CHƯƠNG x HIỆN TƯỢNG cảm ỨNG điện từ

CHƯƠNG X HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I.Cảm ứng điện từ: Hiện tượng cảm ứng ĐT: Khi từ thơng gửi qua mạch kín thay đổi mạch xuất dịng điện Dịng điện gọi dòng điện cảm ứng Và tượng gọi tượng cảm ứng điện từ Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng luôn trị số, trái dấu với tốc độ biến thiên từ thơng gửi qua diện tích mạch điện d   dt Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng phải có chiều cho từ trường sinh chống lại nguyên nhân sinh Suất điện cảm ứng xuất dẫn chuyển động từ trường d   dt d từ thơng gửi qua diện tích qt thời gian dt Suất điện động cảm ứng dẫn chuyển động từ trường B Lực tác dụng lên điện tích q    dẫn với vận tốc v từ trường B: FL v _ FL  q v  B + Nhờ có lực hạt mang điện tự dẫn (với dẫn kim loại có electron dịch chuyển), hai đầu xuất điện tích trái dấu, hai đầu có hiệu điện ● Nếu mạch kín có chuyển động điện tích mạch tạo nên dịng điện, nghĩa mạch xuất s.đ.đ Sự xuất hiệu điện hai đầu dẫn (mạch hở) xuất s.đ.đ mạch kín chứng tỏ bên dẫn có tồn trường lực lạ ; trường hợp chất lực tác dụng trường lạ lực từ, cịn vecơ cường độ điện trường lạ là: FL E*  v B q Suất điện động cảm ứng xuất dẫn:    E *.ds   (v  B ) ds (s) (s) Ví dụ: Xét mạch điện hình chữ B nhật abcd, có cạnh lưu động n d c ad chuyển động với vận tốc v v s hình vẽ Ta quy ước chọn E*  v B b a chiều quay ngược chiều kim đồng hồ làm chiều dương mạch điện Từ trường vng góc với mặt phẳng mạch điện chiều với pháp tuyến dương n mạch điện Theo cơng thức ta có đoạn ab, bc, cd v  B  v  Trên đoạn ad, vectơ nằm dọc theo đoạn mạch ngược chiều tính lưu số, ta có: dx BdS d   vBs   Bs    dt dt dt dx độ dịch chuyển đoạn ad thời gian dt dФ từ thơng gửi qua diện tích dS = sdx mà đoạn ad quét khoảng thời gian dt II Hiện tượng tự cảm: Hiện tượng tự cảm: Khi biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn mạch biến đổi dịng điện chạy mạch biến đổi với thời gian gây ra; mạch kín ta xét xuất dòng điện cảm ứng gọi dòng điện tự cảm tượng gọi tượng tự cảm Hệ số tự cảm: d Theo định luật Faraday:  tc   dt Фm từ thơng dịng điện mạch gửi qua diện tích mạch Vì từ thơng gửi qua mạch kín tỉ lệ với B, mà B tỉ lệ với I nên m tỉ lệ với I đó: m  LI L hệ số tỉ lệ gọi hệ số tự cảm mạch Do đó: d ( LI ) tc   dt Nếu mạch kín khơng biến dạng độ từ thẩm mơi trường khơng thay đổi L = const nên: dI tc   L dt III Năng lượng từ trường: Năng lượng từ trường ống dây có dòng điện i o o K E Tại thời điểm t = , đóng khố K, mạch xuất dòng điện i tăng từ đến giá trị ổn định E , R điện trở toàn mạch, I R ống dây xuất suất điện động tự cảm d Cường độ dòng điện qua cuộn dây trường hợp (2) 12A Do tác động từ trường cạnh cuộn dây chịu lực đẩy F hướng phía ngồi cuộn dây Lực F bao nhiêu? A 52,5N B 61,5N C 75,5N D 89N F  NBIL  5.3,5.12.0, 25  52,5 N • Một vịng dây hình tam giác, có chứa điện trở, kéo với vận tốc không đổi 2m/s dọc theo trục x, từ vùng khơng có từ trường vào vùng có từ trường vng góc với vịng dây.Vẽ đường biểu diễn phụ thuộc vào thời gian dòng điện qua điện trở Giả sử lúc t = vịng dây bắt đầu vào vùng có từ trường 2m/ s 45 o 45 o 1m                                                                                 Diện tích vịng dây nằm vùng có từ trường thời điểm t: 1 22 S  (vt )  v t 2 Từ thơng qua diện tích thời điểm t  22   BS  BS  Bv t 2  d Bv t Bt    Bv t ; i    dt R R R I 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Sau thời điểm t = 1/2 = 0,5s vịng dây nằm hồn tồn vùng TT nên   const     i  t Một dòng điện thẳng dài vơ hạn có cường độ I Tại khoảng cách a b có đặt song song với hai sợi dây trần mà đầu gắn với điện trở R Một 3-4 với vận tốc v tựa hai dây Hãy xác định: a) Cường độ chiều dòng điện chu vi 1-2-34 b) Lực F cần thiết để giữ cho vận tốc 3-4 khơng đổi khoảng cách r từ dịng điện I đến điểm cần đặt lực F để chuyển động tịnh tiến c) Côn suất tiêu tốn dịch chuyển a) v i R b I a Sđđ cảm ứng xuất 3-4 0 Iv b   ln 2 a C Đ dòng điện chạy chu vi 1-2-3-4  0 Iv b i  ln R 2 R a • Khi dịch chuyển từ thơng gửi qua chu vi 12-3-4 tăng nên theo định luật Lenz từ trường B’ dòng điện cảm ứng i gây ngược chiều với B dòng điện I gây Vậy dịng điện i có chiều ngược chiều kim đồng hồ b) Để 3-4 chuyển động tịnh tiến với vận tốc khơng đổi lực F từ lực Fm tác dụng lên phải có độ lớn ngược chiều điểm đặt chúng phải trùng Chia 3-4 làm phần tử vi cấp dx cách dòng điện I đoạn x Từ lực tác dụng lên phần tử là: 0 I dFm  idx.B  i dx 2 x   Fm   d Fm  Fm   dFm 0 I dx 0 I b i i  ln  2 a x 2 a b  0 I b  v  F  Fm   ln  a R  2 • Gọi r khoảng cách từ dòng điện I đến điểm cần đặt lực F Ta có: M F  M Fm M F  r.F M Fm   dM Fm 0 I   x.dFm  i dx  2 a b 0 I i (b  a) 2 0 I b 0 I ba ln  i (b  a)  r   ri 2 a 2 ln b / a c) Công suất tiêu tán  0 I b  P  Ri  R  ln   2 a  2 • Một kim loại mảnh, chiều dài l = 1,2m quay quanh trục vng góc với thanh, qua cách xa hai đầu đoạn l1 = 25cm với vận tốc n = 120 vòng/phút Thanh quay từ trường với vecto cảm ứng từ B song song với trục quay có độ lớn B = 10-3 T Tìm hiệu điện sinh hai đầu M l1 O B l2 X N • Sđđ cảm ứng xuất đoạn OM ON d1 d2 ; 2  1  dt dt 2 d1  B.dS1  B l1 dt  1  B l1 2 2 d2  B.dS1  B l2 dt    B l2 2 • Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta thấy đoạn OM đầu M tích điện âm, đầu O tích điện dương Trên đoạn ON đầu N tích điện âm, đầu O tích điện dương M O N • Vậy hiệu điện UMN là: U MN 2   1    B (l2  l1 )  5,3 mV • Một dây thẳng có điện trở R1 ứng với đơn vị chiều dài Dây gấp lại thành hai cạnh góc 2α Một chắn AB dây dẫn đặt vng góc với đường phân giác góc 2α tạo với dây dẫn gấp khúc thành chu vi tam giác kín Chu vi đặt từ trường B vng góc với mặt khung chu vi Tìm chiều cường độ dòng điện qua chu vi chắn chuyển động với vận tốc v khơng đổi • Từ thơng gửi qua diện tích quét AB thời gian dt d  B AB.vdt • Sđđ cảm ứng xuất AB d  B AB.v   dt • Cường độ dịng điện chạy chu vi OAB  i ; R   sin   R  R1 (OA  AB  OB)  R1 AB    sin   Bv sin  i R1 (1  sin  ) • Dịng điện I có chiều ngược chiều kim đồng hồ A v O B B ...I .Cảm ứng điện từ: Hiện tượng cảm ứng ĐT: Khi từ thơng gửi qua mạch kín thay đổi mạch xuất dịng điện Dịng điện gọi dịng điện cảm ứng Và tượng gọi tượng cảm ứng điện từ Định luật Faraday: Suất điện. .. điện trở chuyển động với vận tốc không đổi v khỏi từ trường Bo hình vẽ Phát biểu sau đúng? A Khơng có dịng điện qua điện trở B Có dịng điện xuống điệntrở C Có dịng điện lên điện trở X X X X X. .. tự cảm: Khi biến thiên từ thơng qua diện tích giới hạn mạch biến đổi dịng điện chạy mạch biến đổi với thời gian gây ra; mạch kín ta x? ?t xuất dòng điện cảm ứng gọi dòng điện tự cảm tượng gọi tượng