Tự học Lý lớp 10 lần 2, tự học Lý lớp 11 lần 2, tự học Lý lớp 12 lần 2

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra... trong mạch kín. qua mạch kín đó. Cuộn dây được đặt trong từ trường đều và mặt phẳng cuộn dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Tìm[r]

CHƯƠNG V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ BÀI 23: TỪ THÔNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I/ TỪ THÔNG

1/ Định nghĩa

 Xét một mặt phẳng S đặt trong B

 Vẽ vecto n của S

 Gọi  là góc hợp bởi

Từ thông (cảm ứng từ qua diện tích S) được định nghĩa là: Chú ý: - 0o <  < 90o cos

- 90o <  < 180o cos

-  = 0o cos

-  = 90o cos

2/ Đơn vị của từ thông

II/ HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1/ Thí nghiệm a) Thí nghiệm 1: Cho Nam châm SN dịch chuyển lại gần vòng dây (C)  kim điện kế ,

chứng tỏ trong (C) xuất hiện

b) Thí nghiệm 2: Cho Nam châm SN dịch chuyển ra xa vòng dây (C)  kim điện kế ,

chứng tỏ trong (C) xuất hiện

c) Thí nghiệm 3: Cho Nam châm SN đứng yên, dịch chuyển vòng dây lại gần hoặc ra xa nam châm 

d) Thí nghiệm 4: Thay nam châm SN bằng một nam châm điện  Kim điện kế

2/ Kết luận - Mỗi khi qua mạch (C) thì trong mạch kín (C) xuất hiện gọi là

- Hiện tượng xuất hiện trong (C) gọi là hiện tượng

- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong từ thông qua mạch kín

III/ ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DỊNG ĐIỆN CẢM ỨNG

1/ Phát biểu định luật:

Dịng điện xuất hiện trong mạch kín cĩ sao cho

cĩ tác dụng sự biến thiên của ban đầu qua mạch kín 2/ Cách xác định chiều dịng điện cảm ứng - Xác định chiều của

- Suy ra chiều của từ trường cảm ứng + Từ thơng  tăng : và chiều + Từ thơng  giảm : .và chiều - Sử dụng quy tắc xác định chiều của dịng điện cảm ứng iC 3/ Áp dụng : Xác định chiều dịng điện cảm ứng a) Đưa nam châm lại gần vịng dây b) Cho dịng điện I giảm IV/ DỊNG ĐIỆN FU-CƠ SGK trang 145 CỦNG CỐ 1/ Một hình vuông cạnh 5 cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4 T Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb Tính góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến với hình vuông đó

2/ Một hình chữ nhật kích thước 2 cm  4 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4 T Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng một góc 300 Tính từ thông qua hình chữ nhật đó

BÀI TẬP

1 Áp dụng định luật Lenxơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD trong các trường hợp sau đây:

a.Kéo dãn khung dây

ABCD (biết lúc đầu khung hình

vuông)

b.Thanh nam châm rơi theo

phương thẳng đứng

c Đưa khung dây ra xa dây dẫn thẳng mang dòng điện I

2/ Đóng khóa K Tìm chiều dòng điện cảm ứng trong khung ABCD

K

A B

D C

3/ Di chuyển con chạy của biến trở R sang phải Xác định chiều dòng điện trong khung ABCD

R A B

D C

4/ Khung dây có N = 10vòng giới hạn bởi diện tích S = 5cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng

từ B = 0,1T Mặt phẳng khung dây làm với vecto B một góc 30o Tính từ thông qua diện tích S

ĐS: 2,5.10-4 Wb

5/ Khung dây hình tròn diện tích S = 10 cm2 có 20 vòng Khung đặt trong từ trường đều có B vuông góc với khung và B = 0,03T Quay khung 180o xung quanh một đường kính của khung Tính độ biến thiên từ thông qua khung

6/ Một ống dây gồm 80 vòng, đường kính ống d = 8cm đặt trong từ trường đều B = 0,05T Trục ống dây trùng với cảm ứng từ B

a) Tính từ thông qua ống dây

b) Cho ống quay đều quanh trục quay vuông góc với trục ống dây một góc 180o thì từ thông sẽ thay đổi một lượng là bao nhiêu?

C

D

C

D

S

N

C

D

I

(c)

Heinrich Friedrich Emil Lenz

(12 tháng 2 năm 1804 – 10 tháng 2 năm 1865) là một nhà vật lý học

người Đức - Nga - Estonia, ông nổi tiếng hơn cả vì đã viết ra Định

luật Lenz trong điện động lực học vào năm 1833

Tiểu sử

Nhà vật lý học Heinrich Friedrich Emil Lenz chào đời tại Dorpat

(nay là Tartu), xứ Livonia thuộc Đế quốc Nga Sau khi hoàn tất việc

học Trung học vào năm 1820, ông học hóa học và vật lý tại Trường

Đại học Dorpat Ông đồng hành với nhà hàng hải Otto von

Kotzebue trong chuyến du hành vòng quanh thế giới lần thứ ba của

ông này, từ năm 1823 cho đến năm 1826 Trong chuyến đi, Heinrich Lenz đã học về điều kiện khí hậu và tính chất vật lý của nước biển Kết quả của chuyến đi này đã được ghi nhận trong tác phẩm

"Những ký ức của Viện Hàn lâm Khoa học Sankt-Peterburg"

Sau chuyến đi này, Heinrich Lenz bắt đầu làm việc tại Trường Đại học Sankt-Petrburg, nước Nga, tại đây ông làm Chủ nhiệm khoa Toán học và Vật lý từ năm 1840 đến năm 1863, và trở thành Hiệu trưởng từ năm 1863 tới khi qua đời năm 1865 Heinrich Lenz bắt đầu nghiên cứu Điện

từ học vào năm 1831 Ngoài định luật được đặt theo tên ông, ông cũng nghiên cứu độc lập mà phát hiện ra Định luật Joule–Lenz vào năm 1842 Để ghi nhớ nỗ lực của ông đối với định luật, người ta gọi là "Định luật Joule-Lenz", cũng được đặt theo tên của nhà vật lý học người Anh James Prescott Joule

Trong chuyến đi Ý vào năm 1865, tình hình sức khỏe của nhà vật lý học Heinrich Friedrich Emil Lenz trở nên tồi tệ, và ông qua đời tại Roma vào ngày 10 tháng 2 năm ấy

Bài 24: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG

I/ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN

1/Định nghĩa

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra trong mạch kín

2/ Định luật Faraday

Độ lớn của xuất hiện trong mạch kín với tốc độ qua mạch kín đó

Dấu “-” phù hợp với định luật Lenz

Nếu tính về độ lớn thì: |e C |

t





Trong đó: e C: suất điện động cảm ứng (V)

 = 2 - 1 : độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb)

t : khoảng thời gian biến thiên (s)

II/ BÀI TOÁN

1/ Một cuộn dây phẳng có 100 vòng, bán kính cuộn dây là 0,1m Cuộn dây được đặt trong từ trường đều và mặt phẳng cuộn dây vuông góc với các đường cảm ứng từ Lúc đầu cảm ứng từ của từ trường có giá trị 0,2 T Tìm suất điện động cảm ứng trong cuộn dây nếu trong khoảng thời gian 0,1s

a) Cảm ứng từ của từ trường tăng đều lên gấp đôi

b) Cảm ứng từ của từ trường giảm đều đặn đến 0

Đáp số : a = 6,3 V ; b = 6,3 V

2/ Một cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 30cm2 có trục song song với vectơ cảm ứng từ của một từ trường đều B = 0,2(T) Tìm suất điện động cảm ứng trong cuộn dây nếu

a Cảm ứng từ của từ trường tăng đều lên gấp đôi trong 0,2s

b Quay đều cuộn dây để sau thời gian 0,5s trục của nó vuông góc vectơ cảm ứng từ Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây

ĐS: a b 1,2V 3/ (4/152sgk) Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i = 2A và điện trở của mạch r = 5

ĐS: 103 T/s 4/ Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức của một từu trường đều có độ lớn 0,01T Khung quay đều trong thời gian t = 40s đến vị trí vuông góc với các đường sức từ Xác định chiều và độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung

ĐS: 5.10-6 V

5/ Một ống dây hình trụ dài gồm 1000 vòng, diện tích mỗi vòng 100cm2 Ống dây có điện trở R =

16 Hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong một từ trường đều có vecto cảm ứng từ song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 4.10-2 T/s Tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây

ĐS: 10-2 W 6/ Một cuộn dây tròn có đường kính 6cm gồm 200 vòng đặt trong một từ trường đều có vecto cảm ứng từ song song với trục của cuộn dây Điện trở của cuộn dây là 100 Tính công suất tỏa nhiệt trên cuộn dây Biết rằng tốc độ biến thiên của từ trường là 0,8T/s

ĐS:

7/ Một vòng dây dẫn có diện tích S = 100cm2 nối vào một tụ điện có điện dung C = 200F được đặt trong một từ trường đều có vecto cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây, có

độ lớn tăng đều 5.10-2 T/s Tính điện tích của tụ điện

ĐS: 10-7 C

8/ Một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn gồm N vòng, mỗi vòng có bán kính R = 10cm, mỗi mét dài của dây có điện trở r = 0,5 Cuộn dây được đặt trong từ trường đều có vecto cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây và có độ lớn B = 10-3 T giảm đều đến 0 trong thời gian t = 10-2s Tính cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây

ĐS: 0,01A

9/ Một ống dây dẫn hình trụ dài gồm 1000 vòng, mỗi vòng có đường kính d = 10cm Dây dẫn có tiết diện S = 0,4mm2, điện trở suất  = 1,75.10-8m Ống dây đặt trong một từ trường đều có vecto cảm ứng từ song song với trục hình trụ, có độ lớn tăng đều với thời gian theo quy luật

B/t = 5.10-2 T/s

a) Nối hai đầu ống dây với một tụ điện có C = 10-4F Tính năng lượng của tụ điện

b) Nối đoản mạch hai đầu ống dây, tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây

ĐS: a) 30,8.10-8 J b) 44,8.10-4W

10/ Cuộn dây có 1000vòng, đường kính 10cm có trục // B Dây dẫn có tiết diện 0,2mm2 , điện trở suất  = 2.10-8m Tốc độ biến thiên của từ trường là 0,2 T/s

a) Nối hai đầu dây với tụ điện C = 1 F Tính điện tích của tụ

b) Nối hai đầu dây với nhau Tính dòng điện cảm ứng trong mạch và công suất nhiệt trong cuộn dây

ĐS: a) 1,57.10-6 C b) 0,05A, 8.10-2W

Bài 25: TỰ CẢM

I/ CÔNG THỨC

1/ Từ thông riêng của một mạch kín

 = Li Với L : gọi là độ tự cảm (phụ thuộc vào và của mạch kín (C)), đơn vị:

 Độ tự cảm:

2 7

4 10 N

l

 



Chú ý: Nếu ống dây có một lõi sắt thì:

2 7

l

  

2/ Hiện tượng tự cảm

a/ Định nghĩa

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng xảy ra trong một mạch có

mà sự biến thiên qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của dòng điện trong mạch

b/ Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm

SGK trang 154

3/ Suất điện động tự cảm e tc L i

t



 



Nếu tính độ lớn: e tc L i

t





 (V)

4/ Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm

W 1 2

2Li

II/ BÀI TẬP

1/ a Tính độ tự cảm của một ống dây dài 30cm, đường kính 2cm, có 1500 vòng dây

b Cho biết khoảng thời gian 0,01s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đều đặn từ 1,5A đến 0 Tính suất điện động cảm ứng trong ống dây

Đáp số : a L= 3.10-3H ; b 0,45V

2/ Một ống dây dẫn có chiều dài l = 1m có một lớp vòng dây, các vòng dây quấn sát nhau, bán kính

mỗi vòng r = 5cm, dây dẫn có đường kính d = 1mm và có  = 10-6m Tính:

a Điện trở của ống dây

b Độ tự cảm của ống dây

c Khi dòng điện qua ống dây giảm đều từ I1 = 2 (A) đến I2 = 0 (A) trong khoảng thời gian 0,1 s thì suất điện động tự cảm trong mạch bằng bao nhiêu?

ĐS: a 400; b 0,01 (H); c 0,2 V

3/ Một ống dây dài l = 30cm, có N = 500 vòng, mỗi vòng có diện tích s = 10 cm2 có dòng điện 1A

a) Tính độ tự cảm L của ống dây

b) Tính năng lượng từ trường của ống dây