Một nhóm học sinh làm thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ bằng cách đưa nam châm dịch chuyển lại gần ống dây. Trong các phát biểu dưới đây của nhóm học sinh, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai khi nói về thí nghiệm này?

Câu 16:

Một dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời \(i=2\sqrt{2}cos\left( 100\pi t \right)\), trong đó i tính bằng A còn t tính bằng giây

A. Cường độ dòng điện hiệu dụng là 2 A

B. Tần số của dòng điện là 100 Hz

C. Dòng điện đổi chiều 100 lần trong 1 giây

D. Tần số góc của dòng điện là \(100\pi \) (rad/s)

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Sai, Đúng, Đúng

Phương trình tổng quát của dòng điện xoay chiều là:

\(i=I\sqrt{2}cos\left( \omega t+\varphi \right)\)

"Cường độ dòng điện hiệu dụng là 2 A": Đúng.

"Tần số của dòng điện là 100 Hz": Sai.

Tần số của dòng điện này là \(f=\frac{\omega }{2\pi }=\frac{100\pi }{2\pi }=50\) Hz.

"Dòng điện đổi chiều 100 lần trong 1 giây": Đúng. Vì tần số của dòng điện là 50 Hz có nghĩa là trong 1 giây dòng điện thực hiện được 50 dao động tương ứng với 100 lần đổi chiều trong 1 giây.

"Tần số góc của dòng điện là \(100\pi \) (rad/s)": Đúng.

Câu 17:

Một dòng điện xoay chiều có biểu thức cường độ tức thời là \(i=10cos\left( 100\pi t+\frac{\pi }{3} \right)\) A

A. Biên độ dòng điện là 10 A

B. Tần số dòng điện là 100 Hz

C. Cường độ dòng điện hiệu dụng là 5 A

D. Pha dao động ban đầu của dòng điện là \(\frac{\pi }{3}\)

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Sai, Sai, Đúng

Phương trình tổng quát cường độ dòng điện là

\(i=I\sqrt{2}cos\left( \omega t+\varphi \right)\)

"Biên độ dòng điện là 10 A": Đúng.

"Tần số dòng điện là 100 Hz": Sai.

Tần số dòng điện là

\(f=\frac{\omega }{2\pi }=\frac{100\pi }{2\pi }=50\) Hz.

"Cường độ dòng điện hiệu dụng là 5 A": Sai.

Cường độ dòng điện hiệu dụng là \(5\sqrt{2}\) A.

"Pha dao động ban đầu của dòng điện là \(\frac{\pi }{3}\)": Đúng.

Câu 18:

Một dây dẫn thẳng dài 1,2 m đặt trong từ trường đều có độ lớn B=0,4 T và dòng điện I=5 A chạy qua dây. Góc giữa dây dẫn và vectơ cảm ứng từ là 60^o

A. Lực từ có độ lớn là 1,2 N

B. Nếu dòng điện giảm còn 2,5 A thì lực từ cũng giảm một nửa

C. Nếu từ trường đổi hướng nhưng vẫn giữ nguyên độ lớn thì lực từ sẽ đổi chiều

D. Nếu dây dẫn có hình dạng uốn cong thành hình tròn, lực từ tổng tác dụng lên nó có thể bằng 0

Lời giải:

Đáp án đúng: Sai, Đúng, Đúng, Đúng

"Lực từ có độ lớn là 1,2 N": Sai.

Độ lớn của lực từ là \(F=BIlsin\alpha =0,4.5.1,2.sin{{60}^{o}}\approx 2,08\) N.

"Nếu dòng điện giảm còn 2,5 A thì lực từ cũng giảm một nửa": Đúng vì lực từ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện, khi I giảm một nửa thì lực từ cũng giảm một nửa.

"Nếu từ trường đổi hướng nhưng vẫn giữ nguyên độ lớn thì lực từ sẽ đổi chiều": Đúng vì lực từ phụ thuộc vào hướng của từ trường và chiều dòng điện. Nếu từ trường đổi hướng nhưng dòng điện không đổi, lực từ sẽ đổi chiều.

"Nếu dây dẫn có hình dạng uốn cong thành hình tròn, lực từ tổng tác dụng lên nó có thể bằng 0": Đúng vì khi dây dẫn uốn thành hình tròn, các phần khác nhau của dây có thể tạo ra lực từ ngược chiều nhau, dẫn đến tổng lực từ bằng 0.

Câu 19:

Một electron chuyển động trong từ trường có \(B={{3.10}^{-5}}\) T chỉ do tác dụng của lực từ, theo một đường tròn với bán kính 0,91 m. Biết \(\left| e \right|=1,{{6.10}^{-19}}\) C và \({{m}_{e}}=9,{{1.10}^{-31}}\) kg. Tốc độ của electron là X.10⁶ m/s. Tìm X (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải:

Đáp án đúng: 4,8

Lực lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm:

\({{F}_{L}}={{F}_{ht}}\leftrightarrow evB=\frac{m{{v}^{2}}}{r}\)

\(\to v=\frac{eBr}{m}=\frac{1,{{6.10}^{-19}}{{.3.10}^{-5}}.0,91}{9,{{1.10}^{-31}}}=4,{{8.10}^{6}}\) m/s

Vậy X = 4,8.

Câu 20:

Thời gian để electron chuyển động được một vòng là Y.10^-6 s. Tìm Y (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải:

Đáp án đúng: 1,2

Thời gian để chuyển động 1 vòng (1 chu kì) được tính bằng:

\(T=\frac{2\pi r}{v}=\frac{2\pi .0,91}{4,{{8.10}^{6}}}=1,{{2.10}^{-6}}\) s

Câu 21:

Một máy phát điện xoay chiều có 100 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 0,2 m². Nếu máy phát điện quay với tốc độ 1500 vòng/phút trong từ trường đều có cảm ứng từ B=0,1 T.

Chu kì của dòng điện xoay chiều là bao nhiêu giây (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Lời giải: