09:28:1816/03/2021
Ở bài trước, các em đã biết có thể dùng nam châm để tạo ra dòng điện cảm ứng ở cuộn dây dẫn kín trong những điều kiện khác nhau: khi thì dùng nam châm vĩnh cửu, khi lại dùng nam châm điện, lúc thì để nam châm đứng yên, lúc lại để nam châm chuyển động. Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng không phụ thuộc vào loại nam châm hoặc trạng thái chuyển động của nó.
Vậy điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là gì? chúng ta cùng tìm lời giải đáp qua bài viết này.
I. Sự biến đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây.
- Khi đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa đầu một cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng hoặc giảm [biến thiên].
II. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín
- Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên.
* Hay có thể hiểu cụ thể như sau:
- Khi mạch điện kín hay một phần mạch điện kín chuyển động trong từ trường và cắt các đường cảm ứng từ.
- Khi mạch điện kín không chuyển động trong từ trường nhưng từ trường xuyên qua mạch điện đó là từ trường biến thiên [biến đổi theo thời gian].
III. Câu hỏi vận dụng
* Câu C5 trang 89 SGK Vật Lý 9: Hãy vận dụng kết luận trong bài để giải thích vì sao khi quay núm của đinamô thì đèn xe đạp lại sáng.
* Lời giải:
- Khi quay núm của Đinamô, nam châm trong Đinamô quay theo. Khi một cực của nam châm lại gần cuộn dây, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng, lúc đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Khi cực đó của nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây giảm, lúc đó cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng này làm cho đèn xe đạp sáng.
* Câu C6 trang 89 SGK Vật Lý 9: Hãy giải thích vì sao khi cho nam châm quay như ở hình 31.4 SGK thì trong cuộn dây dẫn kín lại xuất hiện dòng điện cảm ứng.
* Lời giải:
- Khi cho nam châm quay thì một cực của nam châm [giả sử cực Bắc lại gần cuộn dây, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng, lúc đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Sau đó cực Bắc của nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây giảm, lúc đó cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Đến đây các em đã có thể dễ dàng trả lời được được câu hỏi: Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là gì? Đó chính là số đường sức từ xuyên qua tiết điện S của cuộn dây đó biến thiên.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập
Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi:
Có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
Khi nào thì dòng điện cảm ứng trong một cuộn dây dẫn kín đổi chiều?
Thiết bị nào sau đây hoạt động bằng dòng điện xoay chiều?
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Bước 1: Xác định từ trường ban đầu [từ trường của nam châm] theo quy tắc "Vào nam [S] ra Bắc [N]"
Bước 2: Xác định từ trường cảm ứng Bc→ do khung dây sinh ra theo định luật Len-xơ.
+ Xét từ thông qua khung dây tăng hay giảm
+ Nếu Φ tăng thì Bc→ ngược chiều B→, nếu Φ giảm thì Bc→ cùng chiều B→.
+ Quy tắc chung: gần ngược – xa cùng. Nghĩa là khi nam châm hay khung dây lại gần nhau thì Bc→ và B→ ngược. Còn khi ra xa nhau thì Bc→ và B→ ngược
Bước 3: Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo qui tắc nắm tay phải.
Quảng cáo
Ví dụ 1: 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 khi đưa nam châm lại gần khung dây.
Hướng dẫn:
Khi đưa nam châm lại gần khung dây, từ thông qua khung dây tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ngoài [để chống lại sự tăng của từ thông qua khung dây] nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ B đến A [xác định nhờ quy tắc nắm tay phải].
Ví dụ 2: 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 khi kéo nam châm ra xa khung dây.
Quảng cáo
Hướng dẫn:
Khi đưa nam châm ra xa khung dây, từ thông qua khung dây giảm, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ngoài [để chống lại sự giảm của từ thông qua khung dây] nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ A đến B.
Quảng cáo
Ví dụ 3: 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 1: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây kín ABCD, biết rằng cảm ứng từ B đang giảm dần.
+ Vì cảm ứng từ B đang giảm nên từ thông giảm, do đó cảm ứng từ Bc→ phải cùng chiều với cảm ứng từ B→.
+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có chiều cùng với chiều kim đồng hồ.
Bài 2: 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?
+ Cảm ứng từ của nam châm có chiều vào S ra N
+ Vì nam châm đang lại gần nên cảm ứng từ cảm ứng Bc→ ngược chiều với cảm ứng từ B→ của nam châm ⇒ cảm ứng từ Bc→ có chiều từ phải sang trái
+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có chiều như hình vẽ.
+ Cảm ứng từ cảm ứng của khung dây có chiều vào mặt Nam ra ở mặt bắc ⇒ mặt đối diện của khung dây với nam châm là mặt bắc
+ Vì cực bắc của nam châm lại gần mặt bắc của vòng dây nên vòng dây bị đẩy ra xa.
Bài 3: 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?
+ Từ trường do nam châm sinh ra có chiều vào S ra N [chiều từ trên xuống dưới]
+ Nam châm đang đi ra xa nên từ trường cảm ứng Bc→ do khung dây sinh ra có chiều cùng chiều với chiều của từ trường B→ của nam châm từ trên xuống.
+ Áp dụng quy tắc nắm tay phải suy ra chiều dòng điện cảm ứng như hình.
+ Cảm ứng từ do khung dây sinh ra [cảm ứng từ cảm ứng] có chiều đi vào mặt nam và ra ở mặt bắc.
+ Vì mặt nam của khung dây đối diện với cực bắc của nam châm nên chúng sẽ hút nhau do đó khung dây chuyển động lên trên.
Bài 4: 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?
+ Dòng điện trong mạch điện chạy từ M đến N có chiều từ cực dương sang cực âm nên cảm ứng từ B→ do dòng điện chạy trong mạch MN gây ra trong mạch kín C có chiều từ trong ra ngoài.
+ Khi con chạy biến trở đi xuống thì điện trở giảm nên dòng điện tăng ⇒ cảm ứng từ B tăng nên từ thông qua mạch C tăng ⇒ cảm ứng từ cảm ứng Bc→ phải ngược chiều với B→.
+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có chiều cùng với chiều kim đồng hồ.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
hien-tuong-cam-ung-dien-tu.jsp