Các dạng bài tập chương III: Mạch điện xoay chiều
Dạng 1. Bài tập cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
1. Hiêu điện thế dao động điều hoà – dòng điện xoay chiều- các giá trị hiệu dụng.
+ S: Là diện tích một vòng dây ; + N: Số vòng dây của khung
+
: Véc tơ cảm ứng từ của từ trường đều (
vuông góc với trục quay ()
+
: Vận tốc góc không đổi của khung dây
( Chọn gốc thời gian t=0 lúc (
00)
a. Chu kì và tần số của khung :

b. Biểu thức từ thông của khung:

(Với
= L I và Hệ số tự cảm L = 4
.10-7 N2.S/l )
c. Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời: e =

d. Biểu thức của điện áp tức thời: u = U0
(
là pha ban đầu của điện áp )
e. Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch: I = I0

(
là pha ban đầu của dòng điện)
f. Giá trị hiệu dụng : + Cường độ dòng điện hiệu dụng:I =

+ Hiệu điện thế hiệu dụng: U =

+ Suất điện động hiệu dụng: E =

Bài 1: Một khung dây có diện tích S = 60cm2 quay đều với vận tốc 20 vòng trong một giây. Khung đặt trong từ trường đều B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với các đường cảm ứng từ, lúc t = 0 pháp tuyến khung dây có hướng của .
a. Viết biểu thức từ thông xuyên qua khung dây.
b. Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây.
Hướng dẫn:
a. Chu kì:
(s). Tần số góc:
(rad/s).

(Wb). Vậy
(Wb)
b.
(V)
Vậy
(V) Hay
(V)
Bài 2: Một khung dây dẫn gồm N = 100 vòng quấn nối tiếp, diện tích mỗi vòng dây là S = 60cm2. Khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s, trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-2T. Trục quay của khung vuông góc với .
a. Lập biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời.
b. Vẽ đồ thị biểu diễn suất điện động cảm ứng tức thời theo thời gian.
Hướng dẫn:
a. Chu kì:
s.Tần số góc:
(rad/s)
Biên độ của suất điện động: Eo = (NBS = 40
.100.2.10-2.60.10-4
1,5V
Chọn gốc thời gian lúc

.
Suất điện động cảm ứng tức thời:
(V) Hay
(V).
b. Đồ thị biểu diễn e theo t là đường hình sin:
- Qua gốc tọa độ O.
- Có chu kì T = 0,05s
- Biên độ Eo = 1,5V.
Bài 3: Một khung dây dẫn có N = 100 vòng dây quấn nối tiếp, mỗi vòng có diện tích S = 50cm2. Khung dây được đặt trong từ trường đều B = 0,5T. Lúc t = 0, vectơ pháp tuyến của khung dây hợp với
góc
. Cho khung dây quay đều với tần số 20 vòng/s quanh trục
(trục ( đi qua tâm và song song với một cạnh của khung) vuông góc với
. Chứng tỏ rằng trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng e và tìm biểu thức của e theo t.
Hướng dẫn: Khung dây quay đều quanh trục
vuông góc với cảm ứng từ
thì góc hợp bởi vectơ pháp tuyến
của khung dây và
thay đổi ( từ thông qua khung dây biến thiên ( Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Tần số góc:
(rad/s)
Biên độ của suất điện động:
(V)
Chọn gốc thời gian lúc:

Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời:
(V)
Hay
(V)
Bài 4 (ĐH-2008: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 100 vòng, diện tích mỗi vòng 600 cm2, quay đều quanh trục đối xứng của khung với vận tốc góc 120 vòng/phút trong một từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,2T. Trục quay vuông góc với các đường cảm ứng từ. Chọn gốc thời gian lúc vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây ngược hướng với vectơ cảm ứng từ. Biểu thức suất điện động cảm ứng trong khung là
A.
B.

C.