Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ

Bài 1 (trang 147 SGK Vật Lý 11): 

Phát biểu các định nghĩa:

– Dòng điện cảm ứng.

– Hiện tượng cảm ứng điện từ.

– Từ trường cảm ứng.

Lời giải:

* Dòng điện cảm ứng

Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện trong một khung dây dẫn kín trong từ trường khi từ thông gửi qua khung dây bị biến thiên và có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó.

* Hiện tượng cảm ứng điện từ

– Là hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.

– Khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.

– Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.

* Từ trường cảm ứng

– Từ trường cảm ứng là từ trường sinh ra bởi dòng điện cảm ứng và có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Tức là chống lại sự biến thiên của từ thông gửi qua mạch kín mang dòng điện cảm ứng.

– Nếu sự biến thiên của từ thông này là do sự chuyển động của khung dây thì từ trường cảm ứng sẽ sinh ra lực từ chống lại sự chuyển động đó.

Bài 2 (trang 147 SGK Vật Lý 11):

 Dòng điện Fu-cô là gì?

Lời giải:

Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường, lực từ Lo-ren-xơ tấc dụng nên các êlectron tự do trong khối kim loại làm các êlectron này chuyển động tạo thành dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện Fu-cô.

 

Bài 3 (trang 147 SGK Vật Lý 11) 

Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều …

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11Lời giải:

Giải bài tập Vật Lý 11 | Giải Lý 11Đáp án: D

Bài 4 (trang 147 SGK Vật Lý 11): 

Mạch kín tròn (C) nằm trong cùng mặt phẳng P với dòng điện thẳng I (hình 23.3). Hỏi trường hợp nào dưới đây, từ thông qua (C) biến thiên.?

A. (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I.

B. (C) dịch chuyển trong P với vận tốc song song với dòng I.

C. (C) cố định, dây dẫn thẳng mang dòng I chuyển động tịnh tiến dọc theo chính nó.

D. (C) quay xung quanh dòng điện thẳng I.

Lời giải:

Vì từ trường của dòng điện thẳng I mạnh ở những điểm gần dòng điện và càng giảm ở những điểm càng xa dòng điện.

=>Trường hợp (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I thì từ thông qua (C) biến thiên.

Đáp án: A

Bài 5 (trang 147 SGK Vật Lý 11): 

Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các thí nghiệm dưới đây (hình 23.5).

a) Nam châm chuyển động (hình 23.9a)

b) Mạch (C) chuyển động tịnh tiến (hình 25.9b)

c) Mạch (C) quay (hình 23.9c)

d) Nam châm quay liên tục(hình 23.9d)

Lời giải:

a) Nam châm tịnh tiến ra xa vòng dây, từ thông qua vòng dây giảm nên trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng gây ra một từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường của nam châm (theo định luật Len-xơ). Do đó dòng điện cảm ứng trong (C) ngược chiều kim đồng hồ như hình 23.6a.

b) Vòng dây tịnh tiến lại gần nam châm, từ thông qua (C) tăng. Trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng sao cho từ trương mà nó sinh ra ngược chiều với từ trường của nam châm (theo định luật Len-xơ). Do đó dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo chiều kim đồng hồ như hình 23.6b.

c) (C) quay quanh trục vuông góc với (C) nên từ thông vòng dây không thay đổi. Trong mạch (C) không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

d) Nam châm quay liên tục:

-Khi nam châm quay 90o đầu tiên, từ thông từ phải sang trái giảm, dòng điện cảm ứng trong mạch (C) có chiều như hình 23.7a).

-Khi nam châm quay 90o tiếp theo, từ thông từ trái sang phải tăng lên, dòng điện có chiều như hình 23.7b)

=>Vậy trong nửa vòng quay đầu của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo một chiều.

-Khi nam châm quay 90o tiếp theo, từ thông từ trái sang phải giảm, dòng điện cảm ứng trong mạch (C) đổi chiều như hình 23.7c).

-Khi nam châm quay 90o tiếp theo (nam châm trở về vị trí ban đầu), từ thông từ trái sang phải tăng lên, dòng điện giữ nguyên chiều như hình 23.7d)

=>Vậy trong nửa vòng quay cuối của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo chiều ngược lại.

Vậy: khi nam châm quay liên tục trong mạch (C) sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều.