15 câu Trắc nghiệm Tự cảm có đáp án (Vận dụng)
15 câu hỏi
Một ống dây dài l=30cm gồm N=1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d=8cm có dòng điện với cường độ i=2A. Từ thông qua mỗi vòng dây là:
4,2.10−5 Wb
2.10−5 Wb
0,042 Wb
0,021 Wb
Ta có:
+ Hệ số tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7N2lπd24=4π.10−7100020,3π0,0824=0,021(H)
+ Từ thông qua ống dây: Φ=Li=0,021.2=0,042(Wb)
+ Từ thông qua mỗi vòng dây: Φ1v=ΦN=0,0421000=4,2.10−5(Wb)
Đáp án cần chọn là: A
Một ống dây dài 40cm, có tất cả 800 vòng dây, diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10cm2. Ống dây được nối với 1 nguồn điện có cường độ tăng từ 0→4A. Nếu suất điện động tự cảm của ống dây có độ lớn là 1,2V, hãy xác định thời gian mà dòng điện đã biến thiên.
8,7ms
6,7s
6,7ms
8,7s
Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7.N2l.S=4π.10−7.80020,4.10.10−4=2.10−3H
Suất điện động tự cảm sinh ra do có sự biến thiên của dòng điện trong ống dây:
etc=L.ΔiΔt=L.i2−i1Δt⇒Δt=L.i2−i1etc=2.10−3.4−01,2=6,7.10−3s=6,7ms
Đáp án cần chọn là: C
Cho mạch điện như hình vẽ, L=1H; E=12V; r=0, điện trở của biến trở là 10Ω. Điều chỉnh biến trở để trong 0,1s điện trở của biến trở giảm còn 5Ω
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây trong khoảng thời gian trên có giá trị:
12V
6V
24V
4V
Ta có, khi R thay đổi thì dòng điện trong mạch cũng thay đổi nên suất hiện suất điện động tự cảm:
etc=LΔiΔt
Trong đó:
i1=ER1+r=ER1;i2=ER2+r=ER2
→etc=LΔiΔt=LER1−ER21Δt=1.1210−12510,1=12V
Đáp án cần chọn là: A
Cho dòng điện I = 20A chạy trong ống dây có chiều dài 0,5m. Năng lượng từ trường bên trong ống dây là 0,4J. Nếu ống dây gồm 1500 vòng dây thì bán kính của ống dây là bao nhiêu?
0,02m
2mm
1mm
0,011m
Ta có:
+ Năng lượng từ trường bên trong ống dây:
W=12Li2→L=2Wi2=2.0,4202=2.10−3H
+ Hệ số tự cảm:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7N2lπR2→R=l.L4π2.10−7.N2=0,011(m)
Đáp án cần chọn là: D
Một ống dây điện có lõi sắt bằng vật liệu sắt từ có độ từ thẩm μ=104, cảm ứng từ bên trong ống dây là B=0,05T. Mật độ năng lượng từ trường trong ống dây có giá trị:
w=0,1J/m3
w=0,11J/m3
w=0,1J/m3
w=0,0995J/m3
Ta có:
+ Hệ số tự cảm:
L=4π.10−7n2Vμ
+ Năng lượng từ trường của ống dây khi đó:
W=12Li2=12(4π.10−7n2Vμ)i2
+ Cảm ứng từ B=4π.10−7niμ→W=B28π.10−7μV
+ Mật độ năng lượng từ trường trong ống dây:
w=WV=B28π.10−7μ=0,0528π.10−7.104=0,0995(J/m3)
Đáp án cần chọn là: D
Một cuộn dây dẫn có độ tự cảm 3,0H được nối với nguồn điện có suất điện động 6,0V và điện trở trong rất nhỏ không đáng kể. Sau khoảng thời gian bao lâu tính từ lúc nối cuộn dây dẫn với nguồn điện, cường độ dòng điện chạy trong cuộn dây dẫn đến giá trị 5,0A. Giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian?
2,5s
5s
2s
1,5s
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: Tổng các suất điện động trong mạch bằng tổng điện trở toàn mạch nhân với cường độ dòng điện mạch chính.
Ta có: e+etc=R+rI
Vì: R+r=0⇒e−L.ΔiΔt=0⇒ΔiΔt=eL⇒Δt=Le.Δi
Trong khoảng thời gian Δt, cường độ dòng điện i chạy trong cuộn dây dẫn tăng dần đều từ giá trị I0=0 đến I=5,0A, tức là: Δi=I−−I0 =I
Từ đó ta suy ra: Δt=Le.I=36.5=2,5s
Đáp án cần chọn là: A
Một cuộn tự cảm có L=50mH cùng mắc nối tiếp với một điện trở R=20Ω, nối vào một nguồn điện có suất điện động 90V, có điện trở trong không đáng kể. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện I tại thời điểm mà I=2A?
1000A/s
1800A/s
900A/s
800A/s
Ta có: e+etc=RI⇔e−L.ΔiΔt=RI⇒ΔiΔt=e−RIL
Với: e=90V L=0,05HR=20Ω I=2A ⇒ΔiΔt=e−RIL=90−20.20,05=1000A/s
Đáp án cần chọn là: A
Một ống dây được quấn với mật độ 1000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500cm3. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong ống biến đổi theo thời gian như hình dưới đây.
Suất điện động tự cảm trong ống từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm 0,05s là:
0(V)
0,063(V)
100(V)
0,63(V)
+ Hệ số tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7n2V=4π.10−710002.5.10−4=2π.10−4H
+ Từ đồ thị ta thấy trong khoảng thời gian Δt=0,05s thì cường độ dòng điện biến thiên từ 0→5A
⇒ Suất điện động tự cảm trong ống từ sau khi đóng công tắc đến thời điểm 0,05s là:
etc=LΔiΔt=2π.10−45−00,05=0,063V
Đáp án cần chọn là: B
Một ống dây được quấn với mật độ 1000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500cm3. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong ống biến đổi theo thời gian như hình dưới đây.
Suất điện động tự cảm trong ống từ thời điểm 0,05s là:
0(V)
0,063(V)
100(V)
0,63(V)
+ Hệ số tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7n2V=4π.10−720002.5.10−4=8π.10−4H
+ Từ đồ thị ta thấy từ thời điểm về sau thì cường độ dòng điện không đổi có giá trị bằng 5A
⇒ Độ biến thiên cường độ dòng điện Δi=0
⇒ Suất điện động tự cảm trong ống từ thời điểm 0,05s về sau là: etc=LΔiΔt=0V
Đáp án cần chọn là: A
Một ống dây dài được cuốn với mật độ 2000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500cm3. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc dòng điện trong ống dây biến đổi theo thời gian (đồ thị). Lúc đóng công tắc ứng với thời điểm t = 0. Suất điện động tự cảm trong ống dây sau khi đóng công tắc với thời điểm t = 0,05s có giá trị:
0,05V
0,25V
0,2V
1V
Đáp án C
Ta có:
+ Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7n2V=4π.10−720002.(500.10−6)=2,5.10−3
+Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = 0,05s cường độ dòng điện tăng từ 0A đến 4A
Suất điện động tự cảm trong ống dây trong khoảng thời gian này:
etc=LΔiΔt=2,5.10−34−00,05=0,2V
Một ống dây đồng hình trụ dài 25cm gồm nhiều vòng dây quấn sít nhau và có điện trở 0,20 Ω. Dây đồng có tiết diện 1,0mm2 và điện trở suất 1,7.10−8 Ω.m. Từ thông qua mỗi vòng dây đồng và năng lượng từ trường trong ống dây khi có dòng điện cường độ 2,5A chạy trong ống dây đồng là:
Φ0=0,63nWb;W=1,74.10−4J
Φ0=0,63μWb;W=1,74.10−3J
Φ0=0,63μWb;W=1,74.10−4J
Φ0=0,63Wb;W=1,74.10−3J
Đáp án C
Đường kính d của dây đồng có tiết diện S0=1,0mm2 là:
S0=πd24⇒d=4S0π=4.1.10−63,14≈1,13.10−3m=1,13mm
Suy ra số vòng dây đồng quấn trên ống dây có độ dài l =25cm là:
N=ld=25.10−21,13.10−3≈221(vòng)
Công thức tính điện trở của dây dẫn: R=ρl0S⇒l0=RSρ
Từ công thức tính điện trở của dây dẫn ta tính được chiều dài tổng cộng của N vòng dây đồng quấn trên ống dây: l0=RSρ=0,2.1.10−61,7.10−8≈11,76m
Suy ra chu vi C của mỗi vòng dây:
C=l0N=11,76221=0,0532m=53,2mm
Đường kính D của ống dây là:
C=πD⇒D=Cπ=53,23,14≈17mm
Diện tích tiết diện S của ống dây là:
S=πD24=3,14.1724≈227mm2
Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7.N2l.S=4π.10−7.221225.10−2.227.10−6=5,57.10−5H
Vì từ thông qua ống dây đồng có trị số Φ=L.i
Nên từ thông qua mỗi vòng dây khi dòng điện chạy trong ống dây có cường độ i=I=2,5A sẽ bằng:
Φ0=ΦN=L.iN=5,57.10−5.2,5221=6,3.10−7Wb=0,63μWb
Năng lượng từ trường tích luỹ trong ống dây:
W=Li22=5,57.10−5.2,522=1,74.10−4J
Một ống dây đồng hình trụ dài 25cm gồm nhiều vòng dây quấn sít nhau và có điện trở 0,20Ω. Dây đồng có tiết diện 1,0mm2 và điện trở suất 1,7.10−8 Ω.m. Số vòng dây đồng và độ tự cảm của ống dây đồng là:
N=221;L=5,57.10−6H
N=221;L=5,57.10−5H
N=321;L=6,57.10−5H
N=321;L=6,57.10−6H
Đáp án B
Đường kính d của dây đồng có tiết diện S0=1,0mm2 là:
S0=πd24⇒d=4S0π=4.1.10−63,14≈1,13.10−3m=1,13mm
Suy ra số vòng dây đồng quấn trên ống dây có độ dài l =25cm là:
N=ld=25.10−21,13.10−3≈221(vòng)
Công thức tính điện trở của dây dẫn: R=ρl0S⇒l0=RSρ
Từ công thức tính điện trở của dây dẫn ta tính được chiều dài tổng cộng của N vòng dây đồng quấn trên ống dây: l0=RSρ=0,2.1.10−61,7.10−8≈11,76m
Suy ra chu vi C của mỗi vòng dây:
C=l0N=11,76221=0,0532m=53,2mm
Đường kính D của ống dây là:
C=πD⇒D=Cπ=53,23,14≈17mm
Diện tích tiết diện S của ống dây là:
S=πD24=3,14.1724≈227mm2
Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7.N2l.S=4π.10−7.221225.10−2.227.10−6=5,57.10−5H
Sự biến đổi của dòng điện trong một mạch điện theo thời gian được cho trên hình 41.4. Gọi suất điện động tự cảm trong khoảng thời gian 0s đến 1s là E1, từ 1s đến 3s là E2. Chọn đáp án đúng:
e1=e2
e1=2e2
e1=3e2
e1=0,5e2
Đáp án B
Suất điện động tự cảm trong khoảng thời gian từ 0s đến 1s là:
e1=L.Δi1Δt1=Li2−i1t2−t1=L.1−21−0=L1
Suất điện động tự cảm trong khoảng thời gian từ 1s đến 3s là:
e2=L.Δi2Δt2=Li3−i2t3−t2=L.0−13−1=L22
Từ (1) và (2) suy ra: e1=2e2
Dòng điện chạy qua cuộn cảm có cường độ biến đổi theo thời gian như đồ thị hình bên. Gọi suất điện động tự cảm trong khoảng thời gian 0s đến 1s là e1 từ 1s đến 3s là e2 thì:
e1=2e2
e1=e2/2
e1=e2
e1=−2e2
Đáp án A
Công thức tính suất điện động cảm ứng:
e1=−ΔΦ1Δt=−LΔi1Δt=−L.11(V)
Công thức tính suất điện động cảm ứng:
e2=−ΔΦ2Δt=−LΔi2Δt=−L.12(V)=e12
Một ống dây dài được cuốn với mật độ 2000 vòng/mét. Ống dây có thể tích 500cm3. Ống dây được mắc vào một mạch điện. Sau khi đóng công tắc dòng điện trong ống dây biến đổi theo thời gian (đồ thị). Lúc đóng công tắc ứng với thời điểm t = 0. Suất điện động tự cảm trong ống dây sau khi đóng công tắc với thời điểm t = 0,05s có giá trị:
0,05V
0,25V
0,5V
1V
Đáp án B
Ta có:
+ Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7n2V=4π.10−720002.(500.10−6)=2,5.10−3
+Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = 0,05s cường độ dòng điện tăng từ 0A đến 5A
Suất điện động tự cảm trong ống dây trong khoảng thời gian này:
etc=LΔiΔt=2,5.10−35−00,05=0,25V
