Bài 23. Từ thông. Cảm ứng điện từ

Trang bìa
?
Đặt vấn đề
Giới thiệu bài
Michael Faraday
(1791-1867)
BÀI 23: TỪ THÔNG.
CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa từ thông, ý nghĩa của từ thông.
- Phát biểu được định nghĩa và hiểu được khi nào thì có hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau.
- Phát biểu được định nghĩa, nêu được một số tính chất và ứng dụng của dòng điện Fu-cô.
MỤC TIÊU BÀI HỌC
2. Kỹ năng:
- Tiến hành và thu thập dữ liệu khi làm thí nhiệm.
- Áp dụng công thức tính từ thông để giải một số bài toán đơn giản.
3. Thái độ:
- Nghiêm túc trong việc làm thí nghiệm vật lí.
- Có hứng thú tìm hiểu kiến thức liên quan thực tế.
- Tích cực thảo luận nhóm, hợp tác trong học tập.
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. TỪ THÔNG
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
III. ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
IV. DÒNG ĐIỆN FU - CÔ
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
Làm sao để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó?????
I. TỪ THÔNG
Từ thông là đại lượng đo bằng tích số:
? =BScos?
1. Định nghĩa:
? = BScos?
I. TỪ THÔNG
* Trong đó:
 
Từ thông Φ phụ thuộc vào cảm ứng từ B, diện tích S và góc 
1. Định nghĩa:
Từ thông phụ thuộc vào góc  được thể hiện qua hình ảnh bắt cá bằng giỏ (Với Con cá thể hiện cho đường sức từ, Giỏ thể hiện cho diện tích khung dây (hứng cá))
I. TỪ THÔNG
I. TỪ THÔNG
I. TỪ THÔNG
Đặc điểm:
Từ thông là đại lượng đại số và nó phụ thuộc vào  trong các trường hợp sau:
I. TỪ THÔNG
I. TỪ THÔNG
1. Định nghĩa:
2. Đơn vị đo từ thông:
Trong hệ SI, đơn vị đo từ thông là Vêbe (Wb).
Trong công thức: S = 1m², B = 1 T thì
1Wb=1T.m2
I. TỪ THÔNG
3. Ý nghĩa của từ thông:
Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó.
G
?
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
Một mạch kín (c) hai đầu nối vào điện kế G, đặt trong từ trường của một nam châm, ta chọn chiều dương trên mạch kín (C) phù hợp với chiều của đường sức từ của nam châm theo quy tắc nắm tay phải.
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Ngừng dịch chuyển
NC ra xa ống dây
NC lại gần ống dây
Xuất hiện dòng điện qua ống dây
Kim lệch khỏi vạch 0 theo chiều
Số đường sức từ qua ống dây
Dòng điện trong mạch kín xuất hiện khi nào?
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
a. Thí nghiệm1: (Dùng nam châm vĩnh cửu)
+
-
1. Thí nghiệm:
a. Thí nghiệm1: (Dùng nam châm vĩnh cửu)
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Giảm R
Tăng R
Mở khóa K
Đóng khóa K
Xuất hiện dòng điện qua ống dây
Kim điện kế G lệch khỏi vạch 0
Số đường sức từ qua ống dây
Dòng điện trong mạch kín xuất hiện khi nào?
1. Thí nghiệm:
b. Thí nghiệm 2: (Dùng nam châm điện)
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
+
-
+
-
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
b. Thí nghiệm 2: (Dùng nam châm điện)
+
-
+
-
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm:
b. Thí nghiệm 2: (Dùng nam châm điện)
Dòng điện trong mạch kín xuất hiện
khi nào?
Ф biến thiên
Dòng điện này gọi là dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
1. Thí nghiệm:
2. Kết luận:
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Thí nghiệm của Faraday
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Hãy cho biết trường hợp nào trong mạch có dòng điện cảm ứng.
G
H1
H4
H2
H3
S
N
+
o
G
i
(C)
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.
Chuyển động
* Khi từ thông qua (C) tăng:
Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều ngược với chiều dương trên (C).
III. ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
S
N
+
o
G
i
Chuyển động
(C)
* Khi từ thông qua (C) giảm:
Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều dương trên (C).
III. ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
* KẾT LUẬN:
Nội dung của định luật Len-xơ cho phép ta xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín.
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.
(Từ trường ban đầu là từ trường của nam châm hay nam châm điện.)
III. ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
+
-
N
S
Từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động
III. ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG
1. Dòng điện Fu-Cô là gì?
Từ trường biến thiên
IV. DÒNG ĐIỆN FU – CÔ (FOUCAULT)
Dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng Fu- cô.
Em hãy định nghĩa dòng điện Fu-cô?
1. Dòng điện Fu-Cô là gì?
IV. DÒNG ĐIỆN FU – CÔ (FOUCAULT)
2. Thí nghiệm:
IV. DÒNG ĐIỆN FU – CÔ (FOUCAULT)
Theo định luật Len-xơ , những dòng diện 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 đó gọi là lực hãm điện từ
3. Giải thích:
IV. DÒNG ĐIỆN FU – CÔ (FOUCAULT)
4. Tính chất và ứng dụng:
* Tác dụng hãm của dòng Fu- cô dùng trong chế tạo các dụng cụ điện năng như công tơ điện, phanh điện từ… để hãm chuyển động.
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
4. Tính chất và ứng dụng:
* Tác dụng nhiệt của dòng Fu- cô được ứng dụng trong các lò luyện kim để nấu chảy kim loại…
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Công tơ điện
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Cấu tạo của bếp từ:
Bếp có 1 cuộn dây để tạo ra từ trường biến thiên với tần số cao có thể thay đổi được, ta chỉnh nhiệt độ của bếp bằng cách thay đổi tần số này. Một cách gần đúng có thể coi tất cả từ thông hướng thẳng góc với mặt bếp để xuyên lên đáy nồi như hình bên.

Nguyên tắc hoạt động
Dòng FU-CO này sẽ làm cho vật (đáy nồi) sinh nhiệt tương đối lớn vì ta có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở rất nhỏ, các electron di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập lẫn nhau nên sinh nhiệt, nhiệt lượng sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào : Cường độ từ trường, Tần số từ trường và Diện tích mạch từ (đáy nồi).
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Trường hợp dòng Fu –cô có hại: trong những thiết bị điện như động cơ điện, máy biến áp.
Sự xuất hiện của dòng Fu-cô trong trường hợp này vì sao lại có hại?
Dòng Fu-cô toả nhiệt làm cho thỏi sắt nóng lên có thể làm hỏng máy. Mặt khác dòng Fu-cô chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Đối với động cơ điện nó chống lại sự quay của động cơ, làm giảm công suất của máy.
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Quạt điện
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Dòng Fu- cô làm nóng các lõi sắt trong máy biến thế, các động cơ điện,…làm hao phí điện năng.
Máy bơm nước
Để giảm tác hại của dòng Fu-cô, người ta khắc phục như thế nào?
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (FOUCAULT)
Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong các thí nghiệm sau đây:
a.
b.
c.
d.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sách giáo khoa vật lí 11.
Sách giáo viên vật lí 11.
Trang Web: thuvienvatly.com; Clip.vn.
Phần mềm Adobe Presenter 9.