Vật lí · Lớp 12

Giải SGK Vật lí 12 Bài 17. Máy phát điện xoay chiều

17 câu · 26 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm

Dòng điện xoay chiều được sử dụng rất phổ biến trong đời sống. Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng cách nào?

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Dòng điện xoay chiều được tạo ra dựa trên nguyên tắc của hiện tượng cảm ứng điện từ, cho khung dây dẫn quay trong từ trường, khi đó từ thông qua khung dây biến thiên, tạo ra dòng điện suất điện động cảm ứng.

Câu 2

1 điểm

Khung dây dẫn trong Hình 17.2 ở vị trí nào thì suất điện động có giá trị cực đại? Giải thích.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ở vị trí 1 và 5 thì suất điện động có giá trị cực đại.

Vì: $Φ=NBS\cos α\Rightarrow {e}_{c}=-\frac{ΔΦ}{Δt}=NBS\sin α$

Ở vị trí 1 và 5 thì mặt phẳng khung dây song song với cảm ứng từ nên góc α = 90 $^{o}$ . Do đó suất điện động cảm ứng có giá trị cực đại. Ở vị trí 3 thì mặt phẳng khung dây cũng song song với góc α = 90 $^{o}$ tuy nhiên dòng điện qua khung dây đã đổi chiều.

Câu 3

1 điểm

Giả sử tại thời điểm t, từ thông qua khung dây dẫn phẳng MNPQ là:

Φ = BScosα = BScosωt

Hãy chứng tỏ, suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây này có dạng:

e = BSωcos(ωt + φ $_{0}$ ) (V)

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có:

$Φ=BS\cos ωt\Rightarrow {e}_{c}=-\frac{ΔΦ}{Δt}=BSω\sin ωt=BSω\cos (\frac{π}{2}-ωt)=BSω\cos (ωt-\frac{π}{2})$

hay có thể viết e $_{c}$ = BSωcos(ωt + φ $_{0}$ )

Câu 4

1 điểm

Dựa trên nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều, hãy thực hiện các nhiệm vụ sau:

Làm thế nào để dẫn dòng điện ra mạch ngoài khi khung dây dẫn quay đều trong từ trường (Hình 17.2)?

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Để dẫn dòng điện ra mạch ngoài, người ta dùng hai vành khuyên đặt đồng trục và cùng quay với khung dây. Mỗi vành khuyên có một thanh quét tì vào. Khi khung dây quay, hai vành khuyên trượt trên hai thanh quét, dòng điện truyền từ khung dây qua hai thanh quét ra ngoài.

Hình minh hoạ

Câu 5

1 điểm

Thảo luận về:

- nguyên tắc tạo ra suất điện động xoay chiều.

- các yếu tố cần để tạo ra dòng điện xoay chiều.

- thiết kế phương án tạo ra dòng điện xoay chiều.

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ (đây là hiện tượng hình thành một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi vật dẫn này được đặt trong một từ trường biến thiên).

- Có hai cách để tạo ra dòng điện xoay chiều như sau:

Cách thứ nhất: Cho nam châm quay xung quanh sau khi đặt một cuộn dây dẫn kín.

Cách thứ hai: Từ trường của nam châm để cuộn dây dẫn kín quay quanh.

Câu 6

1 điểm

Dựa vào đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện xoay chiều theo thời gian như Hình 17.3, hãy thực hiện các yêu cầu sau:

Hình minh hoạ

- Xác định chu kì T (s) và tần số f (Hz) của dòng điện xoay chiều.

- Xác định giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng và pha ban đầu của cường độ dòng điện xoay chiều.

- Viết biểu thức cường độ dòng điện theo thời gian.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 6

Câu 7

1 điểm

Hãy viết biểu thức suất điện động của máy phát điện xoay chiều trong trường hợp khung dây có N vòng dây, quay với tốc độ góc ω trong từ trường đều có cảm ứng từ