Giải bài tập SGK Vật lý 11 Nâng cao Bài 42: Năng lượng từ trường

Chọn đáp án đúng.

Một ống dây có hệ số tự cảm bằng 0.01H. Khi có dòng điện chạy qua, ống dây có năng lượng 0,08J. Cường độ dòng điện trong ống dây bằng:

A. 1A                     B. 2A.                    

C. 3A                     D. 4A.

Phương pháp giải

Tính cường độ dòng điện trong ống dây theo công thức:

\({W = \frac{1}{2}L{i^2} \Rightarrow }{i^2} = \frac{{2W}}{L}\)

Hướng dẫn giải

Theo giả thiết L = 0,01 (H); W = 0,08 (J)

- Ta có:

\(\begin{array}{l} W = \frac{1}{2}L{i^2}\\ \Rightarrow {i^2} = \frac{{2W}}{L} = \frac{{2.0,08}}{{0,01}} = 16\\ \Rightarrow i = 4\left( A \right) \end{array}\)

- Chọn D

Một ống dây dài 40cm có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10cm². Cường độ dòng điện qua ống tăng từ 0 đến 4A. Hỏi nguồn điện đã cung cấp cho ống dây một năng lượng bằng bao nhiêu? Điện trở của ống dây rất nhỏ, có thể bỏ qua.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

\(W = \frac{1}{2}L{i^2} = \frac{1}{2}4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V{i^2}\) để tính năng lượng 

Hướng dẫn giải

Ống dây dài L= 40 cm= 0,4m, N= 800 vòng, s= 10cm² = 10.10^-4m².

- Cường độ qua ống dây i: 0 → 4(A)

- Khi cường độ qua ống dây bằng 0 thì năng lượng của ống dây bằng 0.

- Khi cường độ qua ống dây i = 4 (A) thì năng lượng của ống dây là:

\(\begin{array}{l} W = \frac{1}{2}L{i^2}\\ = \frac{1}{2}4\pi {.10^{ - 7}}{n^2}V{i^2}\\ = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{N^2}}}{{{L^2}}}LS{i^2}\\ = 2\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{{{800}^2}}}{{0,4}}{.10.10^{ - 4}}{.4^2}\\ = 0,016(J) \end{array}\)

- Nguồn điện đã cung cấp cho ống dây năng lượng là: 0,016 (J)