Công thức từ thông lớp 12 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức từ thông lớp 12 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức từ thông từ đó học tốt môn Vật Lí 12.

Công thức từ thông lớp 12 (hay, chi tiết)

Quảng cáo

1. Công thức từ thông

Xét khung dây kín có diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, khi đó từ thông qua S được xác định bằng công thức Φ=BS.cosα.

Trong đó: α=(B,n) là góc hợp bơi vectơ cảm ứng từB và vectơ đơn vị pháp tuyến n của vòng dây có chiều được chọn tùy ý.

Trong hệ SI từ thông f có đơn vị là Weber (Wb).

Ý nghĩa: từ thông đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua diện tích S

Công thức từ thông lớp 12 (hay, chi tiết)

Chú ý: Nếu khung dây có N vòng dây được đặt trong từ trường đều, thì từ thông qua khung dây được xác định bởi biểu thức: Φ=NBS.cosα.

2. Ví dụ minh họa công thức từ thông

Ví dụ 1. Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5cm2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1 T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60°. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây.

Quảng cáo

A. Φ=8,66104 Wb.

B. Φ=8,66105 Wb.

C. Φ=33106 Wb.

D. Φ=33105 Wb.

Hướng dẫn

Ta có công thức tính từ thông: Φ=NBScosα=8,66104 Wb.

→ Đáp án A.

Ví dụ 2. Một khung dây có diện tích 5 cm2, gồm 50 vòng dây. Đặt khung dây trong từ trường đều có cảm ứng từ B và quay khung theo mọi hướng. Từ thông qua khung có giá trị cực đại là 5.10-3 Wb. Cảm ứng từ B có giá trị nào?

A. 0,2 T.                    

B. 0,02 T.                   

C. 2 T.                        

D. 2.10-3 T.

Hướng dẫn

Ta có: Φmax=NBS5103=50B5104B=0,2 T

→ Đáp án A.

Quảng cáo

3. Bài tập tự luyện công thức từ thông

Câu 1. Phát biểu nào sau đây về từ thông là không đúng?

A. Từ thông là đại lượng vectơ, được xác định bằng số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây.

B. Từ thông là đại lượng vô hướng, được sử dụng để diễn tả số đường sức từ xuyên qua diện tích S nào đó.

C. Đơn vị của từ thông là vêbe, kí hiệu là Wb.

D. Từ thông qua diện tích S nào đó bằng không khi vectơ pháp tuyến của diện tích S vuông góc với vectơ cảm ứng từ của từ trường.

Hướng dẫn:

Đáp án đúng là A

A – sai vì từ thông là đại lượng vô hướng.

Câu 2. Cách nào sau đây không làm cho từ thông qua tiết diện vòng dây dẫn kín biến thiên?

Quảng cáo

A. Quay vòng dây cắt ngang các đường cảm ứng từ của nam châm vĩnh cửu.

B. Dịch chuyển nam châm sao cho các đường sức từ dịch chuyển song song với mặt phẳng khung dây.

C. Đặt mặt phẳng cuộn dây cạnh nam châm điện xoay chiều.

D. Cho nam châm vĩnh cửu rơi qua lòng cuộn dây.

Hướng dẫn:

Đáp án đúng là B

B sai vì số đường sức từ qua mặt phẳng khung dây trong trường hợp này không đổi.

Câu 3. Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó.

Hướng dẫn:

Diện tích khung dây: S=25104 m2.

Áp dụng công thức tính từ thông:

Φ=BScosα106=8.104.25.104.cosαcosα=12α=±π3.

Trong đó α là góc tạo bởi vectơ pháp tuyến của mặt phẳng hình vuông và vectơ cảm ứng từ, nên góc tạo bởi vectơ cảm ứng từ với mặt phẳng hình vuông là: β=π2α=π6 hoặc 5π6.

Do góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông là góc nhọn, nên chọn β=π6.

Câu 4. Một vòng dây dẫn phẳng hình tròn có diện tích S = 30 cm2 được đặt trong một từ trường đều có B = 0,2 T. Gọi a là góc hợp bởi chiều của vectơ pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây dẫn và chiều của cảm ứng từ. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây dẫn trong các trường hợp sau đây.

a) Mặt phẳng vòng dây dẫn vuông góc với hướng của cảm ứng từ.

b) Mặt phẳng vòng dây dẫn tạo với hướng của cảm ứng từ góc 60°.

c) Mặt phẳng vòng dây dẫn tạo với hướng của cảm ứng từ góc 90°.

Hướng dẫn:

a) Φ=BScosα=0,2.30.104.cos0°=6.104Wb

b) Φ=BScosα=0,2.30.104.cos30°=5,2.104Wb

c) Φ=BScosα=0,2.30.104.cos0°=6.104Wb

Câu 5. Một khung dây cứng, phẳng diện tích 25 cm2, gồm 10 vòng dây. Khung dây được đặt trong từ trường đều. Khung dây nằm trong mặt phẳng như Hình 16.7. Cảm ứng từ biến thiên theo thời gian theo đồ thị.

Công thức từ thông lớp 12 (hay, chi tiết)

Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0 đến t = 0,4 s.

Hướng dẫn:

Tại thời điểm t0=0 thì B0=2,4103 T; thời điểm t = 0,4s thì Bt=0 T và góc α=0.

Do đó, ta có ΔΦ=ΦtΦ0=NS.ΔB=102510402,4103=6.105 Wb.

Câu 6: Một khung dây phẳng có diện tích 24 cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 6.10-2 T, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 300. Tính độ lớn từ thông qua khung?

A. 2.10-5 Wb.

B. 7,2.10-5 Wb.

C. 4 .10-5 Wb.

D. 5.10-5 Wb.

Hướng dẫn:

Mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc 30o α=900300=600

Độ lớn của từ thông qua khung là:

Φ=BScosα=6.102.24.104.cos600=7,2.105Wb

Chọn đáp án B

Câu 7: Một hình chữ nhật kích thước 3cm x 4cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4 T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 300. Tính từ thông qua hình chữ nhật đó:

A. 2.10-7 Wb.

B. 3.10-7 Wb.

C. 4.10-7 Wb.

D. 5.10-7 Wb.

Hướng dẫn:

+ Diện tích của hình chữ nhật: S=3.4=12cm2

+ Góc α=B,n=900300=600

+ Từ thông qua hình chữ nhật đó là:

Φ=BScosα=5.104.12.104.cos600=3.107Wb

Chọn đáp án B

Câu 8: Một hình vuông cạnh 5cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4T, từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó?

A. 00 .

B. 300.

C. 450.

D. 600

Hướng dẫn:

Diện tích của khung dây hình vuông: S=5.5=25cm2

Từ thông qua khung dây kín được tính bằng công thức:Φ=BScosα

cosα=ΦBS=1064.104.25.104=1α=B,n=00

Chọn đáp án A

Câu 9. Một bán cầu đường kính 2R đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B song song với trục đối xứng của bán mặt cầu. Từ thông qua mặt bán cầu là

A. πR2B

B. 2πRB

C. πRB

D. 4πR2B

Hướng dẫn:

+ Diện tích mặt đáy của bán cầu là: S=πR2

+ Cảm ứng từ B song song với trục đối xứng của bán mặt cầu:

α=00cosα=1

+ Từ thông qua mặt bán cầu là Φ=BScosα=πR2B

Chọn đáp án A

Câu 10. Hai khung dây tròn có mặt phẳng song song với nhau đặt trong từ trường đều. Khung dây 1 có đường kính 20 cm và từ thông qua nó là 30 mWb. Khung dây 2 có đường kính 40 cm, từ thông qua nó là

A. 60 mWb.

B. 120 mWb.

C. 15 mWb.

D. 7,5 mWb.

Hướng dẫn:

Từ thông qua mặt bán cầu là Φ=BScosα

Ta có : Φ2Φ1=S2S1=d22d12Φ2=120 mWb

Chọn đáp án B

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 12 sách mới hay, chi tiết khác:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 6

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và khóa học dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Loạt bài 500 Công thức, Định Lí, Định nghĩa Toán, Vật Lí, Hóa học, Sinh học được biên soạn bám sát nội dung chương trình học các cấp.

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


Đề thi, giáo án các lớp các môn học