Một khung dây dẫn kín có 500 vòng được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là 0,4 T. Diện tích mỗi vòng dây là 50 cm2. Cho khung dây quay đều quanh trục vuông góc với vectơ cảm ứng

9/13

Một khung dây dẫn kín có 500 vòng được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là 0,4 T. Diện tích mỗi vòng dây là 50 cm². Cho khung dây quay đều quanh trục vuông góc với vectơ cảm ứng từ với tốc độ góc là \(\frac{\pi }{3}\) rad/s. Nối khung dây với tụ điện thì tụ điện tích được một lượng điện tích là 3 C. Giả sử điện trở của khung dây là không đáng kể và ban đầu vectơ cảm ứng từ cùng phương cùng chiều với vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây, điện dung của tụ điện có giá trị là bao nhiêu?

3 F.

3 μF.

6 F.

6 μF.

Giải thích

Đáp án đúng là D

Khung dây quay đều quanh trục vuông góc với vectơ cảm ứng từ với tốc độ góc là \(\frac{\pi }{3}\) rad/s, nghĩa là trong 1 s khung dây quay được một góc là \(\frac{\pi }{3}\).

Độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình sinh ra trong khung dây có giá trị là:

\(|e| = N\left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right| = N\left| {\frac{{BS[\cos (\alpha + \omega t) - \cos \alpha ]}}{{\Delta t}}} \right| = 500\left| {\frac{{0,4 \cdot 5 \cdot {{10}^{ - 3}}\left( {\cos \frac{\pi }{3} - \cos 0} \right)}}{1}} \right| = 0,5\;{\rm{V}}\)

Vì khung dây có điện trở không đáng kể nên |e| = U. Từ công thức tính điện tích của tụ điện, suy ra: \(Q = CU \Rightarrow C = \frac{Q}{U} = \frac{3}{{0,5}} = 6\mu {\rm{F}}\)