Cập nhật nội dung chi tiết về Vật Lý 11 Bài 23: Từ Thông Và Cảm Ứng Điện Từ mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Tóm tắt lý thuyết
2.1.1. Định nghĩa
(phi = BScosalpha )
2.1.2. Đơn vị từ thông
(1Wb{rm{ }} = {rm{ }}1T.1{m^2}.)
2.2.1. Thí nghiệm
a) Thí nghiệm 1
b) Thí nghiệm 2
c) Thí nghiệm 3
d) Thí nghiệm 4
2.2.2. Kết luận
a) Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đạc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc (alpha ) thay đổi thì từ thông (phi ) biến thiên.
b) Kết quả của thí nghiệm chứng tỏ rằng:
Định luật Len-xơ: 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 khác của định luật Len-xơ: Khi từ thông qua mạch kín (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
2.4.1. Thí nghiệm 1
2.4.2. Thí nghiệm 2
Một khối kim loại hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây một đầu cố định; trước khi đưa khối vào trong nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng. Nếu chưa có dòng điện vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó.
Nếu có dòng điện đi vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại.
2.4.3. Giải thích
Ở các thí nghiệm trên, khi bánh xe và khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng – những dòng điện Fu-cô.
Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dời, vì vậy khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúng, những lực ấy gọi là lực hãm điện từ.
2.4.4. Tính chất và công dụng của dòng Fu-cô
Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ôtô hạng nặng.
Dòng điện Fu-cô gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Len-xơ trong khối kim loại đặt trong từ trường biến thiên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại.
Trong nhiều trường hợp dòng điện Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại.
Dòng Fu-cô cũng được ứng dụng trong một số lò tôi kim loại
Chuyên Đề Từ Thông, Cảm Ứng Điện Từ, Vật Lí Lớp 11
Từ thông (thông lượng từ trường): là đại lượng đo lượng từ trường đi qua tiết diện kín.
Biểu thức từ thông
[Phi =N.B.Scosalpha ]
Trong đó:
Video về hiện tượng cảm ứng điện từ:
https://youtu.be/S7p5fiIECpc
Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên → trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ do nhà vật lí Michael Faraday (1791 – 1867) tìm ra.
Định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông.
Định luật Farađây về suất điện động cảm ứng
Trong đó:
$E_{c}$: suất điện động cảm ứng (V)
ΔΦ: độ biến thiên từ thông (Wb)
Δt: thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s)
ΔΦ/Δt: gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb/s)
Dấu “-” trong công thức, Faraday đưa vào để giải thích chiều của dòng điện cảm ứng, nó phù hợp với định luật Lenxơ
Video bài giảng từ thông, bài tập từ thông
Bài tập 1. Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích 5 cm 2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1 T. Mặt phẳng vòng dây làm thành với [vec{B}] một góc 30 o. Tính từ thông qua diện tích trên.
α = [(vec{n},vec{B})] = 60 o
Φ = chúng tôi α = 25.10-6 Wb.
Bài tập 2. Một khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10$^{-5 }$Wb. Tính bán kín vòng dây.
α = [(vec{n},vec{B})] = 0 o
Bài tập 3. Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm 2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1 T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 60 o. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây.
α = [(vec{n},vec{B})] = 30 o
Φ = chúng tôi α = 8,7.10-4 Wb.
Bài tập 4. Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó.
Bài tập 5. Một khung dây hình tròn diện tích S = 15cm 2 gồm N = 10vòng dây, đặt trong từ trường đều [vec{B}] hợp với véc tơ pháp tuyến [vec{n}] của mặt phẳng khung dây góc α = 30 o như hình vẽ. Biết B = 0,04T. Tính độ biến thiên từ thông qua khung dây khi
a/ Tịnh tiến đều khung dây trong từ trường
b/ khung dây quay quanh trục MN một góc 180°
c/ khung dây quay quanh trục MN một góc 360°
Bài tập 6. Một khung dây có các tiết diện là hình tròn bán kính khung dây là 20cm, khung dây được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có B = 2/10-5 T. Hãy xác định giá trị của từ thông xuyên qua khung dây nói trên.
Bài tập 7. Một khung dây hình tam giác vuông có độ dài cạnh huyền là 10cm và một cạnh góc vuông là 8cm. Cả khung dây được đưa vào từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với khung dây, từ thông xuyên qua khung dây là 1,2.10-7 Wb, tìm B.
Bài tập 8. Một khung dây hình tròn đường kính d = 10cm, Cho dòng điện I = 20A chạy trong dây dẫn.
a/ Tính cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây.
b/ Tính từ thông xuyên qua khung dây.
Bài tập 9. Một khung dây có chiều dài l = 40cm. Gồm 4000 vòng, cho dòng điện I = 10A chạy trong ống dây
a/ Tính cảm ứng từ B trong ống dây
b/ Đặt đối diện với ống dây một khung dây hình vuông, cạnh a = 5cm, tính từ thông xuyên qua khung dây.
Video qui tắc tay phải 1, qui tắc tay phải 2
Bài tập vận dụng qui tắc tay phải 2
Bài tập 10. Đặt một thanh nam châm thẳng ở gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp:
a/ Đưa nam châm lại gần khung dây.
b/ Kéo nam châm ra xa khung dây.
Bài tập 11. Cho một ống dây quấn trên lỏi thép có dòng điện chạy qua đặt gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ. Cường độ dòng điện trong ống dây có thể thay đổi được nhờ biến trở có có con chạy R. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp:
a/ Dịch chuyển con chạy về phía N.
b/ Dịch chuyển con chạy về phía M.
Bài tập 12. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp sau
Bài tập 13. Hãy xác định cách di chuyển nam châm để dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch như hình.
Bài tập 14. Hãy xác định các cực của nam châm trong các trường hợp sau
Bài tập 15. Cho hệ thống như hình. Khi nam châm đi lên thì dòng điện cảm ứng trong vòng dây sẽ có chiều như thế nào? Vòng dây sẽ chuyển động như thế nào?
Bài tập 16. Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch C khi con chạy của biến trở đi xuống.
Bài tập 17. Một nam châm đưa lại gần vòng dây như hình vẽ. Hỏi dòng điện cảm ứng trong vòng dây có chiều như thế nào và vòng dây sẽ chuyển động về phía nào.
Bài tập 18. Dùng định luật Len-xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong các trường hợp sau
a/ Thanh nam châm rơi đến gần khung dây, sau đó đi qua khung dây và rơi ra khỏi khung dây.
b/ Con chạy của biến trở R di chuyển sang phải.
c/ Đóng khóa k
d/ Khung dây ban đầu trong từ trường hình vuông, sau đó kéo thành hình chữ nhật ngày càng dẹt đi.
e/ Đưa khung dây ra xa dòng điện.
f/ giảm cường độ dòng điện trong ống dây.
Bài tập 19. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây kín ABCD, biết rằng cảm ứng từ B đang giảm dần.
Bài Tập Trắc Nghiệm Vật Lý Lớp 11 Từ Thông
Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 11 Từ thông – Cảm ứng điện từ (Phần 1)
Câu 1. phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về từ thông?
A. biểu thức định nghĩa của từ thông là φ=BScosα
B. đơn vị của từ thông là vêbe (Wb)
C. Từ thông là một đại lượng đại số
D. từ thông là một đại lượng có hướng
Câu 2. Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. từ thông là một đại lượng vô hướng
B. từ thông qua mặt phẳng khung dây bằng 0 khi khung dây dẫn đặt trong từ trường có các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây
C. từ thông qua một mặt kín luôn khác 0
D. Từ thông qua một mặt kín có thể bằng 0 hoặc khác 0
Câu 3. Đơn vị của từ thông có thể là
A. tesla trên mét (T/m)
B. tesla nhân với mét (T.m)
C. tesla trên mét bình phương (T/m 2)
D. tesla nhân mét bình phương (T.m 2)
Câu 4. Cho một khung dây có điện tích S đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ B , α là góc hợp bởi B và pháp tuyến của mặt phẳng khung dây. Công thức tính từ thông qua S là:
A. φ=BScosα B. φ=BSsinα C. φ=BS D. φ=BStanα
Câu 5. từ thông qua khung dây có diện tích S đặt trong từ trường đều đạt giá trị cực đại khi
A. các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây
B. các đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây.
C. các đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 0 o
D. các đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 45 o
Câu 6. Phát biểu nào sau đây không đúng với định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng?
A. nếu từ thông ban đầu qua mạch kín tăng thì từ trường cảm ứng ngược chiều từ trường ban đầu. từ trường cảm ứng sẽ cùng chiều từ trường ban đầu nếu từ thông qua mạch kín giảm
B. 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
C. Khi từ thông qua mạch kín 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
D. Từ trường của dòng điện cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài sinh ra dòng điện cảm ứng
Câu 7. Trường hợp nào sau đây từ thông qua vòng dây dẫn (C) biễn thiên?
A. Vòng dây ( C) đứng yên, nam châm chuyển động xuống dười
B. Nam châm và vòng dây dẫn ( C) cùng chueyenr động đều từ dưới lên trên với vận tốc v
C. Nam châm và vòng dây dẫn ( C) cùng chuyển động đều từ trên xuống dưới với vận tốc v
D. Nam châm và vòng dây dẫn ( C) đứng yên
Câu 8. Một khung dây hình tròn có diên tích S=2cm2 đặt trong từ trường có cảm ứng từ B=5.10-2 T, các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Từ thông qua mặt phẳng khung dây là
A. 10-1Wb B. 10-2Wb C. 10-3Wb D. 10-5 Wb
Câu 9. một khung dây hình vuông, cạnh dài 4cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=2.10-5 T, các đường sức từ hợp với pháp tuyến của mặt phẳng khung dây góc 600. Từ thông qua mặt phẳng khung dây là
A. 1,6.10-6Wb B. 1,6.10-8Wb C. 3,2.10-8Wb D, 3,2.10-6 Wb
Câu 10. một khung dây hình vuông có cạnh dài 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=4.10-5 T, mặt phẳng khung dây tạo với các đường sức từ một góc 30o. từ thông qua mặt phẳng khung dây nhận giá trị nào sau đây?
A. 5.10-8Wb B. 5.10-6Wb C. 8,5.10-8Wb D. 8,5.10-6 Wb
Hướng dẫn giải và đáp án
Câu 5: A
Vì φ=BScosα cực đại khi α=0. Khi đs các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây
Câu 8: D
Câu 10: A
Từ khóa tìm kiếm:
Suất Điện Động Cảm Ứng, Công Thức Định Luật Faraday Về Cảm Ứng Điện Từ Và Bài Tập
Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu suất điện động cảm ứng là gì? Công thức định luật Fa-ra-đây (Faraday) về dòng điện cảm ứng được viết ra sao? Suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ (Lenz) có mối quan hệ như thế nào?
I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín
– Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
– Áp dụng định luật Len-xơ, công của ngoại lực sinh ra để gây ra biến thiên từ thông trong mạch là:
– Trong đó: e c suất điện động cảm ứng (tương tự như điện năng do một nguồn điện sinh ra)
* Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luận Len-xơ
* Sự xuất hiện dấu “-” trong công thức suất điện động cảm ứng là phù hợp với định luật Len-xơ.
– Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín.
– Nếu tăng thì e c <0: Chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều dòng điện trong mạch.
III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ
– Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng.
– Như vậy, bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.
IV. Bài tập Suất điện động cảm ứng
* Bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11: Phát biểu các định nghĩa:
– Suất điện động cảm ứng.
– Tốc độ biến thiên của từ thông.
° Lời giải bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11:
◊ Suất điện động cảm ứng
– Là suất điện động gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
– Dấu (-) trong công thức là phù hợp với định luật Len-xơ, ΔΦ là độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong thời gian Δt.
* Bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11: Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ.
° Lời giải bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11:
◊ Hiện tượng cảm ứng điện từ là cơ sở:
– Chế tạo máy phát điện một chiều, xoay chiều.
– Chế tạo máy biến thế.
– Chế tạo động cơ không đồng bộ 3 pha,…
Khi một mặt kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đổi chiều 1 lần trong
A.Một vòng quay.
B.2 vòng quay.
C.1/2 vòng quay.
D.1/4 vòng quay.
° Lời giải bài 3 trang 152 SGK Vật Lý 11:
◊ Chọn đáp án: C. 1/2 vòng quay.
– Giả sử, ban đầu từ thông qua mạch bằng không.
⇒ Như vậy suất điện động cảm ứng trong mạch sẽ đổi chiều một lần trong 1/2 vòng quay.
* Bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11: 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=5Ω.
° Lời giải bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11:
– Độ biến thiên từ thông qua mạch kín:
– Kết luận: Tốc độ biến thiên của từ trường là 10 3 (T/s).
* Bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11: Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a=10cm, đặt cố định trong một từ trường đềucó vectơ cảm ứng từ vectơ B vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian Δt=0,05s; cho độ lớn của vectơ B tăng từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.
° Lời giải bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11:
– Suất điện động cảm ứng trong khung:
– Kết luận: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là 0,1 (V).
° Lời giải bài 6 trang 152 SGK Vật Lý 11:
Cho (C) quay đều xung quanh trục ∆ cố định đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là ω không đổi ⇒ α(t) = ωt.
⇒ Từ thông tại thời điểm t: Φ(t) = BScosωt
Bạn đang đọc nội dung bài viết Vật Lý 11 Bài 23: Từ Thông Và Cảm Ứng Điện Từ trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!