Bài giảng Vật lý: Trắc nghiệm Cảm ứng điện từ & Điện từ trường biến thiên - Lê Quang Nguyên

Trắc nghiệm Cảm ứng ñiện từ & Điện từ trường biến thiên Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe.com Câu 1 Đặt một khung dây dẫn trong một từ trường ñều B song song với mặt phẳng của khung. Trong dây sẽ xuất hiện một sức ñiện ñộng cảm ứng khi: (a) B tăng. (b) B giảm. (c) Tịnh tiến khung dây. (d) Quay khung dây quanh một trục không song song với B. B Trả lời câu 1 • Khi khung dây song song với từ trường thì từ thông qua nó bằng không. Do ñó nếu: • thay ñổi B nhưng giữ yên khung dây, • tịnh tiến khung dây (chuyển ñộng nhưng luôn luôn song song với chính nó), • quay khung quanh trục song song với B, • thì không có sññ cảm ứng. • Câu trả lời ñúng là (d). Câu 2 Một khung dây dẫn hình chữ nhật chuyển ñộng với vận tốc không ñổi ra khỏi một từ trường ñều. Chọn phát biểu ñúng: (a) Không có dòng cảm ứng qua khung. (b) Dòng cảm ứng ñi ngược chiều kim ñồng hồ. (c) Dòng cảm ứng ñi theo chiều kim ñồng hồ. (d) Cả ba câu trên ñều sai. x B v Trả lời câu 2 • Khi khung dây ñi ra khỏi miền có từ trường thì từ thông ñi vào khung giảm. • Dòng cảm ứng phải tạo một từ trường hướng vào ñể chống lại sự giảm từ thông. • Muốn thế dòng cảm ứng phải ñi theo chiều kim ñồng hồ. • Câu trả lời ñúng là (c). x B vi x B’ Câu 3 Đặt một khung dây dẫn gần một dòng ñiện thẳng, dài vô hạn. Để có dòng cảm ứng như hình vẽ thì khung dây phải di chuyển: (a) lại gần dòng ñiện. (b) ra xa dòng ñiện. (c) song song với dòng ñiện. (d) cả ba câu trên ñều sai. I i ● B Trả lời câu 3 • Dòng cảm ứng tạo một từ trường ñi vào khung dây. Từ trường ñó dùng ñể bù trừ: 1. Một từ thông ñi vào giảm, 2. hay một từ thông ñi ra tăng. • Ở ñây dòng ñiện vô hạn gửi một từ thông ñi ra khung dây, ta ñang ở trường hợp 2. • Khung phải tiến lại gần dòng ñiện ñể từ thông tăng ñi ra tăng lên. I i B lớn hơn Câu trả lời ñúng là (a). Câu 4 Một thanh dẫn chiều dài l di chuyển với vận tốc không ñổi v ra xa một dòng ñiện thẳng vô hạn, cường ñộ I. Ở khoảng cách r, sññ cảm ứng giữa hai ñầu thanh là: (a) (b) (c) (d) r vl pi µε 20 = l vIr pi µε 20 = r vI pi µε 20 = r vIl pi µε 20 = I r v Trả lời câu 4 • Trong thời gian dt, thanh quét một diện tích dS = ldr = lvdt. • Từ thông quét ñược trong thời gian ñó: • Vậy sññ cảm ứng trong thanh là: • Câu trả lời ñúng là (d). I r vlvdt r IBdSd pi µ 20 ==Φ vl r I dt d pi µε 20 = Φ = dr x B Trả lời câu 4 (tt) • Dòng cảm ứng trong trường hợp này do lực từ tạo nên. • Lực từ tác ñộng lên một electron trong thanh dẫn: • Fm hướng xuống: các e− ñi xuống, còn dòng ñiện thì ñi lên. • Hai ñầu thanh sẽ tích ñiện trái dấu, với ñầu dương ở trên. • Khi có thanh dẫn chuyển ñộng ta dùng lực từ ñể tìm chiều của dòng cảm ứng. I v x B BveFm


×−= − Fm + Câu 5 Một khung dây dẫn tròn bán kính a ñược ñặt trong một từ trường ñều B = B0e−ωt, với B0 không ñổi và hợp với mặt phẳng khung dây một góc α. Sức ñiện ñộng cảm ứng xuất hiện trong khung là: (a) (b) (c) (d) αpiωε ω cos20 aeB t− = 2 0 aeB tpiωε ω−= αpiωε ω cos20 aeB t− = αpiωε ω cos2 20 aeB t− = Trả lời câu 5 - 1 • Từ thông qua khung dây: • Sức ñiện ñộng cảm ứng: • Câu trả lời ñúng là (a). αpiα coscos 2aBBS ==Φ αpiε cos2a dt dB dt d −= Φ −= ( ) tt eBeB dt d dt dB ωω ω −− −== 00 αpiωε ω cos20 aeB t− = n B(t) α i Từ thông ñi lên giảm, từ trường cảm ứng hướng lên. B’ Trả lời câu 5 - 2 • Trong trường hợp này từ trường biến thiên ñã tạo ra một ñiện trường có ñường sức khép kín – ñiện trường xoáy. • Điện trường xoáy làm các ñiện tích trong khung dây chuyển ñộng thành dòng kín, tạo nên dòng cảm ứng. B(t) i E+ F Trả lời câu 5 - 3 • Công của lực ñiện trường xoáy khi dịch chuyển một ñơn vị ñiện tích dương thành dòng kín chính là sức ññ cảm ứng, do ñó: • (C) là khung dây, (S) là mặt giới hạn trong (C). • Đó là ñịnh luật Maxwell-Faraday. Dưới dạng vi phân: ∫∫ ⋅−=⋅⇔ Φ −= )()( SC dSnB dt d rdE dt d



ε t BErot ∂ ∂ −=

Câu 6 Một khung dây dẫn gồm hai dây dài song song nối với nhau bằng một ñiện trở R, và một thanh trượt. Đặt khung gần một dòng ñiện thẳng vô hạn cường ñộ I, song song với hai dây dẫn. I a bR v Câu 6 (tt) Cho thanh trượt với vận tốc không ñổi v, dòng ñiện cảm ứng trong khung có chiều và ñộ lớn: (a) ngược chiều kim ñồng hồ, (b) ngược chiều kim ñồng hồ, (c) cùng chiều kim ñồng hồ, (d) cùng chiều kim ñồng hồ, a b R vIi ln 2 0 pi µ = b a R vIi ln 2 0 pi µ = a b R vIi ln 2 0 pi µ = b a R vIi ln 2 0 pi µ = Trả lời câu 6 - 1 • dS là diện tích do thanh quét trong thời gian dt. • Để tìm từ thông qua dS ta chia nó thành các dải hẹp song song với dòng ñiện I, mỗi dải cách I một khoảng r, có bề rộng dr. I R v vdt r dr dS Trả lời câu 6 - 2 • Từ thông qua mỗi dải bằng: B(r)vdtdr. • Từ thông qua dS bằng tổng từ thông qua các dải: I a bR vdt r dr ( ) ∫∫∫ ===Φ b a r drI vdtdr r I vdtvdtdrrBd pi µ pi µ 22 00 x B Trả lời câu 6 - 3 • Suy ra sức ñiện ñộng và dòng ñiện cảm ứng: a bI vdtd ln 2 0 pi µ =Φ a bI v ln 2 0 pi µ ε = a b R I v R i ln 2 0 pi µε == Trả lời câu 6 - 4 • Khi thanh chuyển ñộng từ thông ñi vào khung, tạo bởi hai dây ngang và thanh, tăng lên. • Dòng i ñi ngược chiều kim ñồng hồ ñể tạo một từ trường cảm ứng hướng ra. • Câu trả lời ñúng là (a). I R v x Φ tăng i Câu 7 Một thanh dẫn ñiện dài 1 m quay ñều quanh một ñầu với tần số 2 vòng/s trong một từ trường ñều B = 0,1 T vuông góc với thanh. Hiệu thế giữa hai ñầu thanh bằng: (a) 0,314 V. (b) 0,628 V. (c) 3,14 V. (d) 0 V. ● B Trả lời câu 7 - 1 • Diện tích do thanh quét trong thời gian dt: • Từ thông qua dS: • Sức ñiện ñộng cảm ứng: dtldldS ωα 22 2 1 2 1 == dtBlBdSd ω2 2 1 ==Φ ωε 2 2 1Bl dt d = Φ = dα l Trả lời câu 7 - 2 • Vì mạch hở nên hiệu thế giữa hai ñầu thanh bằng sức ññ cảm ứng: • Với l = 1 m, B = 0,1 T, ω = 2 × 2π (rad/s). • Suy ra: ∆V = 0,628 (V). • Câu trả lời ñúng là (b). ωε 2 2 1BlV ==∆ Trả lời câu 7 - 3 • Lực từ tác ñộng lên một ñiện tích dương: • Lực này hướng về ñầu cố ñịnh của thanh. • Vậy dòng cảm ứng hướng về ñầu cố ñịnh của thanh: • Đầu này sẽ tích ñiện dương, và ñầu còn lại tích ñiện âm. ● B Fm BvqFm


×= + v Câu 8 Một khung dây dẫn ñi vào một từ trường ñều với một vận tốc ban ñầu nào ñó. Sau ñó khung sẽ chuyển ñộng: (a) thẳng với vận tốc không ñổi. (b) thẳng chậm dần. (c) thẳng nhanh dần. (d) theo một quỹ ñạo cong nào ñó. x B v Trả lời câu 8 • Khi một phần của khung ở trong từ trường thì từ thông ñi vào khung tăng lên. • Dòng cảm ứng sẽ xuất hiện theo ngược chiều kim ñồng hồ ñể tạo một từ trường hướng ra. • Lực từ lên hai cạnh ngang bù trừ lẫn nhau. • Cạnh thẳng ñứng bên phải nằm ngoài từ trường nên không chịu tác ñộng của lực từ. x B F’ F’ i BliF


×= Trả lời câu 8 (tt) • Vậy lực từ toàn phần trên khung dây bằng lực từ tác ñộng lên cạnh thẳng ñứng bên trái. • Lực này nằm ngang và hướng sang trái, cản lại chuyển ñộng của khung dây. • Khung dây sẽ chuyển ñộng thẳng chậm dần. • Câu trả lời ñúng là (b). x B i F Câu 9 Cho hai ñiện trường E1, E2 với: (a) E1 là ñiện trường xoáy. (b) E2 là ñiện trường tĩnh. (c) E1 do từ trường biến thiên sinh ra. (d) E2 do từ trường biến thiên sinh ra. Ghi chú: t BEE ∂ ∂ −=×∇=×∇


21 0 zyx e z e y e x EEdivEErot






∂ ∂ +∂ ∂ +∂ ∂ ≡∇ ⋅∇=×∇≡ Trả lời câu 9 • E1 là ñiện trường tĩnh. • E2 là ñiện trường do từ trường biến thiên sinh ra (ñiện trường xoáy). • Câu trả lời ñúng là (d). t BEE ∂ ∂ −=×∇=×∇


21 0 Câu 10 Dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell-Ampère (ñịnh luật về dòng ñiện toàn phần) là: (a) (b) (c) (d) t DjH ∂ ∂ +=×∇


t DjH ∂ ∂ +=⋅∇


t jDH ∂ ∂ +=×∇


ρ=⋅∇ H
Trả lời câu 10 • Ta ñã biết từ trường biến thiên tạo ra một ñiện trường xoáy (ñịnh luật Maxwell-Faraday): • Ngược lại, ñiện trường biến thiên cũng tạo ra một từ trường (ñịnh luật Maxwell-Ampère): ∫∫ ⋅−=⋅ )()( SC dSnB dt dldE



t BE ∂ ∂ −=×∇

t DjH ∂ ∂ +=×∇


∫∫ ⋅+=⋅ )()( SC dSnD dt dIldH



Trả lời câu 10 (tt) • Câu trả lời ñúng là (a). • Trên ñây là hai trong bốn phương trình căn bản của ñiện trường và từ trường (hệ phương trình Maxwell). • Hai phương trình còn lại diễn tả ñịnh luật Gauss: 00 )( =⋅∇=⋅∫ BdSnB S


ρ=⋅∇=⋅∫ DQdSnD S


)( Câu 11 Chọn phát biểu ñúng với các luận ñiểm của Maxwell: (a) (b) (c) (d) Tất cả ñều ñúng. t BE ∂ ∂ −=×∇

t DjH ∂ ∂ +=×∇


Sd t DjldH SC




⋅      ∂ ∂ +=⋅ ∫∫ )()( Trả lời câu 11 • (a) và (b) là dạng vi phân của ñịnh luật Maxwell- Faraday và Maxwell-Ampère. • Còn (c) chính là dạng tích phân của (b). • Gọi (S) là mặt giới hạn trong chu tuyến (C), dS là diện tích vi phân trong (S). • Ta có • Câu trả lời ñúng là (d). dSnSd

≡ ∫∫ ⋅+=⋅      ∂ ∂ + )()( SS dSnD dt dISd t Dj




Câu 12 Chọn biểu thức ñúng: (a) (b) (c) (d) Tất cả ñều ñúng. với (V) là thể tích giới hạn trong mặt kín (S). 0 )( =⋅∫ S SdB

0 )( =⋅∇∫ V dVB
0=⋅∇ B
Trả lời câu 12 • (a) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường. • Lấy tích phân của (c) trong thể tích (V) ta ñược (b). • Câu trả lời ñúng là (d). Câu 13 Định lý về dòng ñiện toàn phần ñược thể hiện qua công thức: (a) (b) (c) (d) Tất cả ñều sai. với Iin là cường ñộ của dòng ñiện ñi qua mặt giới hạn trong (C). ∑∫ =⋅ in C IldH )(

0 )( =⋅∫ S SdB

0 )( =⋅∇∫ V dVB
Trả lời câu 13 • (a) là ñịnh luật Ampère, dùng cho từ trường tĩnh. • (b) và (c) là ñịnh luật Gauss ñối với từ trường. • Định luật về dòng ñiện toàn phần (hay ñịnh luật Maxwell-Ampère) là: • Câu trả lời ñúng là (d). t DjH ∂ ∂ +=×∇


∫∫ ⋅+=⋅ )()( SC dSnD dt dIldH



Câu 14 Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ là: (a) (b) u = 0 (c) (d) Tất cả ñều sai. 2 0 2 0 2 1 2 1 HDu µµεε += BHDEu



⋅+⋅= 2 1 2 1 Trả lời câu 14 • Mật ñộ năng lượng ñiện trường: • Mật ñộ năng lượng từ trường: • Mật ñộ năng lượng trường ñiện từ: DEEue

⋅== 2 1 2 1 2 0εε BHHum

⋅== 2 1 2 1 2 0µµ BHDEHEu



⋅+⋅=+= 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 2 0 µµεε Câu trả lời ñúng là (c). Bảng trả lời c14b7 d13a6 d12a5 d11d4 a10a3 d9c2 b8d1 Trả lờiCâuTrả lờiCâu