Đề Thi Chuyên Sâu Vật Lý THPT: Từ Thông Biến Thiên & Đồ Thị Suất Điện Động Cảm Ứng

Một khung dây dẫn phẳng hình chữ nhật có kích thước 10 cm $\times$ 20 cm, gồm 300 vòng dây đặt trong từ trường đều. Biết vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ có phương nằm ngang và có độ lớn 0,4 T. Khung dây có thể quay quanh một trục thẳng đứng nằm trong mặt phẳng của khung như hình vẽ. Ban đầu mặt phẳng khung vuông góc với các đường sức từ. Cho khung quay đều với tốc độ góc $2\pi$ rad/s. Độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình xuất hiện trong khung dây khi nó quay được một góc $\pi /3$ kể từ vị trí ban đầu là

Trong y học, kỹ thuật kích thích từ xuyên sọ (Transcranial Magnetic Stimulation - TMS) sử dụng từ trường biến thiên nhanh để tạo ra dòng điện cảm ứng trong một vùng mô não, qua đó kích thích hoạt động của các tế bào thần kinh. Trong một xung kích thích TMS kéo dài 200 $\mu$s, vùng mô não xuất hiện một từ trường có phương vuông góc với mặt phẳng vùng mô não đó và có độ lớn tăng đều từ 0 đến 1,5 T. Coi vùng mô não này như một vòng dây dẫn kín, phẳng có diện tích 20 cm${}^2$ và điện trở 200 $\Omega$. Cường độ dòng điện cảm ứng trung bình sinh ra trong vùng mô não này có độ lớn bằng

Dịch chuyển cực Bắc của một thanh nam châm đến gần một cuộn dây kín như hình bên. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Tìm hiểu về mối liên hệ giữa từ thông và dòng điện cảm ứng, một nhóm học sinh dùng một khung dây dẫn nối với một điện kế nhạy để tạo thành một mạch điện kín, một nam châm thẳng và thực hiện thí nghiệm như sau:

(I) Tịnh tiến nam châm lại gần khung dây với các tốc độ khác nhau đối với khung dây và quan sát số chỉ của điện kế.

(II) Tịnh tiến nam châm ra xa khung dây với các tốc độ khác nhau đối với khung dây và quan sát số chỉ của điện kế.

Các phát biểu sau đúng hay sai?

Khi chụp cộng hưởng từ, người được chụp nằm trong từ trường hướng dọc cơ thể, từ đầu đến chân. Một người được chụp đã quên tháo vòng đeo tay của mình. Vòng đeo tay này bằng kim loại có đường kính 6,4 cm và có điện trở 0,015 $\Omega$. Giả sử mặt phẳng của vòng đeo tay vuông góc với cảm ứng từ và khi chụp, từ trường của máy giảm từ 1,50 T xuống 0,30 T trong 1,5 s. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một khung dây hình tròn có diện tích 50 cm${}^2$ gồm 1000 vòng dây. Khung dây được đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng khung dây và hướng từ sau ra trước (hình vẽ), có độ lớn $B=10^{-4}$ T. Cho $B$ tăng đều lên $3\cdot 10^{-4}$ T trong thời gian 0,2 s. Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một cuộn dây dẫn gồm $N=20$ vòng dây, diện tích mỗi vòng là $S=4,8$ cm${}^2$. Cuộn dây được đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B=0,075$ T. Biết mặt phẳng cuộn dây hợp với các đường sức từ một góc $\alpha =60^{\circ }$. Từ thông qua cuộn dây này có độ lớn bằng bao nhiêu miliweber (mWb) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Để giám sát quá trình hô hấp của bệnh nhân, các nhân viên y tế sử dụng một đai mỏng gồm 250 vòng dây kim loại quấn liên tiếp nhau được buộc xung quanh ngực của bệnh nhân. Khi bệnh nhân hít vào, diện tích của các vòng dây tăng lên một lượng 45 cm${}^2$. Biết từ trường Trái Đất tại vị trí đang xét được xem gần đúng là đều và có độ lớn cảm ứng từ xấp xỉ 56 $\mu$T, các đường sức từ hợp với mặt phẳng cuộn dây một góc $32^{\circ }$. Giả sử thời gian để một bệnh nhân hít vào là 1,5 s, khi đó độ lớn suất điện động cảm ứng trung bình sinh ra bởi cuộn dây trong quá trình nói trên bằng bao nhiêu ($\mu$V)? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười).

Một vòng dây tròn đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ $B=0,6$ T. Mặt phẳng vòng dây vuông góc với đường sức từ. Nếu đường kính vòng dây giảm từ 100 cm xuống 80 cm trong 0,2 s thì độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây bằng bao nhiêu vôn (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Một dây dẫn có chiều dài $l=2$ m, điện trở $R=4\Omega$ được uốn thành một khung dây hình vuông. Khung được đặt cố định trong một từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung. Một nguồn điện có suất điện động $E=2,7$ V và điện trở trong $r=0$ được mắc vào một cạnh của khung dây như hình dưới. Cho cảm ứng từ tăng đều từ 0,02 T đến 0,08 T trong thời gian 0,05 s, khung dây không bị biến dạng. Độ lớn cường độ của dòng điện chạy trong mạch bằng bao nhiêu ampe (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?