Bài 23. Từ thông. Cảm ứng điện từ

Bài23:
TỪ THÔNG.
CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
KIỂM TRA BÀI CŨ
CÂU HỎI 1:
-Lực Lo-ren-xơ là gì?
-Nêu đặc điểm của lực Lo-ren-xơ.
- Lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường gọi là lực Lo- ren-xơ
- Đặc điểm của lực Lo-ren-xơ:
+ Điểm đặt: đặt lên điện tích đang xét.
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa véctơ vận tốc và véctơ cảm ứng từ.
+ Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái
* Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều của véc tơ vận tốc nếu q > 0 và ngược chiều với véc tơ vận tốc khi q < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra.
+ Độ lớn:
KIỂM TRA BÀI CŨ
CÂU HỎI 2:
Trong một từ trường đều có chiều từ trong ra ngoài, một điện tích âm chuyển động theo phương ngang, chiều từ trái sang phải. Nó chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ có chiều:
A. từ dưới lên trên
B. từ trên xuống dưới
C. từ trong ra ngoài
D. từ trái sang phải
Minh hoạ
Thí nghiệm trên mô tả hiện tượng gì trong Vật lý?
Để hiểu rõ hiện tượng này, chúng ta tìm hiểu Bài học 23
Bài 23 T? THƠNG. C?M ?NG DI?N T? (Ti?t 1)
I. Từ thông
1. Định nghĩa.
Giả sử một đường cong phẳng kín (C) giới hạn một phần mặt phẳng có diện tích S đặt trong một từ trường đều có véctơ Cảm ứng từ hợp với véctơ pháp tuyến của mặt phẳng một góc .
Đại lượng : gọi là từ thông qua diện tích S
 = BScos
Từ thông là gì?
Từ biểu thức định nghĩa, với B,S không đổi thì giá trị của
từ thông  phụ thuộc vào đại lượng nào?
- Từ thông là một đại lượng đại số phụ thuộc vào góc :
+ Khi  nhọn => cos >0 => >0
+ Khi  tù => cos <0 > < 0
+ Khi =>cos = 0 =>  = 0
(các đường sức từ song song với mặt S)
+ khi  = 0 => = BS
2. Đơn vị từ thông
- Trong hệ SI, đơn vị từ thông là Wb (vêbe)
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
1. Thí nghiệm
- Một mạch kín (C) hai đầu nối vào điện kế G(có nhiệm vụ xác định chiều và cường độ dòng điện) đặt trong từ trường của một nam châm SN
- Chiều dương của mạch (C) được xác định theo quy tắc nắm tay phải: Đặt ngón tay cái nằm theo chiều của đường sức từ thì chiều của các ngón tay kia khum lại chỉ chiều dương trên mạch.
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
a. Thí nghiệm 1
Giải thích sự biến thiên từ thông qua mạch(C). Kết quả của thí nghiệm?
- Khi Nam châm dịch chuyển lại gần mạch kín (C) thì số lượng đường Cảm ứng từ xuyên qua (C) càng tăng nên từ thông qua mạch càng tăng
- kết quả: trong (C) xuất hiện dòng điện
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
b. Thí nghiệm 2
Giải thích sự biến thiên từ thông qua mạch(C). Kết quả của thí nghiệm?
- Khi Nam châm dịch chuyển ra xa mạch kín (C) thì số lượng đường Cảm ứng từ xuyên qua (C) giảm dần nên từ thông qua mạch giảm
- kết quả: trong (C) xuất hiện dòng điện ngược chiều với thí nghiệm 1
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
c. Thí nghiệm 3.1
-Sự biến thiên từ thông và dòng điện trong mạch (C) tương tự
như thí nghiệm 1
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
c. Thí nghiệm 3.2
-Sự biến thiên từ thông và dòng điện trong mạch (C) tương tự
như thí nghiệm 2
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
c. Thí nghiệm 3.3
Nếu cho (C) quay quanh một trục song song với mặt phẳng chứa mạch hoặc làm biến dạng (C) thì trong (C) có xuất hiện dòng điện không?
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
d. Thí nghiệm 4.1
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
d. Thí nghiệm 4.2
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
(a)
(b)
Mô tả và giải thích thí nghiệm Fa-ra-đây trên hình (a) và (b)?
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Giải thích thí nghiệm (a)
Mô tả:
Khi K ngắt, kim điện kế G không bị lệch
Khi K đóng , kim điện kế G bị lệch => chứng tỏ trong ống dây (1) có dòng điện
1
2
Giải thích hiện tượng:
- Khi K ngắt ống dây (2) không có dòng điện chạy qua => không có sự biến thiên từ thông qua ống dây (1) nên không xuất hiện dòng điện. Vì vậy kim điện kế G không lệch.
- Khi K đóng, ống dây (2) có dòng điện chạy qua =>ống dây (2) trở thành NC điện gây từ trường xuyên qua ống dây (1) nên từ thông qua ống dây(1) tăng lên => xuất hiện dòng điện trong ống dây(1). Vì vậy kim điện kế G bị lệch.
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Giải thích thí nghiệm (b)
Mô tả:
Khi chưa dịch chuyển con chạy của biến trở, kim điện kế G không bị lệch
Khi dịch chuyển con chạy của biến trở kim điện kế G bị lệch => chứng tỏ trong ống dây (1) có dòng điện
1
2
Giải thích hiện tượng:
- Khi chưa dịch chuyển con chạy của biến trở, từ trường của ống dây (2) không đổi nên từ thông qua ống dây (1) không đổi => không có dòng điện chạy qua ống dây (1) => kim điện kế G không lệch.
- Khi dịch chuyển con chạy của biến trở, làm thay đổi cường độ dòng điện trong ống dây (2)=> làm cho từ trường của ống dây (2) thay đổi => từ thông qua ống dây (1) thay đổi => ống dây (1) xuất hiện dòng điện => kim điện kế G bị lệch.
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Các thí nghiệm trên có chung một đặc điểm gì?
- Khi nào trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện ? Dòng điện xuất hiện trong các thí nghiệm và hiện tượng mô tả trong các thí nghiệm trên có tên gọi là gì?
Trên cơ sở của các thí nghiệm trên, hãy cho biết:
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
2. kết luận
- Trong tất cả các thí nghiệm trên có đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên.
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng.
- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi từ thông qua mạch kín biến thiên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Dòng điện cảm ứng: mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện cảm ứng
- Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi từ thông qua mạch kín biến thiên.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
CỦNG CỐ KIẾN THỨC
CỦNG CỐ KIẾN THỨC
Bài 1: Từ thông qua một mạch kín (C) có diện tích S không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
A. độ lớn của Cảm ứng từ
B. diện tích đang xét
D. góc giữa pháp tuyến và véc tơ Cảm ứng từ
C. nhiệt độ môi trường
Bài 2:Cho véctơ pháp tuyến của diện tích S vuông góc với các đường sức từ. Khi độ lớn của cảm ứng từ tăng hai lần thì từ thông:
A. bằng 0
B. tăng 2 lần
C. giảm 2 lần
D. Tăng 4 lần