Home / Xe / suất điện động cực đại

SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỰC ĐẠI

admin - 16/05/2023 12

Một số câu hỏi trong đề thi ĐH-CĐ đã sử dụng kỹ năng và kiến thức từ thông- suất điện đụng xoay chiều. Nội dung bài viết không những giới thiệu lý thuyết mà còn trình diễn lời giải một số câu hỏi trong đề thi ĐH những năm.

Bạn đang xem: Suất điện động cực đại

TỪ THÔNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG luân phiên CHIỀU

1. Cách tạo nên suất điện hễ xoay chiều:

Cho form dây dẫn phẳng có N vòng ,diện tích S quay đầy đủ với tốc độ w, xung quanh trục vuông góc cùng với với những đường sức từ của một tự trường phần nhiều có chạm màn hình từ .Theo định nguyên tắc cảm ứngđiện từ,trong size dây lộ diện một suất năng lượng điện động biến đổi theo định biện pháp dạng cosin với thời hạn gọi tắt là suất điện động xoay chiều:

2.Từ thông gởi qua khung dây :

-Từ thông giữ hộ qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S xoay trong tự trường hồ hết (vecB).Giả sử tại t=0 thì : ((vecn,vecB)=varphi)

- Biểu thức trường đoản cú thông của khung: (Phi =NBScosomega t=Phi _0.cosomega t)

- Từ thông qua khung dây cực đại (Phi _0=NBS); ω là tần số góc bằng tốc độ 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 từ bỏ trường phần đa .B:Tesla(T) ( (vecB) vuông góc cùng với trục xoay ∆)

+ ω: vận tốc góc không thay đổi của size dây

( chọn gốc thời hạn t=0 cơ hội ( ((vecn,vecB)=0^0))

-Chu kì và tần số của size :(T=frac2pi omega ;f=frac1T)

3. Suất điện rượu cồn xoay chiều:

- Biểu thức của suất điện động chạm màn hình 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 năng lượng điện động cực to

(varphi _0=varphi -fracpi 2)

Đơn vị :e,E0 (V)

VÍ DỤ MẪU:

Ví dụ 1: (CĐ 2009) Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích s mỗi vòng 54 cm2. Size dây quay gần như quanh một trục đối xứng (thuộc mặt phẳng của khung), vào từ trường đều phải sở hữu vectơ chạm màn hình từ vuông góc cùng với trục con quay và tất cả độ lớn 0,2 T. Từ thông cực to qua khung dây là

A. 0,27 Wb. B. 1,08 Wb . C. 0,81 Wb. D. 0,54 Wb.

Phân tích và lí giải 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 form dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật bao gồm 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220 cm2. Form quay phần lớn với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng bên trong mặt phẳng của size dây, trong một từ trường đều sở hữu véc tơ cảm ứng từ (vecB) vuông góc với trục cù và bao gồm độ to (fracsqrt25pi T). Suất điện động cực đại trong form dây bằng

A. 110(sqrt2)V. B. 220(sqrt2)V. C. 110 V. D. 220 V.

Phân tích và lí giải giải

Tần số góc: (omega =50.2pi =100pi (rad/s)).

Suất năng lượng điện động cực đại trong size 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 60 cm2, quay hồ hết quanh một trục đối xứng (thuộc khía cạnh phẳng của khung) trong từ trường đều phải sở hữu vectơ cảm ứng từ vuông góc cùng với trục tảo và gồm độ khủng 0,4 T. Từ bỏ thông cực đại qua khung 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 gợi ý giải

Ta có:(Phi =Phi _0cos(omega t+varphi )=BScos(omega t+varphi )) .

Từ thông cực lớn 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 1 vòng dây dẫn là (Phi =frac2.10^-2pi cos(100pi t+fracpi 4)(Wb)) . Biểu thức của suất năng lượng điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng 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 giải đáp giải

Suất năng lượng 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 form dây dẫn phẳng quay hầu như với tốc độ góc ω xung quanh một trục cố định và thắt chặt nằm trong phương diện phẳng khung dây, vào một từ bỏ trường đều phải sở hữu vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục cù của khung. Suất năng lượng điện động cảm ứng trong khung tất cả biểu thức e = E0cos(ωt + π/2 ). Tại thời điểm t = 0, vectơ pháp con đường của phương diện phẳng form dây phù hợp với vectơ chạm màn hình từ một góc bằng

A. 1500. B. 900. C. 450. D. 1800.

Phân tích và lí giải giải

Ta có:(e=E_0sin(omega t+Phi )=E_0cos(omega t+Phi -fracpi 2)) .

So sánh cùng 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 đầy đủ quanh trục trải qua trung điểm của hai cạnh đối lập của khung, vào một tự trường đều sở hữu véctơ chạm màn hình từ (vecB) vuông góc cùng với trục con quay của khung. Suất năng lượng điện động chạm màn hình xuất hiện tại trong khung dây đạt giá bán trị cực lớn khi mặt khung

A. vuông góc với (vecB). B. 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 điện động cảm ứng trong khung: (e=E_0sin(vecB;vecn)Rightarrow e=E_0Rightarrow vecB;vecn=fracpi 2)

Vì nỗ lực khi e max thì phương diện phẳng khung tuy nhiên song với cảm ứng từ.

chọn C

Ví dụ 7: Một form dây dẫn quay phần lớn quanh trục xx’ với tốc độ 150 vòng/phút, trong một tự trường đều sở hữu véctơ chạm màn hình từ vuông góc cùng với trục quay xx’ của khung. Ở thời điểmnào kia từ thông gởi qua khung dây là 0,4Wb thì suất năng lượng điện động chạm màn hình xuất hiện tại trong khung dây bằng 47V. Từ thông cực đại gửi qua form dây bằng

A. 0,4Wb. B. 0,4πWb. C. 0,5Wb. D. 0,5πWb.

Xem thêm: Ôtô Trung Quốc Tại Việt Nam, Có Nên Mua Xe Trung Quốc? Ô Tô Trung Quốc

Phân tích và giải đáp giải

Tần số góc dao động của khung:

Ví dụ 8: Một vòng dây có diện tích S=100cm2 và điện trở R=0,45Ω , quay rất nhiều với tốc độ góc ω=100 rad/s vào một từ bỏ trường đầy đủ có chạm màn hình từ B=0,1T xung quanh một trục bên trong mặt phẳng vòng dây và vuông góc với những đường sức từ. Sức nóng lượng lan ra trong tầm dây lúc nó cù được 1000 vòng là:

A. 1,39J. B. 7J. C. 0,7J. D. 0,35J.

Phân tích và khuyên bảo giải

Suất điện đụng cực đại: (E_0=omega NBS=0,1V) .

Dòng điện chạy trên vòng dây (I=fracE_0sqrt2R)

Nhiệt lượng lan 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 chuyên Vĩnh Phúc lần 2 năm 2014)

Một cuộn dây dẫn dẹt, quay số đông quanh một trục cố định và thắt chặt trong từ trường đều phải có phương vuông góc với trục quay. Suất năng lượng điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây có giá trị cực đại là E0. Tại thời khắc suất điện hễ 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 trộn 900 đối với từ thông cần hai đại

lượng này được biểu diễn trong tầm tròn như hình vẽ.

Từ hình 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 phần nhiều quanh một trục đối xứng (thuộc phương diện phẳng của vòng dây), vào từ trường đều phải sở hữu vectơ chạm màn hình từ vuông góc cùng với trục quay. Biết từ bỏ thông cực to qua vòng dây là 0,004Wb . Độ phệ của cảm ứng 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 chuyên Đại học Vinh lần 3 năm 2014)Một khung dây dẫn kín đáo hình chữ nhật hoàn toàn có thể quay các quanh trục trải qua trung điểm nhị cạnh đối diện, vào một từ trường đều phải sở hữu cảm ừng từ bỏ (vecB) vuông góc với trục quay. Suất điện hễ xoay chiều xuất hiện thêm trong khung có mức giá trị cực đại khi mặt khung

A. song song với (vecB) B. vuông góc 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 size dây dẫn phẳng, hình chữ nhật, diện tích s 0,025 m2, có 200 vòng dây quay những với vận tốc 20 vòng/s quanh một trục cố định và thắt chặt trong một sóng ngắn đều. Biết trục quay là trục đối xứng phía bên trong mặt phẳng khung cùng vuông góc cùng với phương của tự trường. Suất điện hễ hiệu dụng xuất hiện thêm trong khung có độ lớn bằng 222 V. Cảm ứng từ có độ to 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 điện động cực lớn trong form 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 mỗi vòng là 220 cm2. Form quay hầu hết với vận tốc 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một trường đoản cú trường đều phải có véc tơ chạm màn hình từ (vecB) vuông góc cùng với trục con quay và tất cả độ mập 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 tảo của form là (f=50fracvonggiay=50HzRightarrow omega =100pi (rad/s))

Suất điện động của máy phát điện luân phiên chiều một pha:

(E=fracNBSomega sqrt2Rightarrow B=fracEsqrt2NSomega =frac220sqrt2500.220.10^-4.100pi =fracsqrt25pi (T))

Chọn B

Câu 5: Một khung dây dẫn phẳng quay phần đông với tốc độ góc w xung quanh một trục thắt chặt và cố định nằm trong phương diện phẳng khung dây, trong một từ trường đều phải sở hữu vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Suất năng lượng điện động cảm ứng trong khung bao gồm biểu thức e =(E_0cos(omega t)) . Biểu thức của từ 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: 10 Mẫu Xe Đáng Mua Nhất Năm 2017 (P1), 9 Mẫu Xe Ô Tô Đáng Mua Nhất 2017

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 năng lượng điện động chạm màn hình trong khung lừ đừ pha hơn từ thông chạm màn hình gửi qua size là (fracpi 2) vì nỗ lực 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 xích tập trắc nghiệm môn thiết bị lý lớp 12 - xem ngay