Một khung dây hình chữ nhật kín ABCD có diện tích S = 50m^2 đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây góc alpha

19/28

Một khung dây hình chữ nhật kín $ABCD$ có diện tích $S = 50{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}$ đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B hợp với pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây góc $\alpha = {60^ \circ }$, độ lớn cảm ứng từ ${\rm{B}} = 0,02{\rm{\;T}}$, điện trở khung dây ${\rm{R}} = 2{\rm{\Omega }}$.

Khi đưa nam châm ra xa khung dây, độ lớn từ thông qua khung dây ABCD tăng lên.

ĐúngSai

Khi đưa nam châm ra xa khung dây, chiều dòng điện cảm ứng có chiều ABCD .

ĐúngSai

Trong thời gian ${\rm{\Delta }}t = 0,01{\rm{\;s}}$, cảm ứng từ do nam châm tạo ra ở khung dây giảm xuống 0 . Độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện trên khung dây trong khoảng thời gian này là $0,005{\rm{\;V}}$.

ĐúngSai

Khi dịch chuyển nam châm lại gần vòng dây thì cảm ứng từ do nam châm tạo ra trong khung dây tăng đều lên $0,08{\rm{\;T}}$ trong khoảng thời gian $0,02{\rm{\;s}}$. Cường độ dòng điện xuất hiện trong khung dây lúc này là 0,375 A.

ĐúngSai

Giải thích

a) Sai.

Từ thông qua khung là:

$\Phi = BS\cos \alpha .$

Khi đưa nam châm ra xa khung dây thì độ lớn cảm ứng từ $B$ tại khung giảm, nên độ lớn từ thông qua khung cũng giảm, không tăng.

b) Sai

Khi đưa nam châm ra xa khung dây, chiều dòng điện cảm ứng có chiều ABCD.

Sai. Để xác định chiều dòng điện, ta dùng định luật Lenz: Khi từ thông giảm (do đưa nam châm ra xa), dòng điện cảm ứng sẽ sinh ra từ trường cảm ứng $\overrightarrow {{B_c}} $ cùng chiều với từ trường ban đầu $\vec B$ để chống lại sự giảm đó.
Dùng quy tắc nắm tay phải, nếu $\vec B$ hướng từ ngoài vào trong mặt phẳng khung dây (ví dụ thế), dòng điện sẽ có chiều sao cho từ trường nó tạo ra cũng hướng vào trong. Với hình chữ nhật $ABCD$, chiều dòng điện thường sẽ ngược với chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại tùy vào hướng đặt của vector pháp tuyến $\vec n$. Tuy nhiên, phát biểu này chưa đủ dữ kiện về hướng của $\vec n$ so với các đỉnh, nhưng quan trọng nhất là nó mâu thuẫn với bản chất "chống lại sự thay đổi".

c) Đúng.

Ta có:

$S = 50{\mkern 1mu} {\rm{c}}{{\rm{m}}^2} = 5 \cdot {10^{ - 3}}{\mkern 1mu} {{\rm{m}}^2},$

$B = 0, 02 T, α = 60^{°},$

$\Delta t = 0,01{\mkern 1mu} {\rm{s}}.$

Độ biến thiên từ thông:

$Δ Φ = B S \cos α = 0, 02 \cdot 5 \cdot 10^{- 3} \cdot \cos 60^{°} .$

Vì $\cos 60^{°} = \frac{1}{2}$ nên:

$\Delta \Phi = 0,02 \cdot 5 \cdot {10^{ - 3}} \cdot \frac{1}{2} = 5 \cdot {10^{ - 5}}{\mkern 1mu} {\rm{Wb}}.$

Suất điện động cảm ứng trung bình:

$\mathcal{E} = \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = \frac{{5 \cdot {{10}^{ - 5}}}}{{0,01}} = 5 \cdot {10^{ - 3}}{\mkern 1mu} {\rm{V}} = 0,005{\mkern 1mu} {\rm{V}}.$

Vậy phát biểu đã cho là đúng.

d) Sai.

Khi cảm ứng từ tăng đều từ $0$ đến $0,08{\mkern 1mu} {\rm{T}}$ trong thời gian $0,02{\mkern 1mu} {\rm{s}}$ thì:

$\mathcal{E} = \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = \frac{{S\cos \alpha \cdot \Delta B}}{{\Delta t}}.$

Thay số:

$\mathcal{E} = \frac{{5 \cdot {{10}^{ - 3}} \cdot \frac{1}{2} \cdot 0,08}}{{0,02}} = 0,01{\mkern 1mu} {\rm{V}}.$

Cường độ dòng điện cảm ứng:

$I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{{0,01}}{2} = 0,005{\mkern 1mu} {\rm{A}}.$

Không phải $0,375{\mkern 1mu} {\rm{A}}$.