48 bài tập Chương 3. Từ trường có lời giải

Một khung dây phẳng giới hạn diện tích \[S = 5c{m^2}\] gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \[{\rm{B}} = 0,1{\rm{T}}\] sao cho mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60⁰. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây?

Một khung dây phẳng có diện tích 20 cm², gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 30⁰ và có độ lớn bằng \[{2.10^{ - 4}}{\rm{T}}.\] Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi?

Một thanh dẫn điện dài 20 cm tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ \[B = {5.10^{ - 4}}T,\] với vận tốc 5 m/s, vectơ vận tốc của thanh vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh?

Một đoạn dây dẫn thẳng dài \[10\] cm mang dòng điện cường độ \[0,5{\rm{ }}A\], đặt trong từ trường đều có đường sức từ vuông góc với dây dẫn. Biết cảm ứng từ có độ lớn là \[0,01{\rm{ }}T\] thì độ lớn của lực từ là bao nhiêu?

Tính cường độ hiệu dụng và chu kì của dòng điện xoay chiều có biểu thức \(i = 5\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)\left( A \right)\).

Cường độ dòng điện và điện áp của một mạch điện xoay chiều có dạng \(i = {I_0}\cos \left( {\omega t + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\); \(u = {U_0}\cos \left( {\omega t + \frac{\pi }{2}} \right)V\). Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện?

Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở \(R = 25\Omega \). Biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch là: \(i = 2\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\left( A \right).\) Công suất toả nhiệt trên R là bao nhiêu?

Giữa hai điểm A và B có điện áp xoay chiều \(u = 220\cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)\left( V \right)\). Nếu mắc vôn kế vào A và B thì vôn kế có số chỉ bao nhiêu?

Biểu thức của cường độ dòng điện qua một mạch điện là: \(i = 4\sqrt 2 \cos \left( {100\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)\left( A \right)\). Cường độ dòng điện qua mạch ở thời điểm 0,03 s là bao nhiêu?

Công suất \(4,4\;{\rm{kW}}\) được truyền đến nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở \(5\Omega .\) Tính năng lượng điện hao phí trên đường dây khi điện áp ở đầu đường dây truyền đi là

a) \(220\;{\rm{V}}.\)

b) \(220{\rm{kV}}.\)

Một đoạn dây dẫn nằm ngang được giữ cố định ở vùng từ trường đều trong khoảng không gian giữa hai cực của nam châm. Nam châm này được đặt trên một cái cân (Hình vẽ). Phần nằm trong từ trường của đoạn dây dẫn có chiều dài là 1,0 cm. Khi không có dòng điện chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,68 g. Khi có dòng điện cuờng độ 0,34 A chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,12 g. Lấy \(g = 9,80\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\) Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

Một đoạn dây dẫn nằm ngang được giữ cố định ở vùng từ trường đều trong khoảng không gian giữa hai cực của nam châm. Nam châm này được đặt trên một cái cân (Hình vẽ). Phần nằm trong từ trường của đoạn dây dẫn có chiều dài là 1,0 cm. Khi không có dòng điện chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,68 g. Khi có dòng điện cuờng độ 0,34 A chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,12 g. Lấy \(g = 9,80\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\) Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

a) Số chỉ của cân giảm đi chứng tỏ có một lực tác dụng vào cân theo chiều thẳng đứng lên trên.

b) Lực tác dụng làm cho số chỉ của cân giảm là lực từ tác dụng lên đoạn dây và có chiều hướng lên.

c) Dòng điện trong dây có chiều từ trái sang phải.

d) Độ lớn cảm ứng từ giữa các cực của nam châm là 0,16 T.

Một đoạn dây dẫn bằng đồng dài 20,0 m có diện tích mặt cắt ngang là \(2,50 \cdot {10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^2}.\) Đoạn dây dẫn được đặt nằm ngang sao cho dòng điện trong đoạn dây dẫn chạy từ đông sang tây với cường độ 20,0A. Ở vị trí đang xét, từ trường Trái Đất có cảm ứng từ nằm ngang, hướng từ nam lên bắc và có độ lớn \(0,500 \cdot {10^{ - 4}}\;{\rm{T}}.\) Biết khối lượng riêng của đồng là \(8,{90.10^3}\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3};g = 9,8\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\)

a) Tìm độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây.

b) Tính lực hấp dẫn tác dụng lên đoạn dây.

Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích \(S = 160\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}\) được đặt vuông góc với cảm ứng từ trong một từ trường đồng nhất nhưng có độ lớn tăng đều với tốc độ \(0,020\;{\rm{T}}/{\rm{s}}\) (Hình vẽ).

a) Tìm độ lớn suất điện động cảm ứng trong vòng dây.

b) Biết tổng điện trở của mạch là \(5,0\Omega \), tính cường độ của dòng điện cảm ứng trong vòng dây.

Một mặt có diện tích \(S = 4,0{\rm{d}}{{\rm{m}}^2}\) được đặt trong từ truờng đều và tạo với cảm ứng từ góc \(\alpha = {30^^\circ }\) (Hình vẽ). Từ thông qua mặt S là \(\Phi = 12{\rm{mWb}}.\) Độ lớn của cảm ứng từ là bao nhiêu tesla (kết quả được viết đến hai chữ số thập phân)?

Ở một bóng đèn sợi đốt có ghi \(220\;{\rm{V}} - 75\;{\rm{W}}.\) Đèn được nối vào mạng điện xoay chiều. Khi đèn sáng bình thường, trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

a) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua đèn là \(0,34\;{\rm{A}}.\)

b) Số đo cường độ dòng điện của ampe kế mắc nối tiếp với đèn là \(0,48\;{\rm{A}}.\)

c) Trong một giờ, đèn tiêu thụ năng lượng điện là 75 W.h.

d) Điện trở của đèn là \(458\Omega .\)

Một dây dẫn dài 50 cm mang dòng điện được đặt vuông góc với một từ trường có B = 5 mT.

a) Nếu trong mỗi giây có 10¹⁸ electron đi qua tiết diện thẳng của dây dẫn thì cường độ dòng điện là bao nhiêu? (e = 1,6.10^-19 C)

b) Tính độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn.

Xét một đoạn dây dẫn thẳng có chiều dài L = 1 m, có dòng điện I = 3 A chạy qua được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10^-2 T. Hãy xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện nếu phương của dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60°.

Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích 0,10 m² được đặt vuông góc với từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 2,0.10^-3 T. Tính từ thông qua vòng dây này.

Ở thí nghiệm hình dưới, từ thông qua ống dây biến thiên như thế nào trong hai trường hợp sau đây?

1. Khi đưa cực bắc của nam châm lại gần ống dây.

2. Khi đưa cực bắc của nam châm ra xa ống dây.

Một khung dây dẫn kín có diện tích 20 cm², quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,02 T. Tính độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong vòng dây khi góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây thay đổi từ 30° đến 60° trong khoảng thời gian 0,1 giây.

Thành phần từ trường của một sóng điện từ tại điểm M biến thiên theo phương trình là B = 3cos(wt + j) (mT). Tại thời điểm cường độ điện trường tại M đạt cực đại thì độ lớn cảm ứng từ tại điểm đó bằng bao nhiêu?

Quan sát hình vẽ, hãy xác định độ lệch pha của i(t) và u(t).

Cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có biểu thức i = 3coswt (A), trong đó t được đo bằng s. Biết rằng trong thời gian 0,1 s thì dòng điện tăng từ giá trị 0 A đến 3 A. Hãy tính tần số góc của dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch.