1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Khoa học tự nhiên >

Hướng dẫn giải và giải:

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.59 MB, 159 trang )


Trang 34 vect
ơ
pháp tuy
ế
n c

a khung dây h

p v

i B
uur
góc 3
π ϕ
= . Cho khung dây quay
đề
u quanh tr

c ∆ tr

c ∆
đ
i qua tâm và song song v

i m

t c

nh c

a khung vuông góc v

i B
uur
v

i t

n s

20 vòngs. Ch

ng t

r

ng trong khung xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng e và tìm bi

u th

c c

a e theo t.
Bài 4
: Khung dây g

m N = 250 vòng quay
đề
u trong t

tr
ườ
ng
đề
u có c

m

ng t

B = 2.10
-2
T. Vect
ơ
c

m

ng t

B
uur
vng góc v

i tr

c quay c

a khung. Di

n tích c

a m

i vòng dây là S = 400cm
2
. Biên
độ
c

a su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng trong khung là
4
o
E
π
= V
12,56 ≈
V. Ch
ọ n gốc thời gian t = 0 lúc pháp tuyến của khung song song và cùng
chiều với
B ur
. a. Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng e theo t.
b. Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng ở thời điểm 1
40
t
= s.
c. Xác định thời điểm suất điện động cảm ứng có giá trị 6,28
2
o
E e
= =
V.
Bài 5:
Một con lắc đơn gồm một dây kim loại nhẹ có đầu trên I cố định, đầu dưới treo quả cầu nhỏ C bằng kim loại. Chiều dài của dây là l = 1m.
a. Kéo C ra khỏi vị trí cân bằng góc 0,1
o
α = rad rồi bng cho C dao động
tự do. Lập biểu thức tính góc α hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng theo thời gian t.
b. Con lắc dao động trong từ trường đều có
B
uur
vng góc với mặt phẳng dao động của con lắc. Cho B = 0,5T, chứng tỏ giữa I và C có một hiệu điện thế
u. Lập biểu thức của u theo thời gian t.

1.3. Hướng dẫn giải và giải:


Bài 1: Tóm tắt:
S = 60cm
2
= 60.10
-4
m
2
n
o
= 20 vòngs B = 2.10
-2
T a. Biểu thức Φ?
b. Biểu thức e?
Các mối liên hệ cần xác lập: - Áp dụng cơng thức tính tần số góc ω.
- Biểu thức từ thơng Φ xuyên qua khung dây có dạng: cos
o
t
ω ϕ
Φ = Φ +

cần tìm Φ
o
, ω, ϕ. - Vectơ pháp tuyến của khung n
ur
trùng với B
uur
lúc t = 0

ϕ = 0 - Có Φ
o
, ω, ϕ

viết được biểu thức từ thơng Φ.
Trang 35 - Tìm E
o
= ωΦ
o

viết được biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải: Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Chọn gốc thời gian ở thời điểm n
ur
trùng B
uur
⇒ ϕ có giá trị là bao nhiêu? - Dạng của biểu thức từ thông gởi qua
khung dây? - Từ biểu thức bên, hãy tìm các đại
lượng chưa biết. - Có Φ
o
, ω, ϕ

biểu thức từ thơng. - Biểu thức suất điện động cảm ứng
xuất hiện trong khung dây có dạng thế nào?
- Hãy xác định biên độ của suất điện độ
ng cảm ứng E
o
. - Có E
o

biểu thức suất điện động cảm ứng e .
- ,
B n ϕ =
=
ur r
- cos
o
t ω
ϕ Φ = Φ
+ - Φ
o
= NBS 2
o
n ω
π =
- cos
o
E E
t ω
ϕ =
+
- E
o
= ωΦ
o
.
Bài giải: a. Chu kì:
1 1
0,05 20
o
T n
= =
= s.
Tần số góc: 2
2 .20 40
o
n ω
π π
π =
= =
rads.
2 4
5
1.2.10 .60.10 12.10
o
NBS
− −

Φ = =
= Wb
Vậy
5
12.10 cos 40 t π

Φ = Wb
b.
5 2
40 .12.10 1,5.10
o o
E ω
π
− −
= Φ = =
V Vậy
2
1,5.10 sin 40 E
t
π

= V Hay
2
cos 2
1,5.10 40
E t
π
π

 
 
 
= −
V
Bài 2
:
Tóm tắt
: N = 100 vòng
S = 60cm
2
= 60.10
-4
m
2
n
o
= 20 vòngs B = 2.10
-2
T a. Bi

u th

c e = ? b. V
ẽ đồ
th

bi

u di

n e theo t.
Các mối liên hệ cần xác lập
: - Ch

n g

c th

i gian t

i th

i
đ
i

m n r
trùng B ur
, B n
ϕ
⇒ =
= ur r
- Áp d

ng cơng th

c tính t

n s

góc ω, su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng c

c
đạ
i E
o
⇒ bi

u th

c e.
Trang 36 -
Đồ
th

có s

ng hình sin qua g

c t

a
độ
O, có chu kì T, biên
độ
E
o
.
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải
:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Ch

n g

c th

i gian t

i th

i
đ
i

m n r
trùng B ur
thì bi

u th

c c

a su

t
đ
i

n
độ
ng t

c th

i có d

ng nh
ư
th
ế
nào? -
Để
tìm ω, E
o
, ta áp d

ng cơng th

c nào
để
tính? -
Đồ
th

bi

u di

n e theo t là
đườ
ng bi

u di

n có d

ng hình sin. V

y
để
v
ẽ đồ
th

này thì c

n có nh

ng y
ế
u t

nào? -
sin sin
o o
e E
t E
t
ω ϕ
ω
= +
= vì
, B n
ϕ
= =
ur r -
2
o
n
ω π
= E
o
= ωNBS -
Để
v
ẽ đồ
th

thì c

n có chu kì T và su

t
đ
i

n
độ
ng c

c
đạ
i E
o
. Chu kì :
1
o
T n
=
Bài giải
: a. Chu kì:
1 1
0,05 20
o
T n
= =
= s.
T

n s

góc: 2
2 20 40
o
n
ω π
π π
= =
= rads
Biên
độ
c

a su

t
đ
i

n
độ
ng: E
o
= ωNBS = 40
π
.100.2.10
-2
.60.10
-4
≈ 1,5V Ch

n g

c th

i gian lúc ,
n B =
r ur
ϕ ⇒
= . Bi

u th

c c

a su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i: sin
1,5sin 40
o
e E
t t
ω π
= =
V Hay
cos 1,5cos 40
2
o
e E
t t
π ω
π 

= =

 
 
V. b.
Đồ
th

bi

u di

n e theo t là
đườ
ng hình sin: - Qua g

c t

a
độ
O. - Có chu kì T = 0,05s
- Biên
độ
E
o
= 1,5V.
Bài 3
:
Tóm tắt
: N = 100 vòng
S = 50cm
2
= 50.10
-4
m
2
Trang 37 B = 0,5T
t = 0 → 3
π ϕ
= n
o
= 20 vòngs Ch

ng t

khung xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng e, bi

u th

c e = ?
Các mối liên hệ cần xác lập
: - Khung dây quay
đề
u quanh tr

c ∆ vng góc v

i c

m

ng t

B ur
thì t

thơng qua di

n tích S c

a khung dây bi
ế
n thiên. Theo
đị
nh lu

t c

m

ng
đ
i

n t

, trong khung dây s

xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng xoay chi

u bi
ế
n
đổ
i theo th

i gian. - Tìm ω, E
o

bi

u th

c su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i e.
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải
:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-
Đ
i

u ki

n
để
xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng trong khung dây là gì?
- Khi khung dây quay quanh tr

c ∆ vng góc v

i c

m

ng t

B ur
thì ngun nhân nào
đ
ã làm cho t

thông qua khung dây bi
ế
n thiên? -
Để
vi
ế
t
đượ
c bi

u th

c su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i e thì ta ph

i tìm E
o
, ω. - Áp d

ng cơng th

c nào
để
tính E
o
, ω?
- T

thông qua khung dây bi
ế
n thiên. - Khi khung dây quay trong t

tr
ườ
ng
đề
u có c

m

ng t

B ur
thì góc t

o b

i vect
ơ
pháp tuy
ế
n n r
c

a khung dây và B
ur thay
đổ
i → t

thông qua khung dây bi
ế
n thiên → trong khung dây xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng.
- 2
o
n
ω π
= E
o
= ωNBS
Bài giải
: Khung dây quay
đề
u quanh tr

c ∆ vng góc v

i c

m

ng t

B ur
thì góc h

p b

i vect
ơ
pháp tuy
ế
n n r
c

a khung dây và B ur
thay
đổ
i → t

thông qua khung dây bi
ế
n thiên → Theo
đị
nh lu

t c

m

ng
đ
i

n t

, trong khung dây xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng. T

n s

góc: 2
2 .20 40
o
n
ω π
π π
= =
= rads
Biên
độ
c

a su

t
đ
i

n
độ
ng :
4
40 .100.0,5.50.10 31,42
o
E NBS
ω π

= =
≈ V
Ch

n g

c th

i gian lúc ,
3 n B
π
= r ur
Bi

u th

c c

a su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i:
Trang 38 31,42sin 40
3 e
t
π π
 
= +
 
 
V Hay 31,42cos 40
6 e
t
π π
 
= −
 
 
V
Bài 4
:
Tóm tắt
: N = 250 vòng
B = 2.10
-2
T S = 400cm
2
= 400.10
-4
m
2
E
o
= 4
π
V ≈ 12,56V a. bi

u th

c e ? b.
1 40
t =
s , e = ? c.
6,28 2
o
E e
= =
V , t = ?
Các mối liên hệ cần xác lập
: - Ch

n g

c th

i gian t = 0 lúc pháp tuy
ế
n n r
c

a khung song song và cùng chi

u v

i B ur
ϕ ⇒
= . - Tìm ω

bi

u th

c su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i e theo t. - Có t thay vào bi

u th

c e

giá tr

e. - Thay giá tr

6,28 2
o
E e
= =
V vào bi

u th

c e

th

i
đ
i

m t.
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải
:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-
Đề
bài ch
ư
a cho ω và cho E
o
. Làm th
ế
nào
để
tìm ω? - Ch

n g

c th

i gian t = 0 lúc pháp tuy
ế
n n r
c

a khung song song và cùng chi

u v

i B ur
⇒ đ
i

u gì? - Có ω, E
o
ta vi
ế
t
đượ
c bi

u th

c su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i e. - Giá tr

c

a su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng e t

i th

i
đ
i

m 1
40 t
= s
đượ
c tính b

ng cách nào? - Khi
2
o
E e
= thì t b

ng nhiêu,
đượ
c tính nh
ư
th
ế
nào? -
o
E NBS
ω
= -
, B n
ϕ
= =
ur r
- Thay t vào bi

u th

c su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i e

giá tr

c

a e.
- Thay 2
o
E e
= vào bi

u th

c e

t.
Bài giải
: a. T

n s

góc :
2 4
4 20
250.2.10 .400.10
o
E NBS
π ω
π
− −
= =
= rads
Trang 39 Bi

u th

c c

a su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng t

c th

i: 12,56sin 20
e t
π
= V hay
12,56cos 20 2
e t
π π
 
= −
 
 
V. b. T

i 1
40 t
= s thì
1 12,56sin 20 .
12,56 40
e
π 

= =
 
 
V c.
6,28 2
o
E e
= =
V 6,28 12,56sin 20 t
π ⇒
= sin20
0,5 sin 6
t
π π
⇔ =
= 2
6 20
5 2
6 k
t k
π π
π π
π 
+

⇔ =
 
+

1 120 10
1 24 10
k s
t k
s

+
 ⇒
=
 
+

Bài 5
:
Tóm tắt
: l = 1m
g = 9,8 ms
2
a. 0,1
o
α
= rad
Bi

u th

c tính góc
α
theo th

i gian t ? b. B = 0,5T
Ch

ng t

gi

a I và C có
đ
i

n áp u. Bi

u th

c u theo th

i gian t ?
Các vấn đề cần xác lập
: - Ch

n g

c th

i gian t = 0 lúc con l

c l

ch kh

i v

trí cân b

ng góc 0,1
o
α
= rad
- Bi

u th

c tính góc
α
theo th

i gian t có d

ng: sin
o
t
α α
ω ϕ
= +

ph

i tìm
ω
,
ϕ ⇒
bi

u th

c tính góc
α
. -
Đề
bài khơng cho g, ta hi

u g = 9,8 ms
2
- Con l

c
đơ
n dao
độ
ng trong t

tr
ườ
ng
đề
u có B ur
vng góc v

i m

t ph

ng dao
độ
ng c

a con l

c

theo
đị
nh lu

t c

m

ng
đ
i

n t

, con l

c s

có su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng

gi

a hai
đầ
u I, C c

a con l

c s

có m

t hi

u
đ
i

n th
ế
u. - Bi

u th

c c

a u theo t b

ng bi

u th

c c

a e theo t

tìm E
o
,
ϕ
.
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải
:
Trang 40
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Ch

n g

c th

i gian lúc con l

c l

ch kh

i v

trí cân b

ng góc 0,1
o
α
= rad.
- Vi
ế
t ph
ươ
ng trình dao
độ
ng c

a con l

c
đơ
n. -
Để
vi
ế
t ph
ươ
ng trình dao
độ
ng c

a con l

c
đơ
n, ta c

n tìm
ω
,
ϕ
. -
ω đượ
c tính b

ng cơng th

c nào? - V

i cách ch

n g

c th

i gian nh
ư
trên thì ta
đượ
c
đ
i

u gì? - Con l

c dao
độ
ng trong t

tr
ườ
ng
đề
u có B ur
vng góc v

i m

t ph

ng dao
độ
ng c

a con l

c thì có xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng khơng? Vì sao?
- Trong con l

c xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng, có ngh
ĩ
a là gi

a hai
đầ
u con l

c t

n t

i m

t hi

u
đ
i

n th
ế
u. - Do n
r vect
ơ
pháp tuy
ế
n c

a m

t ph

ng dao
độ
ng quét b

i con l

c luôn song song và cùng chi

u v

i B ur
ϕ ⇒
= ? - Bi

u th

c u theo t
đượ
c vi
ế
t có d

ng th
ế
nào? - Ta có E
o
= NBS
ω
.
Để
tìm E
o
thì ta ph

i tìm S. - Ta th

y nh
ư
hình v

, m

t ph

ng dao
độ
ng quét b

i con l

c có d

ng hình qu

t. Do
đ
ó S chính là di

n tích hình qu

t. Di

n tích hình qu

t
đượ
c tính nh
ư
th
ế
nào? -
sin
o
t
α α
ω ϕ
= +
- g
l
ω
= - T

i t = 0 thì
o
α α
= . Thay vào
ph
ươ
ng trình dao
độ
ng c

a con l

c → ta tìm
đượ
c
ϕ
. - Khi con l

c dao
độ
ng trong t

tr
ườ
ng
đề
u có B ur
vng góc v

i m

t ph

ng dao
độ
ng c

a con l

c, thì t

thơng qua di

n tích S c

a m

t ph

ng dao
độ
ng c

a con l

c bi
ế
n thiên do di

n tích S thay
đổ
i trong quá trình con l

c dao
độ
ng

trong con l

c xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng. -
, B n
ϕ
= =
ur r - Vì m

ch IC h

nên: sin
o
u e
E t
ω
= =
-
2 2
2 2
o
r l
S
α α
= =
Trang 41 - Có S

E
o

Bi

u th

c u theo t.
Bài giải
: a. T

n s

góc: 9,8
1 g
l
ω π
= =
≈ rads
Ph
ươ
ng trình dao
độ
ng c

a con l

c có d

ng: sin
o
t
α α
ω ϕ
= +
Ch

n g

c th

i gian t = 0 lúc con l

c l

ch kh

i v

trí cân b

ng góc 0,1
o
α
= rad.

t

i t = 0 thì
o
α α
=

sin
o o
α α
ϕ
= sin
1 2
π ϕ
ϕ ⇒
=

= rad
V

y 0,1sin
2 t
π α
π 

= +
 
 
rad. b. Con l

c dao
độ
ng trong t

tr
ườ
ng
đề
u có B ur
vng góc v

i m

t ph

ng dao
độ
ng c

a con l

c

di

n tích S c

a m

t ph

ng dao
độ
ng quét b

i con l

c thay
đổ
i theo th

i gian t

t

thông qua di

n tích S bi
ế
n thiên

trong con l

c xu

t hi

n su

t
đ
i

n
độ
ng c

m

ng, suy ra gi

a hai
đầ
u I và C c

a con l

c có m

t hi

u
đ
i

n th
ế
u. Do vect
ơ
pháp tuy
ế
n n r
c

a m

t ph

ng dao
độ
ng quét b

i con l

c trùng B ur
, n B
ϕ ⇒
= =
r ur .
Vì m

ch IC h

nên bi

u th

c c

a u theo t có d

ng : sin
o
u e
E t
ω
= = V

i
2
2
o
l S
α
= Di

n tích hình qu

t

2
0,1.1 .1.0,5.
0,079 2
2
o o
l E
NBS NB
α ω
ω π
= =
= =
V V

y 0,079sin
u e
t
π
= = V.
2. Dạng 2: VIẾT BIỂU THỨC CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP. 2.1. Phương pháp giải chung
: - Xác
đị
nh giá tr

c

c
đạ
i c

a c
ườ
ng
độ
dòng
đ
i

n I
o
ho

c
đ
i

n áp c

c
đạ
i U
o
. - Xác
đị
nh góc l

ch pha
ϕ
gi

a u và i: tan
L C
L C
R
Z Z
U U
R U
ϕ
− −
= =
l α
o
Trang 42
u i
ϕ ϕ ϕ
= −

ϕ
u
ho

c ϕ
i
- Bi
ế
t bi

u th

c
đ
i

n áp c

a
đ
o

n m

ch nào thì có th

suy ra bi

u th

c c
ườ
ng
độ
dòng
đ
i

n trong
đ
o

n m

ch

y và ng
ượ
c l

i. ♦ Tr
ườ
ng h

p bi
ế
t bi

u th

c c

a c
ườ
ng
độ
dòng
đ
i

n t

c th

i: cos
o i
i I
t
ω ϕ
= +
thì bi

u th

c
đ
i

n áp có d

ng: cos
cos
o u
o i
u U
t U
t
ω ϕ
ω ϕ
ϕ
= +
= +
+ ♦ Tr
ườ
ng h

p bi
ế
t bi

u th

c
đ
i

n áp gi

a hai
đầ
u c

a m

t
đ
o

n m

ch: cos
o u
u U
t
ω ϕ
= +
. thì bi

u th

c c

a c
ườ
ng
độ
dòng
đ
i

n t

c th

i có d

ng: cos
o u
i I
t
ω ϕ
ϕ
= +

Chú ý
: C
ũ
ng có th

tính các
độ
l

ch pha và các biên
độ
hay giá tr

hi

u d

ng b

ng gi

n
đồ
Fre-nen.

2.2. Bài tập về viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (159 trang)

×