Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm, quay quanh một trục thẳng đứng đi qua

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

Bài 24.5 trang 62 Sách bài tập Vật lí 11: Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm, quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của thanh. Trục quay song song với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 50μT. Giữa hai đầu thanh này xuất hiện một hiệu điện thế 1,0 mV. Tốc độ góc của thanh kim loại là

A. 6 vòng/giây.                

B. 6 vòng/phút.

C. 3,9 rad/s.                      

D. 40 rad/s.

Lời giải

Sau khoảng thời gian Δt, thanh kim loại nằm ngang quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của nó quét được một diện tích:

ΔS = π.l.²n.Δt

với l là độ dài và n là tốc độ quay của thanh kim loại.

Khi đó từ thông qua diện tích quét ΔS có trị số bằng:

ΔΦ = B.ΔS = B.π.l^2.n.Δt

Áp dụng công thức của định luật Faraday, ta xác định được độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh kim loại:

$\left|e_c\right|=\left|-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=\left|-\frac{B\pi l^{2}n\Delta t}{\Delta t}\right|=B\pi l^{2}n$

Vì thanh kim loại có hai đầu hở, nên suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh này bằng hiệu điện thế giữa hai đầu của nó:

|e_c|= u = 1,0 mV.

Thay vào công thức trên, ta tìm được tốc độ quay của thanh kim loại:

 $n=\frac{u}{B\pi l^2}=\frac{1,{0.10}^{-3}}{{50.10}^{-6}.3,14.{\left({100.10}^{-2}\right)}^2}\approx 6,4$vòng/giây

Tốc độ góc của thanh kim loại là:

ω = 2π.n = 40rad/s

Đáp án D

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 24.6 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...

Bài 24.10 trang 63 SBT Lí 11: Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng...

Lý thuyết Suất điện động cảm ứng

Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng có đáp án