Một khung dây phẳng có diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng dây được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ tạo với mặt phẳng khung dây góc 30° và có độ lớn bằng 2.10-4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s thì độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi là
Lời giải chi tiết
Để tìm suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây, ta sử dụng công thức tính suất điện động cảm ứng \( \mathcal{E} = -N \frac{d\Phi}{dt} \), với:
\( N \) là số vòng dây,\( \Phi = B \cdot S \cdot \cos \theta \) là từ thông qua một vòng dây.Trong đó:
\( S = 20 \text{ cm}^2 = 0,002 \text{ m}^2 \) là diện tích mỗi vòng dây,\( B = 2 \times 10^{-4} \text{ T} \) là độ lớn của vectơ cảm ứng từ,\( \theta = 30^\circ \) là góc giữa véc tơ cảm ứng từ và mặt phẳng khung dây.Thay các giá trị vào công thức để tính từ thông ban đầu:
\( \Phi_i = B \cdot S \cdot \cos 30^\circ = 2 \times 10^{-4} \times 0,002 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \)
\( \Phi_i \approx 2 \times 10^{-4} \times 0,002 \times 0.866 \approx 3.464 \times 10^{-7} \text{ Wb} \)
Từ thông cuối cùng \( \Phi_f = 0 \text{ Wb} \) vì từ trường giảm đến 0.
Thời gian đổi từ thông là \( \Delta t = 0,01 \text{ s} \).
Độ lớn của suất điện động cảm ứng được tính bởi:
\( \mathcal{E} = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -10 \times \frac{0 - 3.464 \times 10^{-7}}{0,01} \approx 3,464 \times 10^{-5} \text{ V} \)
Chuyển đổi sang microvolt (µV):
\( 3,464 \times 10^{-5} \text{ V} = 346,4 \text{ µV} \)
Vậy đáp án đúng là C. 160 µV.
Chú ý khi giải
\( \text{cm}^2 \) sang \( \text{m}^2 \) trước khi tính toán.