28 câu Trắc nghiệm Hiện tượng tự cảm – Năng lượng từ trường có đáp án (Thông hiểu)
28 câu hỏi
Biết rằng cứ trong thời gian 10−3s thì cường độ dòng điện trong mạch giảm đều một lượng là 1A và suất điện động tự cảm trong cuộn dây là 11,2V. Độ tự cảm của cuộn dây bằng:
0,015H
0,050H
0,011H
0,022H
Đáp án C
Ta có, suất điện động tự cảm trong cuộn dây:
etc=LΔiΔt→L=etcΔtΔi=11,2.10−31=0,0112(H)
Một cuộn cảm có độ tự cảm 0,2H. Khi cường độ dòng điện trong cuộn cảm giảm đều từ I xuống 0 trong khoảng thời gian 0,05s thì suất điện động tự cảm xuất hiện trong cuộn cảm có độ lớn là 8V. Giá trị của I là:
0,8A
0,04A
2,0A
1,25A
Đáp án C
Ta có: etc=−LΔiΔt
→etc=LΔiΔt↔8=0,2I−00,05→I=2A
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
Đáp án A
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)
Khi có dòng điện 1A chạy qua ống dây có 10 vòng thì từ thông qua ống là 0,8Wb. Hệ số tự cảm của ống dây là:
80H
0,008H
0,8H
0,08H
Đáp án C
Ta có, từ thông qua ống: Φ=LI
⇒Hệ số tự cảm của ống dây là: ⇒L=ΦI=0,81=0,8H
Một ống dây dài 50cm, diện tích tiết diện ngang của ống dây là 10cm2 gồm 1000 vòng dây. Hệ số tự cảm của ống dây là:
0,251H
6,28.10−2H
2,51.10−2mH
2,51mH
Đáp án D
- Hệ số tự cảm của ống dây được tính theo công thức: L=4π.10−7N2lS
Với: + N là số vòng của ống dây.
+ l: chiều dài ống dây.
+ S diện tích mặt cắt ngang của ống dây.
- Vậy:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7100020,51.10−3=2,51.10−3H=2,51mH
Trong một mạch kín có độ tự cảm 0,5.10−3H. Nếu suất điện động tự cảm bằng 0,25V thì tốc độ biến thiên của dòng điện bằng bao nhiêu?
125 (A/s)
1,25.10−4 A/s
1000 (A/s)
500 (A/s)
Đáp án D
Suất điện động tự cảm:
etc=LΔiΔt→ΔiΔt=etcL=0,250,5.10−3=500(A/s)
Trong một mạch kín có độ tự cảm L = 2mH. Nếu suất điện động tự cảm bằng 0,25V thì tốc độ biến thiên của dòng điện bằng bao nhiêu?
125 (A/s)
5.10−4 A/s
1000 (A/s)
500 (A/s)
Đáp án A
Ta có:
Suất điện động tự cảm:
etc=LΔiΔt→ΔiΔt=etcL=0,252.10−3=125(A/s)
Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01s dòng điện tăng từ 0 đến 1,5A. Suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn:
1,48V
0,49V
0,75V
0,05V
Đáp án C
Ta có:
+ Hệ số tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7N2lπd24=4π.10−7250020,5π0,0224=5.10−3H
+ Suất điện động tự cảm trong ống dây:
etc=LΔiΔt=5.10−3.1,5−00,01=0,75V
Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1H, cường độ dòng điện qua ống dây giảm đều đặn từ 2A về 0 trong khoảng thời gian 4s. Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó là:
0,03V
0,04V
0,05V
0,06V
Đáp án C
Ta có:
etc=LΔiΔt=0,1.2−04=0,05V.
Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây. Đường kính của ống bằng 2cm. Cho một dòng điện biến đổi đều theo thời gian chạy qua ống dây. Sau thời gian 0,01s dòng điện tăng từ 0 đến 1,5A. Tính suất điện động tự cảm trong ống dây
0,074V
0,74V
0,84V
0,084V
Đáp án B
Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7.N2l.S=4π.10−7.N2l.πd24=4π.10−7.250020,5.π.0,0224=4,9.10−3H
Độ lớn suất điện động tự cảm:
etc=L.ΔiΔt=4,9.10−3.1,5−00,01=0,74V
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
Đáp án C
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
Tính độ tự cảm của mỗi ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20cm
0,079H
0,79H
7,9H
79H
Đáp án A
Độ tự cảm của ống dây: L=4π.10−7.N2l.S
Theo đề bài ta có:
+ Số vòng dây: N = 1000 vòng
+ Chiều dài ống dây: l=0,5m
+ Diện tích mỗi vòng dây:
S=π.d24=π.0,224=0,01πm2
Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7.N2l.S=4π.10−7.100020,5.0,01π=0,079H
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
Đáp án A
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
Cho mạch điện như hình vẽ, L=1mH; E=12V; r=0, điện trở của biến trở là 6Ω. Điều chỉnh biến trở để trong 0,01s điện trở của biến trở giảm còn 3Ω
Suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây trong khoảng thời gian trên có giá trị:
2V
0,2V
4V
0,4V
Đáp án B
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=10−3.126−12310,01=0,2V
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
Đáp án D
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)
Cho dòng điện I = 5A chạy trong ống dây có chiều dài 1m. Năng lượng từ trường bên trong ống dây là 0,4J. Nếu ống dây gồm 1200 vòng dây thì bán kính của ống dây là bao nhiêu?
7,5cm
3,75cm
1,1cm
0,5cm
Đáp án A
Ta có:
+ Năng lượng từ trường bên trong ống dây:
W=12Li2→L=2Wi2=2.0,452=0,032H
+ Hệ số tự cảm:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7N2lπR2→R=l.L4π2.10−7.N2=1.0,0324π2.10−7.12002=0,075m=7,5cm
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 từ thời điểm t = 0,05s về sau có giá trị là?
0,05V
0V
0,25V
1V
Đáp án B
Từ đồ thị, ta thấy: Từ sau thời điểm t = 0,05s cường độ dòng điện không thay đổi: ↔Δi=0→etc=0V
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 từ thời điểm t = 0,05s về sau có giá trị là?
0,02V
0V
0,2V
1V
Đáp án B
Từ đồ thị, ta thấy: Từ sau thời điểm t = 0,05s cường độ dòng điện không thay đổi: ↔Δi=0→etc=0V
Trong mạch điện như hình vẽ, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Lúc đầu đóng khóa K về vị trí a để nạp năng lượng cho cuộn cảm L, khi đó dòng điện qua L bằng 1,2A. Chuyển K sang vị trí b, nhiệt lượng tỏa ra trong R là bao nhiêu? Biết cuộn dây có độ tự cảm L = 0,2H
0,288J
0,144J
0,096J
0,072J
Đáp án B
Ta có: Năng lượng cuộn cảm L tích trữ được:
W=12Li2=120,2.1,22=0,144(J)
Khi chuyển khóa K sang vị trí b thì toàn bộ năng lượng tích trữ trên cuộn cảm L sẽ chuyển dang tỏa nhiệt hết trên R.
⇒Nhiệt lượng tỏa ra trên R là 0,144J
Trong mạch điện như hình vẽ, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Lúc đầu đóng khóa K về vị trí a để nạp năng lượng cho cuộn cảm L, khi đó dòng điện qua L bằng 2A. Chuyển K sang vị trí b, nhiệt lượng tỏa ra trong R là bao nhiêu? Biết cuộn dây có độ tự cảm L = 2mH
16.10−3J
2.10−3J
8.10−3J
4.10−3J
Đáp án D
Ta có: Năng lượng cuộn cảm L tích trữ được:
W=12Li2=122.10−3.22=4.10−3(J)
Khi chuyển khóa K sang vị trí b thì toàn bộ năng lượng tích trữ trên cuộn cảm L sẽ chuyển dang tỏa nhiệt hết trên R.
Nhiệt lượng tỏa ra trên R là 4.10−3J
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 một nguồn điện có cường độ tăng từ 0→4A. Năng lượng của từ trường biến thiên trong ống dây là:
0,016J
0,032J
1,6J
3,2J
Đáp án A
Ta có:
+ Hệ số tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−780020,4(10.10−4)=2,01.10−3(H)
+ Năng lượng từ trường trong ống dây:
W=12Li2=12.2,01.10−3.42=0,0161(J)
Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01H, có dòng điện I = 5A chạy ống dây. Năng lượng từ trường trong ống dây là:
0,250J
0,125J
0,050J
0,025J
Đáp án B
Năng lượng từ trường trong ống dây:
W=LI22=0,01.522=0,125J.
Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01H. Khi có dòng điện chạy qua ống, ống dây có năng lượng 0,08J. Cường độ dòng điện trong ống dây bằng:
2,8A
4A
8A
16A
Đáp án B
Ta có:
Năng lượng từ trường trong ống dây:
W=12LI2
⇒Cường độ dòng điện trong ống dây:
I=2WL=2.0,080,01=4A
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 một nguồn điện, cường độ dòng điện qua ống dây tăng từ 0A đến 4A. Nguồn điện đã cung cấp cho ống dây một năng lượng là:
160,8J
321,6J
0,016J
0,032J
Đáp án C
+ Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10−7N2lS=4π.10−7.80020,41.10−3=2,01.10−3H.
+ Năng lượng của ống dây được cung cấp:
W=12LI2=12.2,01.10−3.42=0,016J.
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=0,1J/m3
w=0,0195J/m3
w=0,0995J/m3
Đáp án D
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)
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
Đáp án A
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
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
Đáp án A
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
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 ban đầu ứng với I = 0
1900A/s
1500A/s
1400A/s
1800A/s
Đáp án D
Ta có:
e+etc=RI⇔e−L.ΔiΔt=RI⇒ΔiΔt=e−RIL
Với:
e=90V L=0,05HR=20Ω I=0 ⇒ΔiΔt=e−RIL=90−20.00,05=1800A/s
