Một số thắc mắc trong đề thi ĐH-CĐ đã sử dụng kỹ năng và kiến thức từ thông- suất điện hễ xoay chiều. Nội dung bài viết không hồ hết giới thiệu lý thuyết mà còn trình diễn lời giải một số câu hỏi trong đề thi ĐH các năm.
Bạn đang xem: Công thức tính suất điện động cảm ứng
TỪ THÔNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG luân chuyển CHIỀU
1. Cách tạo thành suất điện rượu cồn xoay chiều:
Cho khung dây dẫn phẳng gồm N vòng ,diện tích S quay phần lớn với tốc độ w, xung quanh trục vuông góc cùng với với những đường sức từ của một từ trường đông đảo có chạm màn hình từ .Theo định vẻ ngoài cảm ứngđiện từ,trong form dây xuất hiện thêm một suất điện động biến đổi theo định cách thức dạng cosin với thời hạn gọi tắt là suất điện hễ xoay chiều:
2.Từ thông nhờ cất hộ qua size dây :
-Từ thông giữ hộ qua form dây dẫn bao gồm N vòng dây có diện tích s S quay trong từ trường phần đông (vecB).Giả sử trên t=0 thì : ((vecn,vecB)=varphi)
- Biểu thức từ bỏ thông của khung: (Phi =NBScosomega t=Phi _0.cosomega t)
- Từ trải qua khung dây cực đại (Phi _0=NBS); ω là tần số góc bằng vận tốc quay của size (rad/s)
Đơn vị : + Φ : Vêbe(Wb);
+ S: Là diện tích một vòng dây (S:m2);
+ N: Số vòng dây của khung
+ (vecB) : Véc tơ cảm ứng từ của trường đoản cú trường hồ hết .B:Tesla(T) ( (vecB) vuông góc cùng với trục con quay ∆)
+ ω: vận tốc góc không thay đổi của size dây
( chọn gốc thời hạn t=0 dịp ( ((vecn,vecB)=0^0))
-Chu kì cùng tần số của form :(T=frac2pi omega ;f=frac1T)
3. Suất điện hễ xoay chiều:
- Biểu thức của suất năng lượng điện động cảm ứng tức thời:
(e=frac-Delta Phi Delta t=-Phi "=omega NBS.sinomega)(t=E_ocos(omega t-fracpi 2))
(e=E_ocos(omega t+ varphi _0)) Đặt (E_0=NBomega S) :Suất điện động cực đại
(varphi _0=varphi -fracpi 2)
Đơn vị :e,E0 (V)
VÍ DỤ MẪU:
Ví dụ 1: (CĐ 2009) Một size dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật bao gồm 500 vòng dây, diện tích s mỗi vòng 54 cm2. Form dây quay phần lớn quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), vào từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc cùng với trục con quay và gồm độ mập 0,2 T. Trường đoản cú thông cực lớn qua khung dây là
A. 0,27 Wb. B. 1,08 Wb . C. 0,81 Wb. D. 0,54 Wb.
Phân tích và giải đáp giải
Từ thông cực đại qua khung dây là: (Phi _0=NBS=500.0,2.54.10^-4=0,54Wb) .
Chọn D
Ví dụ 2: (CĐ 2010) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích s mỗi vòng là 220 cm2. Khung quay đầy đủ với tốc độ 50 vòng/giây xung quanh một trục đối xứng bên trong mặt phẳng của khung dây, vào một từ bỏ trường đều phải có véc tơ cảm ứng từ (vecB) vuông góc cùng với trục cù và có độ bự (fracsqrt25pi T). Suất năng lượng điện động cực to trong khung dây bằng
A. 110(sqrt2)V. B. 220(sqrt2)V. C. 110 V. D. 220 V.
Phân tích và lý giải giải
Tần số góc: (omega =50.2pi =100pi (rad/s)).
Suất năng lượng điện động cực lớn trong form dây bằng:
(E_0=omega NBS=100pi .500.fracsqrt25pi .220.10^-4=220sqrt2V)
Chọn B
Ví dụ 3: (ĐH 2013) Một size dây dẫn phẳng, dẹt, hình chữ nhật có diện tích s 60 cm2, quay phần nhiều quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung) trong từ trường đều sở hữu vectơ cảm ứng từ vuông góc cùng với trục cù và tất cả độ bự 0,4 T. Từ bỏ thông cực đại qua size dây là
A. 2,4.10-3 Wb. B. 1,2.10-3Wb. C. 4,8.10-3Wb. D. 0,6.10-3Wb.
Phân tích và lí giải giải
Ta có:(Phi =Phi _0cos(omega t+varphi )=BScos(omega t+varphi )) .
Từ thông cực đại qua khung dây là: (Phi _0=BS=0,4.60.10^-4=2,4.10^-3Wb).
Chọn A
Ví dụ 4: (ĐH 2009)
Từ thông qua một vòng dây dẫn là (Phi =frac2.10^-2pi cos(100pi t+fracpi 4)(Wb)) . Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong tầm dây này là
A. (e=-2sin(100pi t+fracpi 4)(V)) B.(e=2sin(100pi t+fracpi 4)(V))
C.(e=-2sin100pi t(V)) D.(e=2pi sin100pi t(V))
Phân tích và trả lời giải
Suất điện động chạm màn hình xuất hiện trong khoảng dây:
(e=-fracdPhi dt=100pi .frac2.10^-2pi sin(100pi t+fracpi 4)=2sin(100pi t+fracpi 4))
Chọn B
Ví dụ 5: (ĐH 2011) Một size dây dẫn phẳng quay hồ hết với tốc độ góc ω quanh một trục cố định và thắt chặt nằm trong phương diện phẳng size dây, trong một tự trường đều phải sở hữu vectơ chạm màn hình từ vuông góc cùng với trục con quay của khung. Suất năng lượng điện động cảm ứng trong khung tất cả biểu thức e = E0cos(ωt + π/2 ). Tại thời gian t = 0, vectơ pháp tuyến của khía cạnh phẳng size dây phù hợp với vectơ cảm ứng từ một góc bằng
A. 1500. B. 900. C. 450. D. 1800.
Phân tích và lý giải giải
Ta có:(e=E_0sin(omega t+Phi )=E_0cos(omega t+Phi -fracpi 2)) .
So sánh với biểu thức đề bài: (e=E_0cos(omega t+fracpi 2 )Rightarrow varphi -fracpi 2=fracpi 2Rightarrow varphi =pi)
Chọn D
Ví dụ 6: Một size dây dẫn hình chữ nhật, quay gần như quanh trục đi qua trung điểm của nhì cạnh đối lập của khung, vào một từ bỏ trường đều sở hữu véctơ chạm màn hình từ (vecB) vuông góc cùng với trục quay của khung. Suất năng lượng điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây đạt giá chỉ trị cực to khi phương diện khung
A. vuông góc với (vecB). B. chế tạo với (vecB) một góc 450
C. song tuy nhiên với (vecB). D. tạo với (vecB) một góc 600
Phân tích và lý giải giải
Suất năng lượng điện động chạm màn hình trong khung: (e=E_0sin(vecB;vecn)Rightarrow e=E_0Rightarrow vecB;vecn=fracpi 2)
Vì cố kỉnh khi e max thì mặt phẳng khung tuy nhiên song với chạm màn hình từ.
chọn C
Ví dụ 7: Một khung dây dẫn quay mọi quanh trục xx’ với tốc độ 150 vòng/phút, vào một từ trường đều phải có véctơ chạm màn hình từ vuông góc với trục cù xx’ của khung. Ở thời điểmnào đó từ thông giữ hộ qua khung dây là 0,4Wb thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong form dây bằng 47V. Trường đoản cú thông cực đại gửi qua size dây bằng
A. 0,4Wb. B. 0,4πWb. C. 0,5Wb. D. 0,5πWb.
Phân tích và giải đáp giải
Tần số góc giao động của khung:
Ví dụ 8: Một vòng dây có diện tích S=100cm2 cùng điện trở R=0,45Ω , quay phần nhiều với vận tốc góc ω=100 rad/s trong một từ bỏ trường đầy đủ có cảm ứng từ B=0,1T bao quanh một trục bên trong mặt phẳng vòng dây cùng vuông góc với các đường mức độ từ. Nhiệt lượng lan ra trong khoảng dây lúc nó con quay được 1000 vòng là:
A. 1,39J. B. 7J. C. 0,7J. D. 0,35J.
Phân tích và khuyên bảo giải
Suất điện cồn cực đại: (E_0=omega NBS=0,1V) .
Dòng điện chạy trên vòng dây (I=fracE_0sqrt2R)
Nhiệt lượng tỏa ra (Q=I^2Rt=(fracE_0^22R).t)
Thời gian xoay được 1000 vòng: (t=20pi s ;Q=0,7J)
Chọn C
Ví dụ 9: (Trích đề thi thử chăm Vĩnh Phúc lần hai năm 2014)
Một cuộn dây dẫn dẹt, quay phần nhiều quanh một trục cố định và thắt chặt trong từ trường đều sở hữu phương vuông góc với trục quay. Suất năng lượng điện động cảm ứng xuất hiện tại trong cuộn dây có mức giá trị cực to là E0. Tại thời khắc suất điện động tức thời bởi e = E0/2 với đang tăng thì véc tơ pháp đường (vecn) hợp cùng với véc tơ (vecB) một góc bằng
A. 1500. B. 1200. C. 300 D. 600.
bài toán giải nhanh hơn cùng với
vòng tròn lượng giác.
Suất điện rượu cồn trễ pha 900 đối với từ thông cần hai đại
lượng này được biểu diễn trong khoảng tròn như hình vẽ.
Từ hình mẫu vẽ ta thấy: (omega t+varphi =fracpi 6)
Chọn C
BÀI TẬP VẬN DỤNG:
Câu 1:(CĐ 2013) Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích s 100 cm2, quay số đông quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của vòng dây), vào từ trường đều phải có vectơ chạm màn hình từ vuông góc cùng với trục quay. Biết từ bỏ thông cực to qua vòng dây là 0,004Wb . Độ béo của chạm màn hình từ là:
A. 0,2T B. 0,6T C. 0,8T D. 0,4T
Hướng dẫn giải
Từ thông cực lớn qua vòng dây:
(Phi _0=BSRightarrow B=fracPhi _0S=frac0,004100.10^-4=0,4T)
Chọn D
Câu 2: (trích đề thi thử chăm Đại học Vinh lần 3 năm 2014)Một khung dây dẫn kín đáo hình chữ nhật rất có thể quay đầy đủ quanh trục trải qua trung điểm hai cạnh đối diện, trong một từ trường đều phải có cảm ừng tự (vecB) vuông góc cùng với trục quay. Suất điện rượu cồn xoay chiều lộ diện trong khung có giá trị cực to khi khía cạnh khung
A. song tuy vậy với (vecB) B. vuông góc cùng với (vecB)
C. tạo với (vecB) một góc 450. D. tạo với (vecB) một góc 600.
Hướng dẫn giải
(e=-Phi ;=E_0sin(omega t+varphi )Rightarrow e=E_0Leftrightarrow omega t+varphi =fracpi 2Rightarrow vecn// vecB)
Chọn A
Câu 3: (CĐ 2011) Một form dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích 0,025 m2, tất cả 200 vòng dây quay phần đa với tốc độ 20 vòng/s quanh một trục cố định trong một sóng ngắn đều. Biết trục xoay là trục đối xứng bên trong mặt phẳng khung cùng vuông góc cùng với phương của trường đoản cú trường. Suất điện động hiệu dụng xuất hiện trong khung tất cả độ lớn bởi 222 V. Cảm ứng từ gồm độ phệ bằng
A. 0,45 T. B. 0,60 T. C. 0,50 T. D. 0,40 T.
Hướng dẫn giải
Tần số góc:(omega =20.2pi =40pi (rad/s)).
Suất năng lượng điện động cực đại trong khung dây bằng:
(E_0=omega NBSRightarrow B=fracE_0omega NS=fracEsqrt2omega NS=frac220sqrt240pi .200.0,025=0,5T)
Chọn C
Câu 4: Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật bao gồm 500 vòng dây, diện tích s mỗi vòng là 220 cm2. Khung quay phần đông với tốc độ 50 vòng/giây xung quanh một trục đối xứng bên trong mặt phẳng của form dây, vào một tự trường đều sở hữu véc tơ cảm ứng từ (vecB) vuông góc với trục xoay và có độ béo B. Để tạo ra suất điện động hiệu dụng có giá trị là E = 220V thì cảm ứng từ B có độ lớn là
A. (fracsqrt3pi ). B. (fracsqrt25pi )T. C. (fracsqrt2pi ) T D. (fracsqrt55pi ).
Hướng dẫn giải
Tần số con quay của form là (f=50fracvonggiay=50HzRightarrow omega =100pi (rad/s))
Suất điện động của máy phát điện chuyển phiên chiều một pha:
(E=fracNBSomega sqrt2Rightarrow B=fracEsqrt2NSomega =frac220sqrt2500.220.10^-4.100pi =fracsqrt25pi (T))
Chọn B
Câu 5: Một form dây dẫn phẳng quay đa số với tốc độ góc w quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, vào một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục tảo của khung. Suất năng lượng điện động chạm màn hình trong khung gồm biểu thức e =(E_0cos(omega t)) . Biểu thức của từ bỏ thông nhờ cất hộ qua khung dây là
A. (Phi =fracE_0omega cos(omega t-fracpi 2)). B. (Phi =omega E_0cos(omega t-fracpi 2)).
Xem thêm: Cô Giáo Học Sinh Lớp 10 - Cô Giáo Vào Khách Sạn Với Học Sinh Lớp 10
C.(Phi =omega E_0cos(omega t+fracpi 2)) . D. (Phi =fracE_0omega cos(omega t+fracpi 2)).
Hướng dẫn giải
Ta biết rằng, suất điện động cảm ứng trong khung lừ đừ pha hơn từ thông cảm ứng gửi qua khung là (fracpi 2) vì cố kỉnh ta có: (varphi _Phi =varphi _e+fracpi 2=8+fracpi 2=fracpi 2)
(Rightarrow Phi =Phi _0cos(omega t+fracpi 2)(Wb)=fracE_0omega cos(omega t+fracpi 2)(Wb))
Chọn D
Tải về
Luyện bài bác tập trắc nghiệm môn vật dụng lý lớp 12 - xem ngay