Bài V.8 trang 65 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11
Một ống dây dẫn hình trụ dài 62,8 cm, gồm 1000 vòng dây quấn sít nhau, điện trở rất nhỏ và bên trong nó là không khí, tiết diện của mỗi vòng dây có diện tích 50 cm2. Dòng điện trong ống dây dẫn có cường độ 4,0 A. Xác định :
a] Độ lớn của cảm ứng từ trong lòng ống dây dẫn.
b] Từ thông qua ống dây dẫn.
c] Độ tự cảm của ống dây dẫn.
Trả lời:
a] Độ lớn của cảm ứng từ trong lòng ống dây dẫn:
\[B = 4\pi {.10^{ - 7}}.{N \over i}\ell = {4.3,14.10^{ - 7}}.{{1000} \over {{{62,8.10}^{ - 2}}}}.4,0 = {8,0.10^{ - 3}}T\]
b] Từ thông qua ống dây dẫn gồm N vòng dây:
\[\Phi = NBS = {1000.8,0.10^{ - 3}}{.50.10^{ - 4}} = {40.10^{ - 3}}{\rm{Wb}}\]
c] Độ tự cảm của ống dây dẫn:
\[L = {\Phi \over I} = {{{{40.10}^{ - 3}}} \over {4,0}} = 10mH\]
Bài V.9* trang 66 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11
Một ống dây dẫn có độ tự cảm 200 mH và có điện trở 2,0Ω được mắc vào mạch điện chứa nguồn điện E[với r 0] và một khoá đảo mạch K [Hình V.2]. Hỏi cường độ đòng điện trong mạch giảm bao nhiêu lần khi chuyển đảo mạch K từ tiếp điểm 1 sang tiếp điểm 2 trong khoảng thời gian 50 ms để cắt nguồn điện khỏi mạch và nối đoản mạch ống dây dẫn ?
Trả lời:
Khi khoá K đặt tại tiếp điểm 1 : dòng điện trong ống dây dẫn có cường độ bằng : I0 = E/[R + r]
Khi khoá K đặt tại tiếp điểm 2 : dòng điện i trong ống dây có cường độ giảm từ I0 đến I, làm xuất hiện suất điện động tự cảm trong nó có trị số:
\[{e_{tc}} = - L{{\Delta i} \over {\Delta t}}\]
Áp dụng định luật Ôm cho mạch điện gồm cuộn dây dẫn, [L, R] có suất điện động tự cảm etc bị nối đoản mạch, ta có :
etc = Ri
\[ \Rightarrow - L{{\Delta i} \over {\Delta t}} = Ri \Rightarrow - {{\Delta i} \over i} = {{R\Delta t} \over L} = {{{{2,0.50.10}^{ - 3}}} \over {{{200.10}^{ - 3}}}} = 0,50\]
Thay \[ - {{\Delta i} \over i} = - {{I - {I_0}} \over I} = n - 1\] ta tìm được n = 1,5
n -1 = 0,50 --> n = 1 + 0,50 = 1,50
Bài V.10* trang 66 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11
Một đèn nêon [Ne] được mắc vào mạch điện nhự Hình V.3, với nguồn điện E = 1,6V; r = 1,0 Ω ; điện trở R = 7,0 Ω và cuộn dây dẫn L = 10 mH.Đènnêon trong mạch chỉ phát sáng [do hiện tượng phóng điện tự lực] khi hiệ điện thế giữa hai cực của nó đạt từ 80 V trở lên.
a] Khoá K đóng. Đèn nêon có phát sáng không ?
b] K đang đóng. Người ta đột nhiên mở khoá K và thấy đèn nêon loé sáng. Hỏi khoảng thời gian Δt để cường độ dòng điện trong mạch giảm đến không, phải thoả mãn điều kiện gì?
Trả lời:
a] Khi khóa K đang đóng: dòng điện trong mạch điện có cường độ không đổi xác định theo định luật Ôm cho toàn mạch:
\[{I_0} = {E \over {R + r}} = {{1,6} \over {7,0 + 1,0}} = 0,20A\]
Hiệu điện thế giữa hai cực của đèn neon nhỏ không đáng kể, nên đèn không phát sáng.
b] Khi ngắt khóa K: cường độ dòng điện i trong cuộn cảm L giảm nhanh từ I0 = 0,20A đến I = ,0 làm xuất hiện trong nó suất điện động tự cảm etcvà hình thành giữa hai đầu đoạn mạch MN một hiệu điện thế
\[{u_{tc}}\approx \left|{{e_{tc}}}\right| = L\left| {{{\Delta i}\over{\Delta t}}}\right|\]
[do cuộn cảm L có điện trở nhỏ không đáng kể.
Muốn đèn lóe sáng thì utc 80V
\[\eqalign{
& \Rightarrow L\left| {{{\Delta i} \over {\Delta t}}} \right| \ge 80 \cr
& \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {\Delta i} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {I - {I_0}} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le 25\mu s \cr} \]