Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng có đường kính 10 cm

Giải SBT Lí 11 Bài 24: Suất điện động cảm ứng

Bài 24.10 trang 63 Sách bài tập Vật lí 11: Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng có đường kính 10 cm, được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ hướng song song với trục của ống dây và độ lớn của cảm ứng từ tăng đều theo thời gian với quy luật  $\frac{\Delta B}{\Delta t}$= 0,010 T/s . Cho biết dây dẫn có tiết diện 0,40 mm² và có điện trở suất 1,75.10^-8 Ω.m. Xác định:

a) Năng lượng của một tụ điện có điện dung 10μF khi nối tụ điện này với hai đầu của ống dây dẫn .

b) Công suất toả nhiệt trong ống dây dẫn khi nối đoản mạch hai đầu của ống dây dẫn này.

Lời giải

Áp dụng công thức của định luật Faraday về độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong ống dây dẫn:

$\left|e_c\right|=N\left|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=N\left|\frac{\Delta B.S}{\Delta t}\right|$

Ta có: $S=\frac{\pi d^2}{4}=\frac{3,14.\left({10}^2\right)}{4}=78,5c{m}^2$ và $\frac{\Delta B}{\Delta t}=0,01T/s$ ta tìm được:

|e_c|= 1000.0,010.78,5.10^-4 = 78,5.10^-3V

a) Khi nối tụ điện với hai đầu của ống dây dẫn, thì không có dòng điện chạy qua ống dây dẫn (i = 0), nên giữa hai cực tụ điện có hiệu điện thế u = e_c. Do đó, năng lượng của tụ điện tính theo công thức:

$W=\frac{C{u}^2}{2}=\frac{C{e_c}^2}{2}=\frac{{10.10}^{-6}{\left(78,{5.10}^{-3}\right)}^2}{2}=3,{08.10}^{-8}J$

b) Các vòng của ống dây dẫn có độ dài tổng cộng l = Nπd,

nên ống dây dẫn này có điện trở:  $R=\rho \frac{l}{S_0}=\rho \frac{N\pi d}{S_0}$

Khi nối đoản mạch hai đầu của ống dây dẫn, thì dòng điện trong ống dây dẫn có cường độ  $i=\frac{e_c}{R}$

Do đó, công suất toả nhiệt trên ống dây dẫn tính theo công thức:

$\text{P}=\left|e_c\right|i_c=\frac{{e_c}^2}{R}=\frac{{e_c}^2{S}_0}{\rho N\pi d}$

Thay số ta được:

$\text{P}=\frac{{\left(78,{5.10}^{-3}\right)}^2.0,{4.10}^{-6}}{1,{75.10}^{-8}\mathrm{.1000.3},{\mathrm{14.10.10}}^{-2}}=4,{48.10}^{-3}W$

Đáp số: 4,48.10^-3 W

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài 24.1 trang 61 SBT Lí 11: Câu nào dưới đây nói về suất điện động cảm...

Bài 24.2 trang 61 SBT Lí 11: Công thức nào dưới đây biểu diễn đúng và đủ...

Bài 24.3 trang 61 SBT Lí 11: Một thanh kim loại dài 10 cm chuyển động với...

Bài 24.4 trang 62 SBT Lí 11: Một cuộn dây dẫn dẹt có đường kính 10 cm...

Bài 24.5 trang 62 SBT Lí 11: Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm...

Bài 24.6 trang 62 SBT Lí 11: Một khung dây dẫn cứng hình chữ nhật có diện...

Bài 24.7 trang 62 SBT Lí 11: Hai thanh đồng song song T₁ và T₂ nằm trong...

Bài 24.8 trang 63 SBT Lí 11: Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng...

Bài 24.9 trang 63 SBT Lí 11: Một cuộn dây dẫn dẹt gồm 1000 vòng dây, mỗi...

Lý thuyết Suất điện động cảm ứng

Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng có đáp án