LÍ THUYẾT VÀ BT CẢM ỨNG TỪ

2.Suất điện động cảm ứng Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY DẪN CH

HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG

I.Khái niệm từ thông

1.Định nghĩa từ thông :

Từ thông qua diện tích S được xác định bằng công thức

BScos với  n,B

Quy ước : Chọn chiều của n sao cho α là góc nhọn

2 Ý nghĩa của từ thông

Dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó

3 Đơn vị từ thông : Trong hệ SI đơn vị của từ thông là vêbe ,kí hiệu là Wb 1Wb = 1T.m2

II.Hiện tượng cảm ứng điện từ

1.Dòng điện cảm ứng:

Dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông

qua mạch kín gọi là dòng điện cảm ứng

2.Suất điện động cảm ứng

Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một

mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng

III Định luật Len-xơ.

Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó

sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó

IV.Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ

Độ lớn củasuất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch

e c k t





 Trong hệ SI, hệ số tỉ lệ k = 1

Theo định luật Len-xơ thì trong hệ SI suất điện động cảm ứng được viết dưới dạng :

t

e c







 Trường hợp trong mạch điện là một khung dây có N vòng dây thì

t N

e c









BÀI TẬP

Bài 1: Xãy xác định chiều dòng điện trong khung dây

Bài 2 Một khung dây đặt trong từ trường đều, B = 5.10-2T Mặt phẳng khung dây hợp với B một góc 300 khung dây có diện tích S = 12cm2 Tính từ thông xuyên qua diện tích S

Bài 3 Vòng dây tròn bán kính r = 10cm, điện trở R = 0,2 Đặt trong từ trường, mặt phẳng khung dây tạo với B một góc 300 Lúc đầu B = 0,02T Xác định suất điện động cảm ứng và dòng điện trong vòng dây nếu trong thời gian 0,01s, từ trường

a giảm từ B xuống không b tăng từ không lên B

Bài 4 Một khung dây dẫn phẳng hình vuông cạnh a = 10cm có thể quay quanh trục thẳng đứng trùng với

cạnh của khung dây Khung dây được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B nằm ngang, có độ lớn

B = 10-2T Ban đầu B vuông góc với mặt phẳng khung dây, cho khung dây quay đều quanh trục quay trong khoảng thời gian 0,1 giây thì quay được 1 góc 900 Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là bao nhiêu?

SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG

1 Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường.

Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì

trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động

(đóng vai trò như nguồn điện) Suất điện động trong

trường hợp này cũng gọi là suất điện động cảm ứng.

2 Qui tắc bàn tay phải

Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 90 0

hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoan dây dẫn

đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay

chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.

3 Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây:

Khi đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì độ lớn của suất

điện động trong đoạn dây đó là:  = Blv

Nếu v vàB cùng vuông góc với đoạn dây, đồng thời v hợp với B một

góc  thì độ lớn của suất điện động suất hiện trong đoạn dây là:  = Blvsin

4 Máy phát điện:

Cấu tạo: Một khung dây có thể quay giữa hai cực của một nam châm

Hai đầu khung gắn với hai vành khuyên (đối với máy phát điện xoay chiều)

hoặc gắn với hai vành bán khuyên (đối với máy phát điện 1 chiều) Hai chổi

quét luôn tỳ lên vành khuyên (hoặc vành bán khuyên)

Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

Khi khung quay, các cạnh của khung cắt các đường sức từ Trong khung suất hiện suất

điện động cảm ứng Dòng điện được đưa ra mạch ngoài qua hai chổi quét Mỗi chổi

quét là một cực của nguồn điện

+ Nếu hai chổi quét tỳ lên 2 vành khuyên thì dòng điện đưa ra mạch ngoài là dòng điện có chiều thay đổi theo thời gian Gọi là máy phát điện xoay chiều

+ Nếu hai chổi quét tỳ lên 2 vành bán khuyên thì khi dòng điện trong khung đổi chiều, vành bán khuyên đổi chổi quét nên dòng điện đưa ra mạch ngoài là dòng điện có chiều không đổi Gọi là máy phát điện một chiều

BÀI TẬP

Bài 1: Đoạn dây dẫn dài l = 1m chuyển động với vận tốc v = 0,5m/s theo phương hợp với B một góc 300, B

= 0,2T Tính suất điện động xuất hiện trong dây dẫn

Bài 2 Một máy bay có chiều dài mỗi cánh 25m bay theo phương ngang với tốc độ 720km/h Biết thành phần

thẳng đứng của cảm ứng từ của trái đất B = 5.10-5T Tìm hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cánh máy bay

Bài 3 Thanh MN khối lượng m = 2g trượt đều không ma sát với tốc độ v = 5m/s

trên hai thanh thẳng đứng cách nhau l = 50cm được đặt trong từ trường đều nằm

ngang như hình vẽ B = 0,2T

Bỏ qua điện trở tiếp xúc Cho g = 10m/s2

a Tính suất điện động cảm ứng trong thanh MN

b Xác định lực từ và dòng điện trong thanh MN

c Tính R

Bài 4 Thanh AB dài l = 20cm , khối lượng m= 10g, B = 0,1T, E = 1,2V, r =0,5

Do lực từ và lực ma sát AB trượt đều với tốc độ v = 10m/s Bỏ qua điện trở dây

và nơi tiếp xúc

a Tìm dòng điện trong mạch và hệ số ma sát trượt

b Muốn cho dòng điện trong thanh AB chạy từ B đến A, cường độ 1,8A thì phải kéo

thanh AB trượt đều heo chiều nào, vận tốc và lực kéo bao nhiêu?

DÒNG ĐIỆN FU-CO HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

R

.

R

B 

E r A B

I Dòng điện FU-CO.

1 Định nghĩa:

Dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong

từ trường (hay được đặt trong từ trường) biến đổi theo thời gian là dòng điện FU-CO.

2 Tác dụng của dòng điện FU-CO.

a Một vài ứng dụng dòng điện FU-CO.

- Gây ra lực để hãm chuyển động trong thiết bi máy móc hay dụng cụ.

- Dùng trong phanh điện từ của xe có tải trọng lớn.

- Nhiều ứng dụng trong Công tơ điện

b Một vài ví dụ về trường hợp dòng điện FU-CO có hại.

- Làm nóng máy móc, thiết bị.

- Làm giảm công suất của động cơ

II Hiện tượng tự cảm:

1 Định nghĩa

Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do

chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra

2 Suất điện động tự cảm:

a Hệ số tự cảm: L = 4π.10-7n2.V

L: Hệ số tự cảm (Henry: H) V: Thể tích của ống dây (m3).

b Suất điện động tự cảm: etc L ti









BÀI TẬP

1 Một ống dây điện hình trụ có chiều dài 62,8cm gồm 1000vòng, mỗi vòng có diện tích 50cm2đặt trong không khí Khi dòng điện qua ống dây tăng 10A trong khoảng thời gian 0,01s thì suất điện động tự cảm trong ống dây có độ lớn là:

2 Dòng điêïn trong cuộn cảm giảm từ 16A đến 0 trong khoảng thời gian 0,01s; suất điện tự cảm trong ống dây có giá trị trung bình 64V, độ tự cảm của ống dây có giá trị :

3 Một thanh kim loại AB dài 10cm đặt nằm ngang có trục quay thẳng đứng qua A, được đặt trong từ trường đều B có phương thẳng đứng , có độ lớn B = 10-2T Trong khoảng thời gian 0,1giây quay được 1 vòng thì suất điện đôïng cảm ứng xuất hiện trên thanh AB là:

4 Chọn câu Sai

Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:

A dòng điện có giá trị lớn B dòng điện tăng nhanh

C dòng điện giảm nhanh D dòng điện biến thiên nhanh

5 Đơn vị của độ tự cảm là henry, với 1H bằng:

6 Một ống dây điện hình trụ có chiều dài 62,8cm gồm 1000vòng, mỗi vòng có diện tích 50cm2đặt trong không khí Khi cho dòng điện cường độ bằng 4A chạy qua dây thì từ thông qua ống dây là:

7 Biểu thức năng lượng từ trường trong ống dây là:

A W = 410 7nI B W = L I

2

2

1

D W = LI21

8 Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường không phụ thuộc vào: A vận tốc chuyển động của đoạn dây dẫn B tiết diện của đoạn dây dẫn

C độ dài của đoạn dây dẫn D hướng của từ trường

ÔN TẬP

1 Một thanh dẫn điện MN dài 50cm chuyển động trong từ trường đều với vận tốc vuông góc với MN.Cảm

ứng từ B = 0,8T B  hợp với vmột góc 300 Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở thanh MN khi v = 2m/s là

2.Chọn phát biểu sai:

A.Một tấm kim loại dao động giữa hai cực một nam châm thì trong tấm kim loại xuất hiện dòng điện Phucô B.Hiện tượng xuât hiện dòng điện Phu cô thực chất là hiện tượng cảm ứng điện từ

C.Một tấm kim loại nối với hai cực một nguồn điện thì trong tấm kim loại xuất hiện dòng điện Phucô

D.Dòng điện Phu cô trong lõi sắt của máy biến thế là dòng điện có hại

3.Một khung dây dẹt có 120vòng và bán kính vòng dây là 10cm.Cuộn dây được đặt trong từ trường đều, mặt

khung dây vuông góc với B Lúc đầu B =0,3T.Suất điện động trong khung khi cảm ứng từ giảm đều từ 0,3T

đến 0 trong thời gian 0,1s có giá trị là A.9,8V B.5,56V C.16,2V D.11,3V

4 Chọn câu đúng.

A) Suất điện động xuất hiện ở một đoạn dây trong từ trường ec = Bvlsin

B) Suất điện động tự cảm xuất hiện ở một ống dây khi dòng điện biến đổi chạy qua etc = It





C) Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở khung dây có N vòng dây ec = N t





D) Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở một dạng mạch ec = t





5 Một khung dây hình chữ nhật có các cạnh 5cm và 8cm gồm 25 vòng đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ

B = 4.10-2T Pháp tuyến 

ncủa khung hợp với vectơ 

Bgóc 600 Từ thông xuyên qua khung

6 Một khung dây hình vuông cạnh a = 4cm gồm 20 vòng đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ

B = 2.10-3T Véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung Quay khung 1800 quanh một cạnh của khung mất

10-2 giây Lúc đầu pháp tuyến 

ncủa khung song song cùng chiều với vectơ 

B Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung A) 0,0128V B) -0,0128V C) 0,0256V D) – 0,0256V

7 Một thanh dây dẫn dài l = 40cm chuyển động trong từ trường vơi véc tơ vận tốc 

vvuông góc với thanh Cảm ứng từ của từ trường B = 6.10-2T Vectơ cảm ứng từ 

B hợp với véc tơ vận tốc 

v một góc 300 Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở dây dẫn 0,024V Khi đó vận tốc v của đoạn dây

8 Một khung dây hình chữ nhật có các cạnh 8cm và 10cm gồm 200 vòng đặt trong từ trường có véc tơ cảm

ứng từ 

B song song cùng chiều với pháp tuyến 

ncủa khung Trong khoảng thời gian 0,1 giây cảm ứng từ của khung giảm từ 0,4T đến 0,2T Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung

9 Một cuộn dây có độ tự cảm L =1,2H Dòng điện qua cuộn dây giảm dần đều từ 2,4A đến 1,2A trong thời

gian 0,5 phút Suất điện động cảm ứng xuất hiện ở cuộn dây trong khoảng thời gian dòng điện biến thiên

10: Hiện tượng tự cảm không xảy ra trong trường hợp :

A Dòng điện xoay chiều qua ống dây B Dòng điện không đổi qua ống dây

C.Dòng điện biến đổi qua ống dây D Ngắt dòng điện không đổi qua ống dây

11 Một khung dây dẫn ABCD đặt sát một dây dẫn thẳng có dòng điện Xét các trường

hợp sau:

I Cho khung quay quanh dây dẫn II Tịnh tiến khung dây xa dần dây dẫn

Ở trường hợp nào có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây?

C D