Website HOC247 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 ng[r]
Trang 1TỪ THÔNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG KHUNG DÂY
1 Từ thông
Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường: NBScos
Trong đó: : từ thông qua mạch kín (Wb)
S: diện tích của mạch (m2) B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T)
B n,
, n là pháp tuyến của mạch kín N: số vòng dây của mạch kín
- Tùy thuộc vào góc mà từ thông có thể có giá trị âm hoặc dương:
+) khi 0 90 cos 0 thì dương
+) Khi 90 180cos 0 thì âm
+) Khi 90 cos 0 thì 0
+) Khi 0cos 1 thì max BS
+) Khi 180cos 1 thì min BS
2 Suất điện động cảm ứng trong khung dây
+) e là suất điện động cảm ứng (V) C
+)
t
là tốc độ biến thiên từ thông Wb
s
hoặc (V)
Trang 2-Chú ý:
+) Nếu B biến thiên thì S.cos B S.cos B B2 1
Nếu S biến thiên thì B.cos S B.cos S S2 1
Nếu biến thiên thì B S cos B S cos 2cos1
+) Khi nói mặt phẳng khung dây hợp với cảm ứng từ B một góc thì 90
+) Cường độ dòng điện cảm ứng qua mạch kín: C
C e i R
với R là điện trở khung dây
3 Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2 , gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 30° và có độ lớn bằng 2.10 T 4 Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời
gian từ trường biến đổi
Lời giải:
2.10
c
Ví dụ 2: Cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 300 cm2 có trục song song với B của từ
trường đều, B = 0,2 T Quay đều cuộn dây để sau t 0,5s, trục của nó vuông góc với B Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây
Lời giải:
+) Ban đầu:
Trục của vòng dây song song với B nên:1 n B ; 0
Từ thông qua N vòng dây lúc đầu: 1 NBScos1 NB S1
+) Lúc sau:
Trang 3Từ thông qua N vòng dây lúc sau: 2 NBScos2 0
Độ biến thiên từ thông: 2 1 1 NBS
Độ lớn suất điện động: 100.0,2.300.10 4 1,2
0,5
NBS
Ví dụ 3: Một ống dây hình trụ dài gồm N = 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2 Ống dây
có R = 16 , hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ B song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 0,04 T/s Tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây
Lời giải:
Từ thông qua ống dây: NBScos0 NBS
Tốc độ biến thiên từ thông: NBS B
NS
Độ lớn suất điện động trong khung dây:
1000 100.10 0,04 0,4
B
Dòng điện cảm ứng trong ống dây: i c e 0,416 401 A
R
Công suất tỏa nhiệt trên R: 2 1 16 0,012
40
P i R W
Ví dụ 4: Vòng dây đồng 1,75.10 8.m đường kính d = 20 cm, tiết diện S 0 5mm2 đặt vuông góc
với B của từ trường đều Tính độ biến thiên B
t
của cảm ứng từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là
I = 2A
Lời giải:
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn:
2
4
Trang 4Điện trở của vòng dây:
R
Cường độ dòng điện cảm ứng qua vòng dây:
2
0
0
4
S
8 6
4 4.1,75.10 2 0,14
5.10 0,2
t S d
Ví dụ 5: Một khung dây cứng, phẳng diện tích 25cm2, gồm 10
vòng dây Khung dây được đặt trong từ trường đều Khung dây
nằm trong mặt phẳng như hình vẽ Cảm ứng từ biến thiên theo
thời gian theo độ thị như hình bên
a) Tính độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0
đến t = 0,4s
b) Xác định giá trị của suất điện động cảm ứng trong khung
c) Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung
Lời giải:
Trang 5a) Độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t 1 0 đến t 2 0,4s
2 1 2,4.10
Khung dây vuông góc với mặt phẳng khung dây nên: n B ; 0
Độ biến thiên từ thông qua khung dây:
3 4 5
.cos 10 2,4.10 25.10 6.10
Vậy từ thông giảm một lượng 6.10 Wb 5
b) Suất điện động cảm ứng trong khung dây: e c 1,5.10 4 V
t
c) Vì từ thông giảm nên vecto cảm ứng từ Bc cùng chiều với cảm ứng từ B Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng là chiều kim đồng hồ (hình vẽ)
Trang 6Website HOC247 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: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng
các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.
- 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.
II Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS:Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG.
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 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.
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí