh đồng song song T₁ và T₂nằm 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.

Trả lời:

a) Sau khoảng thời gian Δt, thanh đồng MN có độ dài l chuyển động tịnh tiến với vận tốc v dọc theo hai thanh đồng T₁ và T₂, quét được diện tích ΔS = lvΔt. Khi đó từ thông qua diện tích quét ΔS bằng :

 \(\Delta \Phi = B\Delta S = B\ell v\Delta t\)

Áp dụng công thức của định luật Fa-ra-đây : \(\left| {{e_c}} \right| = \left| {{{\Delta \Phi } \over {\Delta t}}} \right|\) ta xác định được độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh đồng MN :

|e_c| = Blv = 0,20.20. l0^-2.1,2 = 48 mV

b) Vì từ thông qua diện tích quét ΔS của thanh đồng MN luôn tăng (  \(\Delta \Phi \)> 0), nên theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng i_c chạy trong thanh đồng MN phải theo chiều MNQP sao cho từ trường cảm ứng của dòng i_c luôn ngược chiều với từ trường  để có tác dụng cản trở chuyển động của thanh đồng MN, chống lại sự tăng của từ thông qua diện tích quét ΔS.

Giaibaitap.me