Bài giảng Trắc nghiệm cảm ứng điện từ và điện từ trường biến thiên - Lê Quang Nguyên

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

247
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trắc nghiệm cảm ứng điện từ và điện từ trường biến thiên" cung cấp cho người học 14 câu hỏi trắc nghiệm những kiến thức cơ bản nhất về cảm ứng điện từ và điện từ trường biến thiên. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trắc nghiệm cảm ứng điện từ và điện từ trường biến thiên - Lê Quang Nguyên

Câu 1 Đặt một khung dây dẫn trong một từ trường ñều B song song với mặt phẳng của khung. Trong Trắc nghiệm dây sẽ xuất hiện một sức ñiện Cảm ứng ñiện từ & ñộng cảm ứng khi: Điện từ trường biến thiên B Lê Quang Nguyên (a) B tăng. www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen (b) B giảm. nguyenquangle@zenbe.com (c) Tịnh tiến khung dây. (d) Quay khung dây quanh một trục không song song với B. Trả lời câu 1 Câu 2 • Khi khung dây song song với từ Một khung dây dẫn hình chữ x trường thì từ thông qua nó bằng nhật chuyển ñộng với vận tốc B không. Do ñó nếu: không ñổi ra khỏi một từ trường ñều. Chọn phát biểu ñúng: v • thay ñổi B nhưng giữ yên khung dây, • tịnh tiến khung dây (chuyển ñộng (a) Không có dòng cảm ứng qua nhưng luôn luôn song song với khung. chính nó), (b) Dòng cảm ứng ñi ngược • quay khung quanh trục song song chiều kim ñồng hồ. với B, (c) Dòng cảm ứng ñi theo chiều • thì không có sññ cảm ứng. kim ñồng hồ. • Câu trả lời ñúng là (d). (d) Cả ba câu trên ñều sai.
Trả lời câu 2 Câu 3 I • Khi khung dây ñi ra khỏi x Đặt một khung dây dẫn gần miền có từ trường thì từ B một dòng ñiện thẳng, dài vô thông ñi vào khung giảm. i xv hạn. Để có dòng cảm ứng như • Dòng cảm ứng phải tạo một hình vẽ thì khung dây phải di i B’ từ trường hướng vào ñể chuyển: chống lại sự giảm từ thông. • Muốn thế dòng cảm ứng (a) lại gần dòng ñiện. phải ñi theo chiều kim ñồng (b) ra xa dòng ñiện. hồ. (c) song song với dòng ñiện. • Câu trả lời ñúng là (c). (d) cả ba câu trên ñều sai. Trả lời câu 3 Câu 4 B lớn I • Dòng cảm ứng tạo một từ hơn Một thanh dẫn chiều dài l di I trường ñi vào khung dây. Từ chuyển với vận tốc không ñổi v ra trường ñó dùng ñể bù trừ: xa một dòng ñiện thẳng vô hạn, 1. Một từ thông ñi vào giảm, i ● cường ñộ I. Ở khoảng cách r, sññ 2. hay một từ thông ñi ra tăng. B cảm ứng giữa hai ñầu thanh là: v • Ở ñây dòng ñiện vô hạn gửi vl vIr một từ thông ñi ra khung dây, (a) ε = µ0 (b) ε = µ0 2πr 2πl ta ñang ở trường hợp 2. • Khung phải tiến lại gần dòng r ñiện ñể từ thông tăng ñi ra Câu trả lời ñúng (c) ε = µ0 vI (d) ε = µ0 vIl tăng lên. là (a). 2πr 2πr
Trả lời câu 4 Trả lời câu 4 (tt) • Trong thời gian dt, thanh quét I • Dòng cảm ứng trong trường hợp I x x một diện tích dS = ldr = lvdt. này do lực từ tạo nên. B B • Từ thông quét ñược trong thời • Lực từ tác ñộng lên mộtelectron + trong thanh dẫn: Fm = −ev × B gian ñó: I v • Fm hướng xuống: các e− ñi v dΦ = BdS = µ0 lvdt − 2πr xuống, còn dòng ñiện thì ñi lên. Fm • Vậy sññ cảm ứng trong thanh là: • Hai ñầu thanh sẽ tích ñiện trái dấu, với ñầu dương ở trên. dΦ I ε= = µ0 vl r dr • Khi có thanh dẫn chuyển ñộng ta dt 2πr dùng lực từ ñể tìm chiều của • Câu trả lời ñúng là (d). dòng cảm ứng. Câu 5 Trả lời câu 5 - 1 B’ Một khung dây dẫn tròn bán kính a ñược ñặt • Từ thông qua khung dây: B(t) trong một từ trường ñều B = B0e−ωt, với B0 không Φ = BS cos α = Bπa 2 cos α ñổi và hợp với mặt phẳng khung dây một góc α. • Sức ñiện ñộng cảm ứng: α n Sức ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong khung là: dΦ dB ε =− = − πa 2 cos α dt dt (a) ε = B0ωe −ωtπa 2 cos α (b) ε = B0ωe −ωtπa 2 = (B0 e −ωt ) = − B0ωe −ωt dB d i (c) ε −ωt = B0ωe πa cos α 2 dt dt Từ thông ñi lên (d) ε = B0ωe −ωt 2πa 2 cos α ε = B0ωe −ωtπa 2 cosα giảm, từ trường cảm • Câu trả lời ñúng là (a). ứng hướng lên.
Trả lời câu 5 - 2 Trả lời câu 5 - 3 • Trong trường hợp này từ • Công của lực ñiện trường xoáy khi dịch chuyển B(t) trường biến thiên ñã tạo ra một ñơn vị ñiện tích dương thành dòng kín chính một ñiện trường có ñường là sức ññ cảm ứng, do ñó: sức khép kín – ñiện dΦ d ε =− ∫(C ) dt (∫S ) trường xoáy. ⇔ ⋅ = − B ⋅ n dS + E dr • Điện trường xoáy làm các E dt F ñiện tích trong khung dây chuyển ñộng thành dòng • (C) là khung dây, (S) là mặt giới hạn trong (C). i kín, tạo nên dòng cảm • Đó là ñịnh luật Maxwell-Faraday. Dưới dạng vi ứng. phân: ∂B rotE = − ∂t Câu 6 Câu 6 (tt) Một khung dây dẫn gồm hai dây dài song song Cho thanh trượt với vận tốc không ñổi v, dòng nối với nhau bằng một ñiện trở R, và một thanh ñiện cảm ứng trong khung có chiều và ñộ lớn: trượt. Đặt khung gần một dòng ñiện thẳng vô hạn cường ñộ I, song song với hai dây dẫn. µ0vI b (a) ngược chiều kim ñồng hồ, i = ln 2πR a (b) ngược chiều kim ñồng hồ, i = µ0 vI ln a v 2πR b R b µ vI b (c) cùng chiều kim ñồng hồ, i = 0 ln 2πR a a µ vI a (d) cùng chiều kim ñồng hồ, i = 0 ln I 2πR b
Trả lời câu 6 - 1 Trả lời câu 6 - 2 • dS là diện tích do thanh quét trong thời gian dt. • Từ thông qua mỗi dải bằng: B(r)vdtdr. • Để tìm từ thông qua dS ta chia nó thành các dải • Từ thông qua dS bằng tổng từ thông qua các dải: hẹp song song với dòng ñiện I, mỗi dải cách I một µI µ I dr b khoảng r, có bề rộng dr. dΦ = ∫ B(r )vdtdr = vdt ∫ 0 dr = vdt 0 ∫ 2πr 2π a r dS v x B R dr R dr b r r vdt vdt a I I Trả lời câu 6 - 3 Trả lời câu 6 - 4 µ0 I b • Khi thanh chuyển ñộng từ thông ñi vào khung, tạo dΦ = vdt ln 2π a bởi hai dây ngang và thanh, tăng lên. • Suy ra sức ñiện ñộng và dòng ñiện cảm ứng: • Dòng i ñi ngược chiều kim ñồng hồ ñể tạo một từ trường cảm ứng hướng ra. µ0 I b ε =v ln • Câu trả lời ñúng là (a). 2π a ε µ0 I b v i= =v ln R x Φ tăng R 2πR a i I
Câu 7 Trả lời câu 7 - 1 Một thanh dẫn ñiện dài 1 m • Diện tích do thanh quét quay ñều quanh một ñầu với ● B trong thời gian dt: tần số 2 vòng/s trong một từ 1 1 trường ñều B = 0,1 T vuông dS = l 2 dα = l 2ωdt l 2 2 góc với thanh. Hiệu thế giữa hai ñầu thanh bằng: • Từ thông qua dS: 1 dΦ = BdS = Bl 2ωdt dα (a) 0,314 V. 2 (b) 0,628 V. • Sức ñiện ñộng cảm ứng: dΦ 1 2 (c) 3,14 V. ε= = Bl ω (d) 0 V. dt 2 Trả lời câu 7 - 2 Trả lời câu 7 - 3 • Vì mạch hở nên hiệu thế giữa hai ñầu thanh bằng • Lực từ tác ñộng lên một sức ññ cảm ứng: ñiện tích dương: ● B 1 ∆V = ε = Bl 2ω Fm = qv × B + v 2 Fm • Với l = 1 m, B = 0,1 T, ω = 2 × 2π (rad/s). • Lực này hướng về ñầu cố • Suy ra: ∆V = 0,628 (V). ñịnh của thanh. • Câu trả lời ñúng là (b). • Vậy dòng cảm ứng hướng về ñầu cố ñịnh của thanh: • Đầu này sẽ tích ñiện dương, và ñầu còn lại tích ñiện âm.
Câu 8 Trả lời câu 8 Một khung dây dẫn ñi vào một x • Khi một phần của khung ở x từ trường ñều với một vận tốc B trong từ trường thì từ thông ñi B ban ñầu nào ñó. Sau ñó khung v vào khung tăng lên. F’ sẽ chuyển ñộng: • Dòng cảm ứng sẽ xuất hiện i theo ngược chiều kim ñồng hồ (a) thẳng với vận tốc không ñể tạo một từ trường hướng ra. F’ ñổi. • Lực từ lên hai cạnh ngang bù (b) thẳng chậm dần. trừ lẫn nhau. (c) thẳng nhanh dần. • Cạnh thẳng ñứng bên phải nằm F = il × B (d) theo một quỹ ñạo cong nào ngoài từ trường nên không chịu ñó. tác ñộng của lực từ. Trả lời câu 8 (tt) Câu 9 • Vậy lực từ toàn phần trên Cho hai ñiện trường E1, E2 với: x khung dây bằng lực từ tác ∂B ∇ × E1 = 0 ∇ × E2 = − B ñộng lên cạnh thẳng ñứng ∂t bên trái. i (a) E1 là ñiện trường xoáy. • Lực này nằm ngang và F hướng sang trái, cản lại (b) E2 là ñiện trường tĩnh. chuyển ñộng của khung (c) E1 do từ trường biến thiên sinh ra. dây. (d) E2 do từ trường biến thiên sinh ra. • Khung dây sẽ chuyển ñộng rotE ≡ ∇ × E divE = ∇ ⋅ E thẳng chậm dần. Ghi chú: ∂ ∂ ∂ • Câu trả lời ñúng là (b). ∇ ≡ ex + e y + ez ∂x ∂y ∂z
Trả lời câu 9 Câu 10 ∂B ∇ × E1 = 0 ∇ × E2 = − Dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell-Ampère ∂t (ñịnh luật về dòng ñiện toàn phần) là: • E1 là ñiện trường tĩnh. ∂D ∂D • E2 là ñiện trường do từ trường biến thiên sinh ra (a) ∇ × H = j + (b) ∇ ⋅ H = j + ∂t ∂t (ñiện trường xoáy). ∂j (c) ∇ × H = D + (d) ∇ ⋅ H = ρ • Câu trả lời ñúng là (d). ∂t Trả lời câu 10 Trả lời câu 10 (tt) • Ta ñã biết từ trường biến thiên tạo ra một ñiện • Câu trả lời ñúng là (a). trường xoáy (ñịnh luật Maxwell-Faraday): • Trên ñây là hai trong bốn phương trình căn bản của ñiện trường và từ trường (hệ phương trình d ∂ B ∫(C )E ⋅ dl = − dt (∫S )B ⋅ ndS ∇× E = − Maxwell). ∂t • Hai phương trình còn lại diễn tả ñịnh luật Gauss: • Ngược lại, ñiện trường biến thiên cũng tạo ra một ∫ ⋅ ndS = Q ∇⋅D = ρ từ trường (ñịnh luật Maxwell-Ampère): D (S ) ∂D d ∫(C )H ⋅ dl = I + dt (∫S )D ⋅ ndS ∇ × H = j + ∂t ∫ ⋅ ndS = 0 ∇⋅B = 0 B (S )
Câu 11 Trả lời câu 11 Chọn phát biểu ñúng với các luận ñiểm của • (a) và (b) là dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell- Maxwell: Faraday và Maxwell-Ampère. • Còn (c) chính là dạng tích phân của (b). ∂B ∂D (a) ∇ × E = − (b) ∇ × H = j + • Gọi (S) là mặt giới hạn trong chu tuyến (C), dS là ∂t ∂t diện tích vi phân trong (S).  ∂D  • Ta có dS ≡ n dS (c) ∫ H ⋅ dl = ∫  j +  ⋅ dS (C ) (S )  ∂t   ∂D  d (d) Tất cả ñều ñúng. ∫( S )  ∂t   j +  ⋅ dS = I + dt (∫S ) D ⋅ n dS • Câu trả lời ñúng là (d). Câu 12 Trả lời câu 12 Chọn biểu thức ñúng: • (a) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường. • Lấy tích phân của (c) trong thể tích (V) ta ñược (a) ∫ B ⋅ dS = 0 (b) ∫ ∇ ⋅ BdV = 0 (b). (S ) (V ) • Câu trả lời ñúng là (d). (c) ∇ ⋅ B = 0 (d) Tất cả ñều ñúng. với (V) là thể tích giới hạn trong mặt kín (S).
Câu 13 Trả lời câu 13 Định lý về dòng ñiện toàn phần ñược thể hiện • (a) là ñịnh luật Ampère, dùng cho từ trường tĩnh. qua công thức: • (b) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường. • Định luật về dòng ñiện toàn phần (hay ñịnh luật (a) ∫ H ⋅ dl = ∑ I in ∫ ⋅ dS = 0 (b) B Maxwell-Ampère) là: (C ) (S ) ∂D d ∫(C )H ⋅ dl = I + dt (∫S )D ⋅ ndS ∇ × H = j + ∂t (c) ∫ ∇ ⋅ BdV = 0 (d) Tất cả ñều sai. (V ) với Iin là cường ñộ của dòng ñiện ñi qua mặt giới • Câu trả lời ñúng là (d). hạn trong (C). Câu 14 Trả lời câu 14 Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ là: • Mật ñộ năng lượng ñiện trường: 1 1 1 1 ue = ε 0εE 2 = E ⋅ D (a) u = ε 0εD 2 + µ0 µH 2 (b) u = 0 2 2 2 2 • Mật ñộ năng lượng từ trường: 1 1 Câu trả lời (c) u = E ⋅ D + H ⋅ B (d) Tất cả ñều sai. 1 1 um = µ0 µH 2 = H ⋅ B ñúng là (c). 2 2 2 2 • Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ: 1 1 1 1 u = ε 0εE 2 + µ0 µH 2 = E ⋅ D + H ⋅ B 2 2 2 2
Bảng trả lời Câu Trả lời Câu Trả lời 1 d 8 b 2 c 9 d 3 a 10 a 4 d 11 d 5 a 12 d 6 a 13 d 7 b 14 c