Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 152 sgk Vật Lí 11

Hướng dẫn giải Bài 24. Suất điện động cảm ứng sgk Vật Lí 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 152 sgk Vật Lí 11 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

I – Suất điện động cảm ứng trong mạch kín

1. Định nghĩa

Sự xuất hiện dòng cảm ứng trong một mạch kín (C) chứng tỏ tồn tài một nguồn điện trong mạch đó. Suất điện động của nguồn này được gọi là suất điện động cảm ứng. Vậy có thể định nghĩa:

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

2. Định luât Fa-ra-đây

Giả sử mạch kín (C) đặt trong một từ trường, từ thông qua mạch biến thiên một đại lượng ∆Φ trong một khoảng thời gian ∆t. Giả sử sự biến thiên từ thông này được thực hiện qua một dịch chuyển nào đó của mạch. Trong dịch chuyển này, lực tương tác tác dụng lên mạch (C) đã sinh ra một công ∆A. Người ta đã chứng minh được rằng ∆A = i∆Φ

Với I là cường độ dòng điện cảm ứng. Theo định luật len – xơ, lực từ tác dụng lên mạch (C) luôn cản trở chuyển động tạo ra biến thiên từ thông. Do đó ∆A là một công cản.Vậy, để thực hiện sự dịch chuyển của (C) (nhằm tạo ra sự biến thiên của Φ) phải có ngoại lực tác dụng lên (C) và trong chuyển dời nói trên, ngoại lực này sinh công thắng công cản của lực từ.

∆A’ = -∆A = -i∆Φ (24.1)

Công ∆A’ có độ lớn bằng tổng phần năng lượng do bên ngoài cung cấp cho mạch (C) và được chuyển hóa thành điện năng của suất điện động cảm ứng ec (tương tự như điện năng do một nguồn điện sản ra) trong khoảng thời gian ∆t.

Theo công thức (7.3) ta có:

∆A’ = eci∆t (24.2)

So sánh hai công thức của ∆A’ ta suy ra công thức của suất điện động cảm ứng:

|ec| = (|frac{Delta Phi }{Delta t}|) (24.3)

Nếu chỉ xét độ lớn của ec (không kể dấu) thì:

Thương số (|frac{Delta Phi }{Delta t}|) biểu thị độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong một đơn vị thời gian, thương số này được gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch. Vậy công thức (24.4) được phát biểu như sau:

Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

Phát biểu này được gọi là định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ – định luật Fa-ra-đây.

Xem thêm:  Bài 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 trang 12 SBT Vật Lí 8

Giaibaisgk.com 29 Dec 14.13

II – Suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ

Sự xuất hiện dấu (-) trong công thức (24.3) là để phù hợp với định luật Len-xơ.

Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông Φ qua mạch kín (C) (Φ là một đại lượng đại số).

Nếu Φ tăng thì ec < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược với chiều của mạch.

Nếu Φ giảm thì ec > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) là chiều của mạch.

III – Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

Trong hiện tượng cảm ứng điện từ trên đây, để tạo ra sự biến thiên từ thông qua mạch (C), phải có ngoại lực tác dụng vào (C) và ngoại lực này sinh ra một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là đã tạo ra điện năng. Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.

Fa- ra – đây là người đầu tiên khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật cơ bản về hiện tượng này. Đóng góp của Fa- ra – đây đã mở ra một triển vọng to lớn trong thế kỉ XIX về một phượng thức sản xuất điện năng mới, làm cơ sở cho công cuộc điện khí hóa.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 149 Vật Lý 11

a) Nhắc lại định nghĩa suất điện động của một nguồn điện.

b) Trong các sơ đồ mạch điện, nguồn điện lí tưởng một chiều được ký hiệu như hình 24.1a. Ngoài ra nguồn điện còn được ký hiệu như hình 24.1b, trong đó, điểm ngọn của mũi tên chỉ vào cực dương của nguồn; chiều của mũi tên được gọi là chiều của suất điện động. Tính UAB theo sơ đồ hình 24.1c.

c) Tính UCD theo sơ đồ hình 24.1d.

d) Tính UAB theo sơ đồ hình 24.1e với một nguồn có r ≠ 0.

e) Nhắc lại biểu thức của điện năng do một nguồn điện sản ra trong một khoảng thời gian Δt.

Giaibaisgk.com 29 Dec 14.15

Trả lời:

a) Suất điện động của nguồn điện:

Là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q đó.

b) Ta có E là suất điện động của nguồn điện, nên:

UAB = ε – I.r

Vì r = 0 và mạch hở I = 0 ⇒UAB = ε

c) Ta có: ε = UDC + i.r

Vì r = 0 → ε = UDC → UCD = – ε

d) Ta có: ε = i.r + UAB

→ UAB = ε – i.r

e) Điện năng do một nguồn điện sản ra trong một khoảng thời gian Δt là:

W = ε.I.Δt

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 150 Vật Lý 11

Nghiệm lại rằng, trong công thức (24.4), hai vế đều có cùng đơn vị.

Trả lời:

Công thức 24.4: (left| {{e_c}} right| = left| {dfrac{{Delta Phi }}{{Delta t}}} right|)

Xét đơn vị của hai vế:

Xem thêm:  Bài 2 trang 175 SGK Địa lí 12 | Giải bài tập Địa 12 - Doctailieu.com

– Vế trái, đơn vị của suất điện động cảm ứng là: Vôn (V)

Lại có: (1V = dfrac{J}{C}) (2)

– Vế phải, ta có:

+ Đơn vị của từ thông là: Vebe (Wb)

+ Đơn vị của thời gian là: Giây (s)

Lại có: (1Wb = T.{m^2}) và (T = dfrac{N}{{A.m}})

Ta suy ra: (1Wb = dfrac{N}{A}m)

⇒ Đơn vị của vế phải: (dfrac{{1Wb}}{s} = dfrac{{Nm}}{{As}} = dfrac{J}{C}) (1)

Từ (1) và (2) ta suy ra hai vế đều có cùng đơn vị.

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 151 Vật Lý 11

Xác định chiều của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín (C) trên hình 24.3 khi nam châm:

a) Đi xuống.

b) Đi lên.

Trả lời:

a) Khi nam châm đi xuống, từ thông qua (C) tăng, (e_c<0) ⇒ Chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều của mạch.

b) Khi nam châm đi lên, từ thông qua (C) giảm, (e_c>0) ⇒ Chiều của suất điện động cảm ứng là chiều của mạch.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 152 sgk Vật Lí 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

1. Giải bài 1 trang 152 Vật Lý 11

Phát biểu các định nghĩa:

– Suất điện động cảm ứng;

– Tốc độ biến thiên từ thông.

Trả lời:

– Suất điện động cảm ứng là Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín. Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

(left| {{e_c}} right| = left| {dfrac{{Delta Phi }}{{Delta t}}} right|)

– Tốc độ biến thiên từ thông: (dfrac{{Delta Phi }}{{Delta t}}) độ biến thiên từ thông qua mạch trong một đơn vị thời gian.

2. Giải bài 2 trang 152 Vật Lý 11

Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?

Trả lời:

– Tạo ra dòng điện xoay chiều.

– Máy phát điện (một chiều, xoay chiều).

– Máy biến thế.

?

1. Giải bài 3 trang 152 Vật Lý 11

Phát biểu nào dưới đây là đúng?

Khi một mạch 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 trong

A. 1 vòng quay.

B. 2 vòng quay.

C.(frac{1}{2}) vòng quay.

D.(frac{1}{4}) vòng quay.

Bài giải:

– Giả sử, ban đầu từ thông qua mạch bằng không.

– Trong nửa vòng tay đầu, từ thông qua mạch tăng dần đến giá trị cực đại (khi (overrightarrow B ) vuông góc với mặt phẳng của mạch) thì ec < 0: chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều của mạch.

– Trong nửa vòng quay cuối, từ thông qua mạch giảm dần từ giá trị cực đại xuống 0 thì ec > 0: chiều của suất điện động cảm ứng là chiều của mạch.

Vậy suất điện động cảm ứng trong mạch sẽ đổi chiều một lần trong 1/2 vòng quay.

⇒ Đáp án: C.

2. Giải bài 4 trang 152 Vật Lý 11

Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i = 2A và điện trở của mạch r = 5Ω.

Xem thêm:  Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 trang 74 sgk Vật Lí 12

Bài giải:

Theo định luật Ôm, ta có: (i=dfrac{e_c}{r})

⇒ Độ lớn suất điện động cảm ứng : (|e_C|=i.r=2.5=10V)

Mặt khác:

(left| {{e_c}} right| = displaystyleleft| {{{Delta Phi } over {Delta t}}} right| = left| {{{Delta B.S} over {Delta t}}} right| = left| {{{Delta B} over {Delta t}}} right|S)

Với (S=a^2=(10.10^{-2})^2) là diện tích mạch kín

⇒ Tốc độ biến thiên của cảm ứng từ:

(left| displaystyle{{{Delta B} over {Delta t}}} right| = displaystyle{{left| {{e_c}} right|} over S} = {{10} over {{{left( {{{10.10}^{ – 2}}} right)}^2}}} = {10^3}left( {T/s} right)).

3. Giải bài 5 trang 152 Vật Lý 11

Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ (vec{B}) vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian ∆t = 0,05s, cho độ lớn của (vec{B}) tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Bài giải:

Ta có:

– Diện tích khung dây:

(S = {a^2} = {left( {{{10.10}^{ – 2}}} right)^2} = 0,01{m^2})

– Góc hợp bởi (alpha = left( {overrightarrow n ,overrightarrow B } right) = {0^0} Rightarrow cosalpha = 1)

– Từ thông qua mạch ban đầu:

({Phi _1} = {B_1}Scosalpha = 0.0,01.1 = 0Wb)

– Từ thông qua mạch lúc sau:

({Phi _2} = {B_2}Scosalpha = 0,5.0,01.1 = {5.10^{ – 3}}{rm{W}}b)

⇒ Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung:

(left| {{e_c}} right| = left| {dfrac{{Delta Phi }}{{Delta t}}} right| = left| {dfrac{{{Phi _2} – {Phi _1}}}{{Delta t}}} right| = left| {dfrac{{{{5.10}^{ – 3}} – 0}}{{0,05}}} right| = 0,1V)

4. Giải bài 6* trang 152 Vật Lý 11

Một mạch kín tròn (C) bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ (vec{B}) lúc đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa (C) (Hình 24.4). Cho (C) quay đều xung quanh trục ∆ cố định đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là ω không đổi.

Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong (C).

Giaibaisgk.com 29 Dec 14.22

Bài giải:

Công thức từ thông:

(Phi = BS.c{rm{os}}alpha ); (alpha = left( {overrightarrow n ,overrightarrow B } right))

Cho (C) quay đều xung quanh trục ∆ cố định đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là ω không đổi ⇒ α(t) = ωt.

⇒Từ thông tại thời điểm t: Φ(t) = BScosωt

Suất điện động cảm ứng:

({e_c}; = ; – {{Delta Phi left( t right)} over {Delta t}} = – Phi ‘left( t right) = omega BS.sin omega t)

⇒ Suất điện động cảm ứng cực đại:

({e_{Cmax }} = omega BS = omega Bleft( {pi {R^2}} right)).

Bài trước:

  • Giải bài 1 2 3 4 5 trang 147 148 sgk Vật Lí 11

Bài tiếp theo:

  • Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 157 sgk Vật Lí 11

Xem thêm:

  • Để học tốt môn Toán 11
  • Để học tốt môn Vật Lí 11
  • Để học tốt môn Hóa Học 11
  • Để học tốt môn Sinh Học 11
  • Để học tốt môn Ngữ Văn 11
  • Để học tốt môn Lịch Sử 11
  • Để học tốt môn Địa Lí 11
  • Để học tốt môn Tiếng Anh 11
  • Để học tốt môn Tiếng Anh 11 (Sách Học Sinh)
  • Để học tốt môn Tin Học 11
  • Để học tốt môn GDCD 11

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 152 sgk Vật Lí 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 11 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“

Đánh giá tốt post
33bet0.com
tk88asia.com
78win
nhacaiuytin