Công thức tính suất điện động (hay, chi tiết)

Công thức tính suất điện động (hay, chi tiết)

Công thức tính suất điện động Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 11.

Bài viết Công thức tính suất điện động hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức - Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính suất điện động Vật Lí 11.

1. Định nghĩa

Suất điện động ξ của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó.

2. Công thức – Đơn vị đo

Công thức xác định suất điện động  

Trong đó:

+ ξ là suất điện động của nguồn điện (V);

+ A là công của lực lạ, có đơn vị là jun (J);

+ q là điện tích dương dịch chuyển từ cực âm đến cực dương của nguồn điện, có đơn vị cu- lông (C).

Đơn vị của suất điện động là vôn, kí hiệu là V.

3. Mở rộng

- Ngoài đơn vị vôn, với các nguồn điện nhỏ, ta còn sử dụng đơn vị milivôn (mV), microvôn (μV); với các nguồn điện lớn, ta còn sử dụng đơn vị kilôvôn (kV), mêgavôn (MV). Đổi các đơn vị như sau:

1 V = 10³ mV = 10⁶ μV

1mV = 10^-3 V

1μV == 10^-6 V

1 V = 10^-3 kV = 10^-6 MV

1 kV = 10³ V

1 MV = 10⁶ V

- Từ công thức tính suất điện động ta suy ra công thức tính công của lực lạ khi làm dịch chuyển một điện tích +q trong nguồn từ cực âm đến cực dương: 

- Từ công thức tính suất điện động ta suy ra công thức tính điện tích dịch chuyển từ cực âm sang cực dương của nguồn điện: 

Trong đó:

ξ là suất điện động của nguồn điện, có đơn vị là vôn (V);

A là công của lực lạ, có đơn vị là jun (J);

q là điện tích dương dịch chuyển từ cực âm đến cực dương của nguồn điện, có đơn vị cu- lông (C).

                             

4. Bài tập minh họa

Bài 1: Suất điện động của một pin là 1,5V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một điện tích +2C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện.

Bài giải:

Áp dụng công thức tính suất điện động của nguồn điện, suy ra công thức tính công của lực lạ:

 => A = ξ.q = 1,5.2 = 3 J

Đáp án: 3J

Bài 2: Lực lạ trong một acquy thực hiện công 1,5J khi dịch chuyển một điện tích + 0,1 C từ cực âm sang cực dương bên trong nguồn điện. Tính suất điện động của acquy này.

Bài giải:

Áp dụng công thức tính suất điện động của nguồn điện:

 

Đáp án: 15V

5. Bài tập tự luyện

Bài 1: Một khung dây quay đều quanh trục đối xức nằm trong mặt phẳng khung, trong một từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc với trục quay, tốc độ quay của khung dây là 600 vòng/phút. Từ thông cực đại gửi qua khung là 2/π (Wb). Suất điện động hiệu dụng trong khung là

A. 20 V      

B. 20√2 V      

C. 10 V      

D. 10√2 VA.

Bài 2: Nếu tăng tốc độ quay của roto thêm 3 vòng/s thì tần số do dòng điện máy tăng từ 50 Hz đến 65 Hz và suất điện động do máy phát tạo ra tăng thêm 30 V so với ban đầu. Nếu tăng tiếp tốc độ thêm 3 vòng/s nữa thì suất điện động của máy phát tạo ra là

A. 320 V    

B. 280 V    

C. 240 V    

D. 160 V.

Bài 3: Từ thông qua một cuộn dây có biểu thức $\varphi ={\varphi }_0\cos \left(\omega t+\frac{\mathrm{\pi }}{3}\right)$. Lúc t = 0, suất điện động cảm ứng trong cuộn dây có giá trị là

A. $\omega {\varphi }_0$

B. $\frac{\omega {\varphi }_0}{2}$

C. $\frac{\omega {\varphi }_0\sqrt{2}}{2}$

D. $\frac{\omega {\varphi }_0\sqrt{3}}{2}$

Bài 4: Một khung dây hình vuông có cạnh dài 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10^-5 T, mặt phẳng khung dây tạo với các đường sức từ một góc 30⁰. Từ thông qua mặt phẳng khung dây nhận giá trị nào sau đây?

A. 5.10^-8Wb

B. 5.10^-6Wb

C. 8,5.10^-8Wb

D. 8,5.10^-6Wb

Bài 5: Một khung dây phẳng dẹt, hình chữ nhật gồm 200 vòng dây quay trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,2T với tốc độ góc 40 rad/s không đổi, diện tích khung dây là 400cm², trục quay của khung vuông góc với đường sức từ. Suất điện động trong khung có giá trị hiệu dụng là

A. 201√2 V

B. 64 V

C. 32√2 V

D. 402 V

Bài 6: Một khung dây dẫn phẳng quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung dây, trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay của khung. Suất điện động cảm ứng trong khung có biểu thức e = E₀cos(ωt). Biểu thức của từ thông gửi qua khung dây là

A. $\varphi =\frac{E_0}{\omega }\cos \left(\omega t-\frac{\mathrm{\pi }}{2}\right)$

B. $\varphi =\frac{E_0}{\omega }\cos \left(\omega t+\frac{\mathrm{\pi }}{2}\right)$

C. $\varphi =E_0\omega \cos \left(\omega t+\frac{\mathrm{\pi }}{2}\right)$

D. $\varphi =E_0\omega \cos \left(\omega t-\frac{\mathrm{\pi }}{2}\right)$

Bài 7: Một khung dây dẵn phẳng có 50 vòng, quay trong từ trường đều, với tốc độ 300 vòng/phút. Suất điện động cực đại trong khung dây bằng 311,126V. Từ thông cực đại qua một vòng dây là

A. 0,198 Wb

B. 0,28 Wb

C. 4 Wb

D.  4.10^-3 Wb

Bài 8: Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần ứng gồm 4 cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng 100 V và tần số 50 Hz. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là ${\varphi }_0$ = 0,375 mWb. Số vòng dây của mỗi cuộn dây trong phần ứng là

A. 300 vòng      

B. 150 vòng

C. 75 vòng      

D. 37,5 vòng

Bài 9: Một khung dây dẫn quay đều quanh trục xx’ với tốc độ 150 vòng/phút, trong một từ trường đều có véctơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay xx’ của khung. Ở thời điểmnào đó từ thông gửi qua khung dây là 0,4Wb thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây bằng 47V. Từ thông cực đại gửi qua khung dây bằng

A. 0,4 Wb.                

B. 0,4π Wb.                 

C. 0,5 Wb.                       

D. 0,5π Wb.

Bài 10: Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích mỗi vòng là 220 cm². Khung quay đều với tốc độ 50 vòng/giây quanh một trục đối xứng nằm trong mặt phẳng của khung dây, trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với trục quay và có độ lớn B. Để tạo ra suất điện động hiệu dụng có giá trị là E = 220V thì cảm ứng từ B có độ lớn là:

A. $\frac{\sqrt{3}}{\mathrm{\pi }}$

B. $\frac{\sqrt{2}}{5\mathrm{\pi }}$

C. $\frac{\sqrt{2}}{\mathrm{\pi }}$

D. $\frac{\sqrt{5}}{5\mathrm{\pi }}$

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:

• Công thức tính điện năng hao phí trong nguồn điện có điện trở trong

• Công thức tính điện năng tiêu thụ

• Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

• Công thức tính công của nguồn điện

• Công thức tính công suất của nguồn điện

---