Thực nghiệm chứng tỏ rằng dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong một từ trường biến thiên theo [r]
Trang 1HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI 1,2,3,4,5 TRANG 147,148 SGK LÝ 11:
TỪ THÔNG, CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
A Tóm tắt lý thuyết: Từ thông, cảm ứng điện từ
I TỪ THÔNG
1 Định nghĩa
Giả sử một đường cong phẳng kín (C) là chu vi giới hạn một mặt có diện tích S (giả thiết là
phẳng) (Hình 23.1) Mặt đó được đặt trong một từ trường đều Trên đường vuông góc với mặt phẳng S, ta vẽ vectơ có độ dài bằng đơn vị theo một hướng xác định (tùy ý
chọn), được gọi là vectơ pháp tuyến dương Gọi a là góc tạo bởi và , người ta định
nghĩa từ thông qua mặt S là đại lượng, kí hiệu Φ, cho bởi:
Φ = BS cosα
Công thức định nghĩa trên đây chứng tỏ rằng từ thông là một đại lượng đại số Khi chọn α
nhọn (cosα > 0) thì Φ > 0 và khi α tù (cosα <0) thì Φ < 0 Đặc biệt khi α = 900 (cosα = 0)
thì Φ = 0 Nói cách khác khi các đường sức từ song song với mặt phẳng S thì từ thông qua S bằng 0 Trường hợp riêng khi α = 0 thì:
Φ = BS
2 Đơn vị đo từ thông
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là veebe (Wb) Trong công thức nếu
S = 1m2
B = 1T thì Φ = 1Wb
+ Từ thông là một đại lượng đại số, dấu của từ thông phụ thuộc vào việc chọn chiều của
Thông thường chọn sao cho α là góc nhọn, lúc đó Φ là một đại lượng dương
II HIÊN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Trang 21 Thí nghiệm
+ Thí nghiệm 1: Thí nghiệm gồm một nam châm và một ống dây có mắc một điện kế nhạy để phát triển dòng điện trong ống dây
Khi ống dây và nam châm đứng yên thì trong ống dây không có dòng điện Khi ống dây và
nam châm chuyển động tương đối với nhau thì trong thời gian chuyển động, trong ống dây
có dòng điện
Thí nghiệm cho biết từ trường không sinh ra dòng điện Nhưng khi số đường sức từ qua ống dây thay đổi thì có dòng điện qua ống dây
+ Thí nghiêm 2: Thí ngiệm gồm mạch điện có một cuộn dây được lồng trong vòng dây có
kim điện kế Khi đóng hoặc ngắt mạch điện hoặc dịch chuyển biến trở ( dòng điện trong
mạch thay đổi) thì trong thời gian dòng điện trong mạch thay đổi, trong vòng dây có dòng
điện chạy qua, tức là khi số đường sức từ xuyên qua ống dây biến đổi thì trong vòng dây
xuất hiện dòng điện
2 Kết luận
a) Tất cả các thí nghiệm trên đây đều có một đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C)
biến thiên
b) Kết quả của các thí nghiệm ấy và của nhiều thí nghiệm tương tự khác chứng tỏ rằng:
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng
điện gọi là dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là
hiện tượng cảm ứng điện từ
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên
III.ĐỊNH LUẬT LEN - XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
1 Ta hãy khảo sát quy luật xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín
khi từ thông qua mạch kín ấy biến thiên
Ta quy ước chiều dương trên (C) phù hợp với chiều của đường sức từ của nam châm (hoặc
ống dây điện) qua (C) theo quy tắc nắm tay phải ở trên
Ở thí nghiệm Hình 23.3a, từ thông qua (C) tăng: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều ngược với chiều dương tren (C)
Ở thí nghiệm Hình 23.3b, từ thông qua (C) giảm: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có
Trang 3chiều trùng với chiều dương trên (C)
2 Để dễ dàng so sánh, ta chú ý rằng khi dòng điện cảm ứng xuất hiện thì cũng sinh ra từ
trường, gọi là từ trường cảm ứng Cần phân biệt từ trường cảm ứng với từ trường của nam
châm hay nam châm điện - được gọi là từ trường ban đầu Chiều của từ trường cảm ứng và
chiều dòng điện cảm ứng liên quan chặt chẽ với nhau
3 Quá trình phân tích các kết quả thí nghiệm mô tả trên hình 23.3 và các thí nghiệm tương
tự dẫn tới kết luận sau: Nếu xét các đường sức từ đi qua mạch kín, từ trường cảm ứng
ngược chiều với từ trường ban đầu khi từ thông qua mạch kín tăng và cùng chiều với từ
trường ban đầu khi từ thông qua mạch kín giảm
Nói cách khác: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín
Phát biểu trên là nội dung của định luật Len - Xơ, nó cho phép ta xác định chiều dòng điện
cảm ứng xuất hiện trong mạch kín
4 Trường hợp từ thông qua (C) biến thiên do chuyển động
Khi từ thông qua (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm
ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên
IV DÒNG ĐIỆN FU - CÔ (FOUCAULT)
Thực nghiệm chứng tỏ rằng dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện trong các khối kim loại khi
những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong một từ trường biến
thiên theo thời gian Những dòng điện cảm ứng đó được gọi là dòng điện Fu- cô Dòng điện
Fu- cô là dòng điện cảm ứng nên nó cũng chống lại chuyển động tương đối của khối kim loại
và tác dụng nhiệt làm nóng khối kim loại đó
Dòng Fu - co có thể gây tác dụng có hại ( chẳng hạn, làm nóng máy biến áp) hoặc có lợi (
chẳng hạn, ứng dụng trong bộ phận phanh điện từ của một số ô tô, hoặc dùng để đốt nóng
kim loại trong một số lò tôi kim loại)
B Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5 trang 147,148 sgk Lý 11: Từ thông, cảm ứng điện từ - Chương 5 - Cảm ứng điện từ
Bài 1 trang 147 sgk vật lí 11
Phát biểu các định nghĩa:
Trang 4- Dòng điện cảm ứng;
- Hiện tượng cảm ứng điện từ;
- Từ trường cảm ứng
Hướng dẫn giải:
Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng
điện gọi là dòng điện cảm ứng
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ
Khi dòng điện cảm ứng xuất hiện thì cũng sinh ra từ trường, gọi là từ trường cảm ứng
Bài 2 trang 147 - sgk vật lý 11
Dòng điện Fu - cô là gì?
Hướng dẫn giải:
Dòng điện Phucô hoặc dòng điện xoáy, là hiện tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật
dẫn điện vào trong một từ trường biến đổi theo thời gian hay vật dẫn chuyển động cắt
ngang từ trường
Bài 3 trang 147 - sgk vật lý 11
Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều Hỏi trong trường hợp nào dưới đây,
từ thông qua mạch biến thiên?
A (C) chuyển động tịnh tiến
B (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phằng chứa mạch
C (C) chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với
D (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch
Hướng dẫn giải:
Chọn D Trường hợp khi mạch quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa
mạch thì từ thông qua mạch biến thiên
Bài 4 trang 147 sgk vật lí 11
Mạch kín tròn (C) nằm trong cùng mặt phẳng (P) với dòng điện thẳng I ( Hình 23.8) Hỏi
Trang 5trường hợp nào dưới đây, từ thông qua (C) biến thiên ?
A (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I
B (C) dịch chuyển trong P với vận tốc song song với dòng I
C (C) cố định, dây dẫn thẳng mang dòng I chuyển động tịnh thiến dọc theo chính nó
D (C) quay xung quanh dòng điện I
Hướng dẫn giải:
Chọn A Vì lúc đó từ thông qua (C) tăng hoặc giảm, các trường hợp khác từ thông đều thay
đổi
Bài 5 trang 148 sgk vật lí 11
Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các thí nghiệm dưới đây (Hình 23.9)
a) Nam châm chuyển động ( Hình 23.9a)
b) Mạch (C) chuyển động tịnh tiến (Hình 23.9b)
c) Mạch (C) quay (Hình 23.9c)
Trang 6d) Nam châm quay liên tục (Hình 23.9d)
Hướng dẫn giải:
a) Nam châm ra xa
b) Mạch (C) lại gần
c) Mạch (C) quay, từ thông không đổi, không có dòng điện cảm ứng
d) Từ thông qua khung biến thiên tuần hoàn nên trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều, chiều dòng điện cảm ứng thay đổi tuần hoàn
Trang 7
Website Hoc247.vn cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông
minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và
các trường chuyên danh tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG với đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng
- H2 khóa nền tảng kiến thức luyên thi 6 môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- H99 khóa kỹ năng làm bài và luyện đề thi thử: Toán,Tiếng Anh, Tư Nhiên, Ngữ Văn+ Xã Hội
II Lớp Học Ảo VCLASS
- Mang lớp học đến tận nhà, phụ huynh không phải đưa đón con và có thể học cùng con
- Lớp học qua mạng, tương tác trực tiếp với giáo viên, huấn luyện viên
- Học phí tiết kiệm, lịch học linh hoạt, thoải mái lựa chọn
- Mỗi lớp chỉ từ 5 đến 10 HS giúp tương tác dễ dàng, được hỗ trợ kịp thời và đảm bảo chất lượng học tập
Các chương trình VCLASS:
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 6 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt
thành tích cao HSG Quốc Gia
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
- Hoc Toán Nâng Cao/Toán Chuyên/Toán Tiếng Anh: Cung cấp chương trình VClass Toán Nâng Cao, Toán Chuyên và Toán Tiếng Anh danh cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9
III Uber Toán Học
- Gia sư Toán giỏi đến từ ĐHSP, KHTN, BK, Ngoại Thương, Du hoc Sinh, Giáo viên Toán và Giảng viên ĐH Day kèm Toán mọi câp độ từ Tiểu học đến ĐH hay các chương trình Toán Tiếng Anh, Tú tài quốc tế IB,…
- Học sinh có thể lựa chọn bất kỳ GV nào mình yêu thích, có thành tích, chuyên môn giỏi và phù hợp nhất
- Nguồn học liệu có kiểm duyệt giúp HS và PH có thể đánh giá năng lực khách quan qua các bài kiểm tra độc lập
- Tiết kiệm chi phí và thời gian hoc linh động hơn giải pháp mời gia sư đến nhà
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Online như Học ở lớp Offline
Học Toán Gia Sư 1 Kèm 1 Online