Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ, làm từ vật liệu siêu dẫn có độ tự cảm L, có khối lượng m, có kích thước D, t, tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khung dây được đặt trong từ trường đều B vuông góc với mặt phang của nó (mặt phang thẳng đứng), nhưng ở phía dưới cạnh đáy NP không có từ trường. Ở thời điểm t = 0 người ta thả khung rơi, mặt phẳng khung dây luôn luôn nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng hình vẽ). Bỏ qua mọi ma sát và chiều dài D đủ lớn để khung dây không ra khỏi từ trường. Nếu khung dao động điều hòa với tần số góc ω thì
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Ở thời điểm t, li độ của khung là x và i là cường độ dòng điện trong khung. Theo định luật Ôm:
\(\left\{ \begin{array}{l} {e_{cu}} = iR\\ R = 0\\ {e_{cu}} = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} \end{array} \right. \to \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = 0 \to \Phi = const\)
+ Phần từ thông của từ trường ngoài giảm đi Bℓx bằng từ thông do dòng cảm ứng ra L.i, tức là \( Blx = Li \to i = \frac{{Bl}}{L}x\)
+ Theo định luật II Niuton: \(\left\{ \begin{array}{l} a = \frac{{mg - F}}{m}\\ F = Bli = \frac{{{B^2}{l^2}}}{{mL}}x \end{array} \right. \to x'' = g - \frac{{{B^2}{l^2}}}{{mL}}x \to x'' = \frac{{{B^2}{l^2}}}{{mL}}(x - \frac{{mgL}}{{{B^2}{l^2}}})\)
+ Đặt: \(\left\{ \begin{array}{l} X = x - \frac{{mgL}}{{{B^2}{l^2}}}\\ {\omega ^2} = \frac{{{B^2}{l^2}}}{{mL}} \end{array} \right. \to X'' = - {\omega ^2}X\)
→ Hệ dao động điều hòa với tần số góc: \( \omega = \frac{{Bl}}{{\sqrt {mL} }}\)
Câu hỏi liên quan
-
Một ống dây có độ từ cảm L = 0,1H, nếu cho dòng điện qua ống dây biến thiên đều với tốc độ 200 A/s thì trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm bằng
-
Phát biểu nào sau đây là sai? Suất điện động tự cảm có giá trị lớn nhất khi
-
Gọi N là số vòng dây,
-
Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. Thời gian ngắt dòng điện là t = 0,1 giây, tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.
-
Một cuộn tự cảm có L = 3 H được nối với nguồn điện có suất điện động 6 V, điện trở trong không đáng kể, điện trở của cuộn dây cũng không đáng kể. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị 5 A? giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian.
-
Suất điện động tự cảm có độ lớn lớn khi
-
Một cuộn tự cảm có L = 50 mH cùng mắc nối tiếp với một điện trở R = 20 Ω, nối vào một nguồn điện có suất điện động 90 V, có điện trở trong không đáng kể. Xác định tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện tại thời điểm mà I = 2 A.
-
Suất điện động tự cảm được xác định bởi biểu thức nào sau đây?
-
Một ống dây có chiều dài 1,5m, gồm 2000 vòng dây, ống dây có đường kính là 40cm. Cho dòng điện chạy qua ống dây, dòng điện tăng 0 đến 5A trong thời gian 1s. Độ tự cảm của ống dây và độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây là
-
Trong một mạch điện có một bộ acquy, một ống dây và một công tắc thì:
-
Dọc theo hai thanh kim loại rất dài đặt song song thẳng đứng, cách nhau một khoảng ℓ có một đoạn dây MN khối lượng m có thể trượt không ma sát trên hai thanh và luôn tiếp xúc điện với hai thanh. Hai đầu trên của hai thanh nối với nhau bằng cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm L. Toàn bộ hệ thống đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh. Điện trở của hai thanh, của đoạn dây MN, của dây nối bằng không. Thanh MN được giữ đứng yên tại vị trí M0N0 và buông nhẹ ở thời điểm t = 0. Độ dời cực đại của đoạn MN so với vị trí ban đầu là
-
Ống dây điện hình trụ có số vòng dây tăng hai lần thì độ tự cảm
-
Tính độ tự cảm của cuộn dây biết sau thời gian ∆t = 0,01 s, dòng điện trong mạch tăng đều từ 2 đến 2,5 A và suất điện động tự cảm là 0,10 V?
-
Tìm độ tự cảm của một ống dây hình trụ gồm 400 vòng, dài 20 cm, tiết diện ngang 9 cm2 trong hai trường hợp Ống dây không có lõi sắt:
-
Trong một mạch kín có độ tự cảm 0,5.10−3H, nếu suất điện động tự cảm bằng 0,25 V thì tốc độ biến thiên của dòng điện bằng bao nhiêu?
-
Tính độ tự cảm của một ống dây. Biết sau thời gian Δt = 0,01 s, cường độ dòng điện trong ống dây tăng đều từ 1 A đến 2,5 A thì suất điện động tự cảm là 30 V.
-
Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là
-
Một ống dây dài l = 30 cm gồm N = 1000 vòng dây, đường kính mỗi vòng dây d = 8 cm có dòng điện với cường độ i = 2 A đi qua. Tính độ tự cảm của ống dây.
-
Đáp án nào sau đây là sai: Hệ số tự cảm của ống dây:
-
Kết luận nào sau đây là đúng?
