Ôn tập Vật lí lớp 11 - Chương 5 Cảm ứng điện từ

 CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Trang 1/25 -

A. ÔN TẬP LÍ THUYẾT I. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1. Từ thông Từ thông là đại lượng đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua bề mặt S của một khung dây có diện tích S và được xác định theo công thức:

Φ=BScosα

Trong đó: α =(B,n); α =(B,n); Φ là từ thông – đơn vị Wb (Vêbe). 2. Hiện tượng cảm ứng điện từ Hiện tượng khi từ thông Φ qua khung dây biến thiên sinh ra trong khung dây một dòng điện cảm ứng iC gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. * Lưu ý: Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông qua mạch biến thiên. 3. Định luật Lenz về chiều dòng điện cảm ứng "Dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín có chiều sao cho từ thông cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín" 4. Suất điện động cảm ứng Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. 5. Định luật Faraday về suất điện động cảm ứng "Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó"

c

ΔΦ e =-N Δt

(Dấu (-) thể hiện về mặt toán học của định luật Lenxơ: theo định luật Lenxơ, công của lực từ tác dụng lên dòng điện cảm ứng bao giờ cũng là công cản; do đó để dịch chuyển một mạch điện trong từ trường ta phải tốn một công bằng về chỉ số nhưng trái dấu với công cản đó).

Để tiện tính toán ta chỉ quan tâm đến độ lớn của suất điện động cảm ứng: c

ΔΦ e =N Δt

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

Xét ví dụ về một mạch có dạng về hình chữ nhật ABCD có một cạnh lưu động CD chuyển động đều với vận tốc v như hình vẽ bên. Qui tắc xác định chiều suất điện động cảm ứng trong mạch có đoạn dây dẫn chuyển động: "Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện (hay chính là chiều của dòng điện cảm ứng)".

Biểu thức: e=Bv sinα

Trong đó: α =(B,v);  là chiều dài của đoạn dây dẫn (m) ; v là vận tốc của đoạn dây (m/s2). Vậy: bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng. * Lưu ý: Các bước xác định dòng điện cảm ứng trong mạch kín - Cách 1: chống lại sự biến thiên từ thông qua mạch + Bước 1: Xác định từ trường bên ngoài theo quy tắc "Vào Nam ra Bắc" + Bước 2: Xác định từ trường do mạch kín sinh ra theo quy tắc "Gần ngược, xa cùng" + Bước 3: Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo qui tắc nắm tay phải. - Cách 2: chống lại sự chuyển động tương đối giữa nam châm và mạch Dựa vào tương tác hút – đẩy giống như nam châm để xác định mặt Nam và mặt Bắc của mạch kín rồi xác định dòng điện cảm ứng trong mạch theo quy tắc “Nam cùng Bắc ngược”.

A

C B

D

ThuVienDeThi.com

 CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Trang 2/25 -

II. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 1. Hiện tượng tự cảm a) Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch kín có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạch đó. b) Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm - Ví dụ 1: Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ. Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ. - Ví dụ 2: Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt. Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đén sáng bừng lên trước khi tắt. 2. Từ thông riêng qua một mạch kín Từ thông riêng của một mạch kín tỉ lệ với dòng điện chạy trong mạch: L.i Trong đó: - Hệ số tự cảm L đặc trưng cho khả năng cảm ứng điện từ của ống dây với sự …