Giải bài tập vật lý 11 bài 25 năm 2024

Bài 8 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 8 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 7 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 7 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 6 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 6 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 5 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 5 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 4 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 4 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 3 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 3 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 2 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 2 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Bài 1 trang 157 SGK Vật lí 11

Hướng dẫn giải bài 1 trang 157 sách giáo khoa vật lý lớp 11

Lý thuyết về hiện tượng tự cảm

Tổng hợp những nội dung lý thuyết quan trọng của bài 25: Tự cảm sách giáo khoa Vật lý lớp 11

Trong bài này, chúng ta sẽ học về hiện tượng Tự cảm. Hiện tượng này có gì khác so với hiện tượng cảm ứng điện từ không? Các em hãy cùng tech12h tìm hiểu nhé

Nội dung bài viết gồm hai phần:

• Lý thuyết
• Hướng dẫn giải bài tập SGK.

A. Lý thuyết

I. Hiện tượng tự cảm

1.Từ thông riêng của một mạch kín

Từ thông riêng của mạch là từ thông xuất hiện khi trong mạch kín có dòng điện cường độ i.

$\phi = L.i$ với L là độ tự cảm của mạch [C], đơn vị của độ tự cảm là Henry [H]

Độ tự cảm của ống dây hình trụ có chiều dài khá lớn so với đường kính tiết diện:

L = $4\pi .10^{-7}\frac{N^{2}}{l}.S$

Trong đó:

L: Độ tự cảm của ống dây [H]

N: Số vòng dây [vòng].

l: Chiều dài ống dây [m].

S: Tiết diện ống dây [m2]

Chú ý: Ống dây này còn được gọi là cuộn cảm.

Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt: L = $4\pi .10^{-7}\mu \frac{N^{2}}{l}.S$ với $\mu $: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt.

2. Hiện tượng tự cảm

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

Đối với mạch điện một chiều: Hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng và ngắt mạch.

Đối với mạch xoay chiều: Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra.

Hiện tượng tự cảm cũng tuân theo các định luật của hiện tượng cảm ứng điện từ.

II. Suất điện động tự cảm

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch khi xảy ra hiện tượng tự cảm được gọi là suất điện động tự cảm.

Biểu thức: $e_{tc} = - L.\frac{\Delta i}{\Delta t}$

Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

Chú ý: Năng lượng từ trường của cuộn cảm: Năng lượng tích lũy trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua:

Để giúp các bạn học sinh học tập tốt hơn môn Vật lý, VnDoc mời các bạn học sinh tham khảo tài liệu Giải bài tập SBT Vật lý 11 bài 25, chắc chắn nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh đạt kết quả cao hơn trong học tập. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài viết dưới đây nhé.

Bài tập SBT Vật lý 11 bài 25

Bài 25.1, 25.2, 25.3 trang 62 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

25.1. Câu nào dưới đây nói về hiện tượng tự cảm là không đúng?

1. Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch chứa cuộn cảm khi có sự biến thiên của dòng điện trong mạch đó.

1. Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch chứa cuộn cảm khi đóng mạch hoặc ngắt mạch đột ngột.

1. Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch chứa cuộn cảm có dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian chạy qua mạch đó.

1. Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch chứa cuộn cảm có dòng điện không đổi theo thời gian chạy qua mạch đó.

Trả lời:

Đáp án D

25.2. Câu nào dưới đây nói về suất điện động tự cảm là không đúng?

1. Là suất điện động xuất hiện trong mạch chứa cuộn cảm khi đóng mạch hoặc ngắt mạch đột ngột.

B, Là suất điện động xuất hiện trong mạch chứa cuộn cảm, có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch đó.

1. Là suất điện động sinh ra dòng điện không đổi trong mạch kín, có chiều tuân theo định luật Len – xơ.

1. Là suất điện động xuất hiện trong mạch chứa cuộn cảm, có trị số xác định bởi công thức etc=−L.Δi/Δt, với L là hệ số tự cảm của mạch và Δi/Δt là tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch đó.

Trả lời:

Đáp án C

25.3. Câu nào dưới đây nói về hệ số tự cảm của ống dây điện là không đúng?

1. Là một hệ số - gọi là độ tự cảm, đặc trưng cho mức độ tự cảm của mạch điện, chỉ phụ thuộc cấu tạo và kích thước của mạch điện.

1. Là một hệ số xác định mối quan hệ tỉ lệ giữa suất điện động tự cảm trong mạch và tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện chạy trong mạch đó.

1. Là một hệ số tính theo công thức L=i/Φ và đo bằng đơn vị Henry [H].

1. Là một hệ số đặc trưng cho mức độ tự cảm của ống dây điện dài hình trụ, tính theo công thức L=4π.10−7.N2/ℓS, với N là số vòng dây, l là độ dài và S là diện tích tiết diện của ống dây.

Trả lời:

Đáp án C

Bài 25.4, 25.5, 25.6 trang 63 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

25.4. Một cuộn cảm có độ tự cảm 0,10 H. Xác định suất điện động tự cảm trong cuộn cảm này khi cường độ dòng điện trong nó biến thiên đều 200 A/s.

1. 10V

1. 20V

1. 0,10kV

1. 2,0kV

Trả lời:

Đáp án B

25.5. Khi dòng điện trong cuộn cảm giảm từ 16 A đến 0 A trong thời gian 10 ms, thì suất điện động tự cảm trong cuộn cảm có giá trị trung bình là 64 V. Xác định độ tự cảm của cuộn cảm này.

1. 32 mH.

1. 40 mH.

1. 250 mH.

1. 4,0 H.

Trả lời:

Đáp án B

25.6. Xác định năng lượng từ trường tích luỹ trong cuộn cảm có độ tự cảm 2,0 mH khi có dòng điện cường độ 10 A chạy trong cuộn cảm.

1. 50.10-3J .

1. 100 mJ.

1. 1,0 J.

1. 0,10 kJ.

Trả lời:

Đáp án B

Bài 25.7 trang 63 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

Ống dây dẫn hình trụ có lõi chân không, dài 20 cm, gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có diện tích 100cm2.

1. Tính độ tự cảm của ống dây.

1. Tính độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây khi dòng điện chạy qua ống dây tăng đều từ 0 đến 5,0 A trong thời gian 0,10 s.

1. Tính năng lượng từ trường tích luỹ trong ống dây khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây đạt tới giá trị 5,0 A.

Trả lời:

1. Độ tự cảm của ống dây dẫn: L=4π.10−7.N2/ℓS

Thay số ta tìm được:

L=4.3,14.10−7.10002/20.10−2.100.10−4=6,28.10−2H

1. Độ lớn của suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây dẫn

|etc|=L.∣Δi/Δt∣=6,28.10−2.5,0−0/0,10=3,14V

1. Năng lượng từ trường tích lũy trong ống dây dẫn:

W=Li2/2=1/2.6,28.10−2.[5,0]2=0,785J

Bài 25.8 trang 63 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

Một ống dây đồng hình trụ dài 25 cm gồm nhiều vòng dây quấn sít nhau và có điện trở 0,20 Ω. Dây đồng có tiết diện 1,0 mm2 và điện trở suất 1,7.10-8 Ω.m. Xác định:

1. Số vòng dây đồng và độ tự cảm của ống dây đồng.

1. Từ thông qua mỗi vòng dây đồng và năng lượng từ trường trong ống dây khi có dòng điện cường độ 2,5 A chạy trong ống dây đồng.

Trả lời:

1. Đường kính d của dây đồng có tiết diện S0 = 1,0 mm2:

S0=πd2/4⇒d=\=≈1,13mm

Suy ra số vòng dây đồng quấn trên ống dây có độ dài l = 25 cm:

N=ℓ/d=25.10−2/1,13.10−3≈221 vòng dây

Áp dụng công thức điện trở của dây dẫn: R=ρ.ℓ0/S0 ta tính được độ dài tổng cộng l0 của N vòng dây đồng quấn trên ống dây:

ℓ0=R.S0/ρ=0,20.1,0.10−6/1,7.10−8=11,76m

Từ đó suy ra:

- Chu vi C của mỗi vòng dây: C=ℓ0/N=11,76/221≈0,053m≈53mm

- Đường kính D của ống dây C=πd⇒d=C/π=53/3,14≈17mm

- Diện tích tiết diện s của ống dây: S=πd2/4=3,14.[17]2/4≈227mm2

- Độ tự cảm của ống dây đồng được tính theo công thức:

L=4π.10−7N2/ℓ.S

Thay số ta xác định được:

L=4.3,14.10−7.[221]2/25.10−2.227.10−6≈55,7.10−6H

1. Vì từ thông qua ống dây đồng có trị số Φ = Li, nên từ thông qua mỗi vòng dây khi dòng điện chạy trong ống dây có cường độ i = I = 2,5 A sẽ bằng:

Φ0=Φ/N=Li/N=55,7.10−6.2,5/221≈0,63Wb

và năng lượng từ trường tích luỹ trong ống dây đồng tính bằng:

W=Li2/2=55,7.10−6.2,52/2=1,74.10−4J

Bài 25.9* trang 63 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

Một cuộn dây dẫn có độ tự cảm 3,0 H được nối với nguồn điện có suất điện động 6,0 V 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 5,0 A. Giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian

Trả lời:

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.

E + etc = [R + r]i

Vì R + r = 0, nên ta có: E–L.Δi/Δt=0

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 = 5,0 A, tức là:

Δi = I – I0 = I

Từ đó ta suy ra:

Δt=L/E.I=3,0/6,0.5,0=2,5s

Bài 25.10* trang 64 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11

Một mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động 90 V và điện trở trong không đáng kể mắc nối tiếp với một cuộn dây dãn có độ tự cả 50 mH và một điện trở 20Ω. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện chạy trong mạch tại thời điểm:

1. Khi dòng điện i trong mạch có cường độ I0 = 0.

1. Khi dòng điện i trong mạch có cường độ I = 2,0 A.

Trả lời:

Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: E + etc = [R + r]i

Vì r = 0 nên ta có

E−L.Δi/Δt=Ri

Từ đó suy ra tốc độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch:

1. Khi i = I0= 0:

Δi/Δt=E/L=90/50.10−3=1,8.103A/s

1. Khi i = I= 2A:

Δi/Δt=E−RI/L=90−20.2,0/50.10−3=1,0.103A/s

-------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Giải bài tập SBT Vật lý 11 bài 25. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Sinh học lớp 11, Vật lý lớp 11, Hóa học lớp 11, Giải bài tập Toán 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.