Microsoft Word CHUONG 9 doc Toùm taét baøi giaûng Vaät lyù A1 ÑH Baùch Khoa TP HCM – Th S TRAÀN ANH TUÙ 1 1 CHÖÔNG 9 CAÛM ÖÙNG ÑIEÄN TÖØ 9 1 Thí nghieäm faraday 9 1 1 Thí nghieäm Faraday chöùng toû Ñö[.]
1 Tóm tắt giảng Vật lý A1 CHƯƠNG 9: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 9.1 Thí nghiệm faraday: N B + − 9.1.1 Thí nghiệm Faraday chứng tỏ: - Đưa nam châm vào ống dây kim điện kế bị lệch, chứng tỏ có dòng điện cãm ứng xuất cuộn dây - Nếu rút nam châm kim điện kế bị lệch theo chiều ngược lại, chứng tỏ dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại - Di chuyển nam châm nhanh kim điện kế lệch nhiều, chứng tỏ Icứ lớn - Thanh nam châm đứng yên kim điện kế 0, chứng tỏ Icứ = 9.1.2 Qua thí nghiệm ta kết luận: a Sự biến đổi từ thông qua mạch kín nguyên nhân phát sinh dòng điện cảm ứng chạy mạch b Dòng điện cảm ứng tồn thời gian từ thông gửi qua mạch biến đổi c Cường độ dòng điện cảm ứng tỷ lệ với tốc độ biến đổi từ thông d Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào từ thông gửi qua mạch tăng hay giảm 9.2 Định luật lenz (Xác định chiều dòng điện cảm ứng) Dòng điện cảm ứng phải có chiều cho từ trường sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân phát sinh r r φ ↑→ Bcu ↑↓ B r r φ ↓→ Bcu ↑↑ B 9.3 Định luật cảm ứng điện từ (Xác định suất điện động cảm ứng) Suất điện động cảm ứng luôn trị số trái dấu với tốc độ biến đổi từ thông gửi qua mặt r r r r dφ với dφ = B.dS = B.dS cos( B, dS ) ξ cu = − dt ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ Tóm tắt giảng Vật lý A1 9.4 Bài tập cảm ứng điện từ: • - - Dạng 1: r r r r Tính dφ = B.dS = B.dS cos( B, dS ) dφ dφ Lập tỷ số: ⇒ ξ cu = − dt dt • - Dạng 2: r r r r Tính dφ = B.dS = B.dS cos( B, dS ) - Tính φ = ∫ dφ = f (t ) (S ) - Đạo hàm: d (φ ) d (φ ) ⇒ ξ cu = − dt dt r Trong từ trường B dây dẫn vô hạn r a/ Tính ξcứ AB đặt song song daây, di chuyển vận tốc ϑ ⊥ daây d φ = B dS = B l dx dφ B dS dx = = B l = B l ϑ dt dt dt r r I cu → F cu ↑↓ ϑ ⇒ ξ cu = dφ μ μo I = l.ϑ dt 2π x r + Fcu l I B r ϑ I cu x −A ⊕r B r b/ ξcứ AB đặt vuông góc dây, di chuyển với vận tốc ϑ // dây, cách đầu gần y đoạn d r μ.μ I B dφ = B.dS = (dx.dy ) 2π x d +l r x μ μ o I μ.μ o I ⎛d +l⎞ ϑ (dx.dy ) = dy ln⎜ φ= ∫ ⎟ x 2π x 2π ⎝ d ⎠ d − + I dφ μ μ o I dy d + l μ μ o I ϑ d +l A ln ln = = I cu B dt dt d d 2π 2π d r l μ μ I ϑ d + l ⊕ ξ cu = o 2π ln d ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ Fcu Tóm tắt giảng Vật lý A1 r c/ Khung dây chữ nhật (ab) cách đoạn d, di chuyển ϑ ⊥ daây μ μ o I dφ = B.dS = b.dx 2πx μ μ o I d + a dx μ μ o I b ⎛ d + a ⎞ φ = ∫ dφ = b ∫ ln⎜ = ⎟ x 2π 2π ⎝ d ⎠ d μ μ o I b [ln(ϑt + a ) − ln(ϑt )] 2π μ.μ o I b ⎡ ϑ dφ ϑ⎤ = − = − ⎥ ⎢ dt 2π ⎣ϑt + a ϑt ⎦ φ (t ) = ⇒ ε cu r x d μ.μ o I b.ϑ ⎡ 1 ⎤ − ⎢ 2π ⎣ d d + a ⎥⎦ μ μo I b.ϑ ⎡ 1 ⎤ ξ cu = − ⎢ 2π ⎣ d d + a ⎥⎦ ⊕r a B d/ Giống ví dụ c, dòng điện I thay ñoåi theo: I = I o e −α t (Io , α số), khung đứng yên μ.μo b ⎛ d + a ⎞ −α t ln ⎜ ⎟ I o e 2π ⎝ d ⎠ μ.μ o b ⎛ d + a ⎞ dφ −α t ln⎜ ⇒ ε cu = − = ⎟.I o (−α )e 2π dt d ⎠ ⎝ b φ (t ) = μ.μ o I b.α ⎛ d + a ⎞ = ln⎜ ⎟ 2π ⎝ d ⎠ μ μo I b.α ⎛ d + a ⎞ ξ cu = ln ⎜ ⎟ 2π ⎝ d ⎠ Chú ý: Bài toán cho mạch kín I cu = a/ I cu = ξcu ℜ = B.l.ϑ μ μo I l.ϑ = 2π x.ℜ ℜ I cu = ξcu ℜ = ⊕r Bcu I t ↑→ I ↓⇒ φ ↓ r r ⇒ Bcu ↑↑ B Icu x d ⊕r a B ξcu ℜ (ℜ: điện trở toàn mạch) I cu μ.μo I ϑ ⎛ d + l ⎞ ln ⎜ ⎟ 2π ℜ ⎝ d ⎠ A l d B ℜ b/ Icu Bcu I μ μ o I b.ϑ ⎡ 1⎤ = − ⎥ ⎢ 2π ⎣d + a d ⎦ = ⊕r b (vì d = ϑ t) ϑ r ϑ A l I B ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ B r Fcu I cu ℜ x ⊕r r ϑ ⊕r B Toùm tắt giảng Vật lý A1 r Trong từ trường B đđều: r a/ Thanh AB di chuyển tịnh tiến với ϑ : dφ = B.dS = B.l.dx dφ dx = B.l = B.l.ϑ ξ cu = dt dt ξ cu = B.l.ϑ ⊕r B x + A b/ Thanh AB quay quanh đầu A với vận tốc ω l l2 dφ = B.dS = B.∫ r.dr.dϕ = B .dϕ r ϑ I cu − B l dφ l dϕ = B dt dt l ξcu = B ω r ϑ r B ξ cu = B + I cu A− l I 9.5 Hiện tượng tự cảm: 9.5.1 Thí nghiệm tượng tự cảm: Mở K: cuộn dây: I Ỉ , G: kim vượt trở Đóng K: cuộn dây: I : Ỉ I, G: kim vượt a trở a Icu Ia + Giải thích: r r Mở K: φ ↓→ Bcu ↑↑ B Ỉ Icứ chiều I vào − G: kim lệch r r Đóng K: φ ↑→ Bcu ↑↓ B Ỉ Icứ ngược chiều I ngược − Icu K a trở lại vào đầu + G: kim lệch a 9.5.2 Hệ số tự cảm cuộn dây: a/ Định nghóa: L= φ I (H) Cho dòng điện I qua cuộn dây cuộn dây có từ thông φ Tăng I φ tăng theo ngược lại, tỷ số φ I số gọi hệ số tự cảm b/ L cuộn dây dài vô hạn: L = μ μo n.I μ.μo n S l (H) n.S μ.μo n S B.n.S l = = L= = I I I l 9.5.3 Suaát điện động tự cảm: d ( LI ) dφ dI ξtc = − =− = −L dt dt dt φ ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ Tóm tắt giảng Vật lý A1 9.6 Năng lượng từ trường: 9.6.1 Năng lượng từ trường cuộn dây: 1 φ2 φ Wm = LI = φ I = (vì L = ) 2 L I ξ ng + ξtc = ℜ.i ξ ng − L di = ℜ.i dt ξ ng i.dt = ℜ.i.idt + L dWng = dWQ + dWm ⇒ Wm = Wm ∫ di idt dt I dWm = ∫ Li.di = L.I 2 Năng lượng nguồn cung cấp khoảng dt, phần tỏa nhiệt (ℜi2.dt) phần tạo nên từ trường (dWm = Li.di) 9.6.2 Mật độ lượng từ trường: ωm = dWm dV Năng lượng từ trường phân bố không gian có từ trường mật độ lượng từ trường điểm xác định: 1 B2 ωm = B.H = = μ μo H 2 μ μo Chứng minh: Cuộn dây thẳng n vòng dài vô haïn μ μo n S I LI Wm 2 l = = = μ μo no I no I ωm = V S l S l ⇔ ωm = BH ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ ... cu − B l dφ l dϕ = B dt dt l ξcu = B ω r ϑ r B ξ cu = B + I cu A− l I 9. 5 Hiện tượng tự cảm: 9. 5.1 Thí nghiệm tượng tự cảm: Mở K: cuộn dây: I Ỉ , G: kim vượt trở Đóng K: cuộn dây: I : Ỉ I, G:... I I l 9. 5.3 Suất điện động tự cảm: d ( LI ) dφ dI ξtc = − =− = −L dt dt dt φ ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ Tóm tắt giảng Vật lý A1 9. 6 Năng lượng từ trường: 9. 6.1 Năng lượng từ trường... tỏa nhiệt (ℜi2.dt) phần tạo nên từ trường (dWm = Li.di) 9. 6.2 Mật độ lượng từ trường: ωm = dWm dV Năng lượng từ trường phân bố không gian có từ trường mật độ lượng từ trường điểm xác định: 1 B2