Bài 25. Tự cảm

Lý thuyết và bài tập cho Bài 25. Tự cảm, Chương 5, Vật lý lớp 11

I. TỪ THÔNG RIÊNG CỦA MỘT MẠCH KÍN

Giả sử có một mạch kín C, trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra  một từ thông \(Φ\) qua C được gọi là từ thông riêng của mạch. Rõ ràng, từ thông này tỉ lệ với cảm ứng từ do \(i\) gây ra , nghĩa là tỉ lệ với \(i\). Ta có thể viết: \(Φ = Li\) (25.1)

\(L\) là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín C gọi là độ tự cảm của C. Trong công thức (25.1) \(i\) tính ra ampe (A), \(Φ\) tính ra vebe (Wb), khi đó độ tự cảm \(L\) tính ra henry (H).

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 153 SGK Vật lý 11

Đề bài

Hãy thiết lập công thức :

\(L = 4.\pi {.10^{ - 7}}.\dfrac{{{N^2}}}{l}S\)

Lời giải chi tiết

Xét cuộn dây có chiều dài l, tiết diện S, được quấn N vòng dây. 

Khi có dòng điện i chạy qua cuộn dây, trong lòng cuộn dây xuất hiện từ trường \(\overrightarrow B \)

\( B  = 4.\pi {.10^{ - 7}}.\dfrac{N}{l}i\)

Từ trường này gây ra từ thông xuyên qua ống dây.

\(\Phi  = N.B.S = N.\left( {4.\pi {{.10}^{ - 7}}.\dfrac{N}{l}i} \right).S\)

Câu C2 trang 155 SGK Vật lý 11

Đề bài

Trong mạch điện vẽ trên hình 25.4 SGK, khóa K đang đóng ở vị trí a. Nếu chuyển K sang vị trí b thì điện trở R nóng nên. Hãy giải thích.

H25.4 bài 25 trang 155 vật lí 11

Lời giải chi tiết

- Khi K ở chốt a), không có dòng điện qua R.

Câu C3 trang 156 SGK Vật lý 11

Đề bài

Chứng tỏ rằng hai vế của phương trình sau có cùng đơn vị là Jun (J)

\({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}.L{i^2}\)

Lời giải chi tiết

Theo công thức suất điện động tự cảm:

\({{\rm{e}}_{tc}} =  - L.\dfrac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\)

Độ tự cảm L có đơn vị là: \(\left( {V.\dfrac{s}{A}} \right)\)

Do đó đơn vị của vế phải là: \(\left( {\dfrac{{V.s}}{A}.{A^2}} \right) = V\left( {A.s} \right)\)

Đơn vị của [A.s] là đơn vị của điện lượng (q)

=> [V.(A.s)] = [V.C]

Bài 1 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Trong những trường hợp nào có hiện tượng tự cảm?

Lời giải chi tiết

Hiện tượng tự cảm xuất hiện khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên:

Đối với mạch 1 chiều: Hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng hay ngắt mạch.

Đối với mạch xoay chiều: Hiện tượng tự cảm luôn luôn xảy ra.

 

Bài 2 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Phát biểu định nghĩa từ thông riêng, độ tự cảm của một mạch kín.

Lời giải chi tiết

Giả sử có một mạch kín (C), trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra  một từ thông Φ qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch.

L là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là độ tự cảm của (C).

Bài 3 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Độ lớn của suất điện động tự cảm phụ thuộc các đại lượng nào?

Lời giải chi tiết

Suất điện động tự cảm etc = - L \(\frac{\Delta i}{\Delta t}\).

Từ đây ta thấy nó tỉ lệ với độ tự cảm của mạch và tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện \(\frac{\Delta i}{\Delta t}\) trong mạch.

Bài 4 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Chọn câu đúng:

Một ống dây có độ tự cảm L; ống dây thứ hai có số vòng dây tăng gấp đôi và diện tích mỗi vòng dây giảm một nửa so với ống dây thứ nhất. Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống dây thứ hai là:

A. L

B. 2L

C. \(\frac{L}{2}\)

D. 4L

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Độ tự cảm của ống dây: \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}.{{{N^2}} \over l}S\)

Lời giải chi tiết

Đáp án B.

Độ tự cảm của hai ống dây: 

Bài 5 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Phát biểu nào dưới đây là sai?

Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi: 

A. Dòng điện tăng nhanh

B. Dòng điện giảm  nhanh

C. Dòng điện có giá trị lớn

D. Dòng điện biến thiên nhanh.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện suất điện động tự cảm: \({e_{tc}} =  \displaystyle- L{{\Delta i} \over {\Delta t}}\)

Lời giải chi tiết

Bài 6 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Tính độ tự cảm của mỗi ống dây hình trụ có chiều dài 0,5 m gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20 cm.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Vận dụng biểu thức tính diện tích: \(S = \pi {r^2} = \pi {\left( {\dfrac{d}{2}} \right)^2}\)

+ Áp dụng biểu thức tính độ tự cảm: \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{{{N^2}}}{l}S\)

Lời giải chi tiết

Ta có, độ tự cảm của ống dây: \(L = 4\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{{{N^2}}}{l}S\)

Theo đề bài, ta có:

+ Số vòng dây: \(N = 1000\) vòng dây

Bài 7 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L = 25mH; tại đó cường độ dòng điện giảm từ giá trị ixuống 0 trong 0,01s. Tính ia.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Độ lớn suất điện động tự cảm: \(\left| {{e_{tc}}} \right| = L\left| {{{\Delta i} \over {\Delta t}}} \right|\)

Lời giải chi tiết

Bài 8 trang 157 SGK Vật lí 11

Đề bài

Trong mạch điện hình 25.5, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Dòng điện qua L bằng 1,2A; độ tự cảm L = 0,2 H. Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Khi cuộn cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn cảm tích luỹ năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường: \({\rm{W}} = {1 \over 2}L{i^2}\)

Lời giải chi tiết


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất
  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11