Bài tập áp dụng : Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh 10 cm, đặt cố định trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung.. CỦNG CỐ BÀI[r]
(1)THÂN CHÀO CÁC EM HỌC SINH LỚP 11
(2)Ống dây có dịng điện
Ở chương IV, ta tìm hiểu dịng điện sinh từ trường
(3)Chủ đề tích hợp:
TỪ THƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
I TỪ THÔNG.
II HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
III ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
IV DỊNG ĐIỆN FU-CƠ.
CHƯƠNG V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
(4)I TỪ THÔNG
Từ thông lưu thông từ trường qua đơn vị
(5)I TỪ THÔNG * Định nghĩa
- Xét khung dây dẫn (C) phẳng, kín, có diện tích bề mặt S, đặt vùng khơng gian có từ trường
- Gọi véc tơ pháp tuyến dương khung dây ( vng góc với mặt S)
(C)
*Từ thông qua mặt S đại lượng, kí hiệu (phi), xác định theo công thức: = B.S.cos * Đơn vị từ thơng vêbe, kí hiệu (Wb)
* Nếu S:(m2); B:(T); Thì : (Wb)
- Gọi
B n
Ý nghĩa từ thông:Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua điện tích
n
n s
(6)*Chú ý :
n
S
góc nhọn góc tù =
> 0 < max = BS Thông thường : Chọn nhọn > 0
B
S
n
B
n
S
B
(7)Ví dụ 1: Một vịng dây kín, phẳng có diện tích 10 cm2 Vòng dây đặt
trong từ trường có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến mặt phẳng góc 600 và có độ lớn 1,5.10-4 T Tính từ thơng qua vịng
dây dẫn
Ví dụ 2: Một khung dây kín, phẳng hình chữ nhật có diện tích 20cm2
gồm 200 vòng dây đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng khung dây có độ lớn 0,2T Tính từ thơng qua khung dây
diện tích S = 10 cm2 = 10-3m2
góc = 600
B = 1,5.10-4 T
= B.S.cos
= 1,5.10-4.10-3.cos60
= 7,5.10-8 Wb
S = 20 cm2 = 2.10-3m2
= 00
B = 0,2T
= N.B.S.cos
= 200.0,2. 2.10-3cos0
= 0,08 Wb
(8)Ví dụ 3: Một vịng dây kín, phẳng có diện tích cm2 Vịng dây
được đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vịng dây góc 300 và có độ lớn 0,1 T Tính từ thơng
qua vòng dây dẫn S = cm2 = 5.10-4m2
= 600
B = 0,1 T
= B.S.cos
= 0,1.5.10-4.cos60
= 2,5.10-5 Wb
Ví dụ 4: Một khung dây kín, phẳng hình vng cạnh cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 8.10-4 T Từ thơng qua hình vng
đó 10-6 Wb Tính góc hợp véc tơ cảm ứng từ véctơ
pháp tuyến hình vng S = 5.5=25 cm2 = 25.10-4m2
= 10-6 Wb
B = 8.10-4 T
= B.S.cos
10-6 = 25.10-4.8.10-4.cos
(9)II HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Thí nghiệm 1:
S
N
mA
Khi nam châm CĐ thì số đường cảm ứng qua vịng dây có thay đổi ?
Nhận xét từ thơng qua vịng dây?
Và kết thí nghiệm?
(10)Thí nghiệm 2:
mA
Cường độ dòng điện biến thiên
=>Từ trường vịng dây thay đổi=> vịng dây kín xuất dịng điện =>dịng điện cảm ứng
Cường độ dòng điện biến thiên
=>Từ trường vịng dây
thay đổi=> vịng dây kín xuất dịng điện =>dòng điện cảm ứng
Trong vòng dây có dịng điện , chứng tỏ điều ?
Trong vịng dây có dịng điện , chứng tỏ điều ?
Dịng điện xuất có biến đổi từ thơng qua mạch điện kín gọi dịng điện cảm ứng
(11) = BScos
II HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Thí nghiệm 1:
Thí nghiệm 2:
* Kết luận:
+ Khi từ thơng qua mạch kín biến thiên mạch xuất dòng điện gọi dòng điện cảm ứng. + Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng mạch kín gọi hiện tượng cảm ứng điện từ.
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn khoảng thời gian từ thơng qua mạch kín biến thiên.
(12)III CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ
S N
mA
Lại gần
Ra xa
So sánh chiều dòng điện trường hợp ?
So sánh chiều dòng điện trường hợp ?
Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào yếu tố ?
Chiều dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào yếu tố ?
* Định luật Len –xơ:
Dòng điện cảm ứng có chiều cho từ trường sinh có tác dụng
(13)(14)Ví dụ 5: Xác định chiều dịng điện cảm ứng trường hợp sau
Hình 1 Hình 2 Hình 3
(15)*Ф tăng => xuất ic tạo Bc B
BC
ic
(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)22
N S
9
2
4
6
mA
0:6 mA
= ┴
Số đường sức từ qua ống dây
Nam châm chuyển động lại gần ống dây
I I
Thí nghiệm 1
(23)→ IC ≠ 0
→ qua ống dây tăng giảm
→Chứng tỏ mạch kín phải có nguồn
điện Suất điện động nguồn điện gọi suất điện động cảm ứng
Kết luận: Đưa nam châm lại gần xa ống
dây: số đường sức từ qua ống dây tăng giảm
(24)Nam châm dịch xa ống dây
24
N S
9
2
4
6
mA
0:6 mA
= ┴
Số đường sức từ qua ống dây
I I
Thí nghiệm 2
(25)SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN:
1.1.Định nghĩa :
Suất điện động cảm ứng suất động sinh dịng điện cảm ứng mạch kín
1.2 Định luật Fa-ra-đây :
Công thức suất điện động cảm ứng : Xét độ lớn :
Phát biểu : Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
(26)26
Φ tăng
+
Φ giảm
+
2 QUAN HỆ GIỮA SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG VÀ ĐỊNH LUẬT LEN - XƠ:
ec< 0 ec >0
ic ic
(27)27 3.CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ:
Bản chất tượng cảm ứng điện từ trình
(28)+
S N
Xác định chiều của suất điện động
(29)S
N
(30)Bài tập áp dụng : Một khung dây dẫn hình vng, cạnh 10 cm, đặt cố định từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt khung Trong khoảng thời gian
∆t = 0,05 s, cho độ lớn cảm ứng từ tăng dần từ đến 0,5T Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung.
Suất điện động cảm ứng:
Tóm tắt : S = a2 = 100 cm2 = 10-2 m2
∆t = 0,05 s
∆B = B2 - B1= 0,5T
Độ biến thiên từ thông qua mặt S : ∆Ф = ∆BS = 5.10-3 (Wb)
ec = ?
Giải
V t
ec 0,1
(31)CỦNG CỚ BÀI
Câu1: Từ thơng qua diện tích S tỉ lệ với số đường sức từ qua diện tích
Nói đúng hay sai? Đáp án: Đúng
Câu 2: Công thức xác định từ thơng qua diện tích S
Câu 5: Khi có sự biến thiên từ thơng qua vịng dây kín vịng dây xuất dịng điện
Câu 3: Đơn vị từ thông Wb
Câu 6: Dịng điện xuất có sự biến thiên từ thơng qua mạch điện kín gọi dòng điện cảm ứng
Câu 7: Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng mạch điện kín gọi ………hiện tượng cảm ứng điện từ
Câu 8: Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn tại khoảng thời gian
……… từ thơng qua mạch kín biến thiên
đại lượng B S thay đổi
Câu 4: Từ thông qua khung dây thay đổi
cos
BS
(32)DẶN DÒ: LÀM CÁC BÀI TẬP SAU
Bài 1: Một vịng dây kín, phẳng có diện tích S = 2cm2 đặt từ
trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng khung dây
và có độ lớn 5.10-2T Tính từ thơng qua vịng dây này.
Bài 2: Một khung dây hình vng, cạnh 4cm đặt từ trường đều, đường sức xiên qua bề mặt tạo với pháp tuyến mặt phẳng khung dây góc 60o, từ trường có cảm ứng từ B = 2.10-5T
Hãy xác định từ thơng xun qua khung dây nói trên.
Bài 3: Một khung dây có tiết diện hình trịn bán kính khung dây 20cm, khung dây đặt vng góc với đường sức từ của từ trường có B = 2.10-5T Hãy xác định giá trị từ
thơng xun qua khung dây nói trên.
Bài 4: Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài 25cm, chiều rộng
20cm đặt vuông góc với đường sức từ từ trường B
= 4.10-3T Xác định từ thông xuyên qua khung dây 10-4Wb,
(33)Bài 5: Một vịng dây dẫn kín, phẳng đặt từ trường Trong khoảng thời gian 0,04 s, từ thơng qua vịng dây giảm từ giá trị 6.10-3 Wb Tìm độ lớn suất điện động cảm ứng xuất
trong vòng dây
Bài 6: Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng
đặt từ trường Véctơ cảm ứng từ làm thành với mặt
phẳng khung dây góc 300 có độ lớn 2.10-4 T Người ta làm
cho từ trường giảm đến thời gian 0,01 s Tính độ lớn suất điện động cảm ứng xuất khung dây thời gian từ trường biến đổi
Bài 7: Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban
(34)