Bài 31. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Giáo viên: Phan Đức
Trường THPT Bắc Đông Quan
Kiểm tra
Câu 1:
Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường có phương chiều như thế nào?
Câu 2 :
Hạt mang điện tự do trong kim loại là hạt gì? Mang điện tích gì?
Câu 3:
Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng?
1. Thí nghiệm
- Một thanh kim loại CD đặt trên hai ray, trượt dễ dàng trên hai ray.
- Hai thanh ray kim loại đặt nằm ngang, một đầu của chúng nối với một điện kế.
- Hệ thống đặt trong một từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
C
D
a. Dụng cụ:
b. Hiện tượng:
Khi thanh CD trượt vuông góc với các thanh ray thì kim điện kế bị lệch. Suy ra trong mạch có dòng điện.
c. Giải thích:
Khi thanh CD chuyển động, các electron tự do trong thanh cũng chuyển động theo do đó chúng bị lực Lorenxơ tác dụng. Lực này kéo các electron tự do chuyển động về một đầu của thanh (đầu C). Đầu C thừa electron mang điện âm, đầu D thiếu electron mang điện dương. Giữa hai đầu C và D có một sđđ cảm ứng. Vì mạch là kín nên sđđ này sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch.
2. ChiỊu cđa d�ng �iƯn c�m �ng trong thanh
Tuân theo quy tắc bàn tay phải
Nội dung quy tắc
Đặt bàn tay phải hứng lấy các đường cảm ứng từ
Ngón tay cái choãi 900 chỉ chiều chuyển động của thanh
V
D
C
Thì chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều của dòng điện cảm ứng trong thanh
I
3. Suất điện động cảm ứng trong thanh
a. Xác định bằng công thức chung
Trong đó:
C
D
C`
D`
DS
t1
t2
- DF lµ tõ th«ng thanh quÐt ®­îc khi chuyÓn ®éng.

DF = B.DS
DS lµ diÖn tÝch h×nh ch÷ nhËt CC’D’D thanh quÐt ®­îc khi chuyÓn ®éng tõ thêi ®iÓm t1 ®Õn thêi ®iÓm t2.
- Dt là khoảng thời gian thanh CD chuyển động.
E
t
D
DF
=
b. Công thức riêng
C
D
C`
D`
DS
t1
t2
l
a
- Ta có:
- Gọi: l là chiều dài thanh CD
- Ta lại có:
E =
=
=
a
Dt
= v
Do đó: E = Bvl
a là quãng đường di chuyển của thanh
c
D
B
v

* Tóm lại:
- Khi một thanh kim loại (đoạn dây dẫn) chuyển động cắt các đường cảm ứng từ thì ở hai đầu thanh xuất hiện suất điện động cảm ứng. Lúc này thanh kim loại đóng vai trò như một nguồn điện, lực Lorenxơ tác dụng lên các el đóng vai trò lực lạ.
- Công thức tính suất điện động cảm ứng trong thanh:
t
S
B
D
D
=
E
Hoặc E = Bvl sin?
C
D
4. Máy phát điện
* Cấu tạo:
Bộ phận tạo ra từ trường (nam châm)
Bộ phận tạo ra dòng điện (khung dây)
Bộ phận đưa dòng điện ra ngoài (bộ góp)
*Hoạt động: Cho khung dây quay quanh trục của nó thì từ thông qua khung biến thiên, trong khung xuất hiện êsuaats điện động cảm ứng. Bộ góp giúp đưa dòng điện ra ngoài.
* Tuỳ theo cấu tạo của bộ góp mà ta có thể thu được dòng điện xoay chiều hoặc một chiều ở mạch ngoài.
Câu hỏi trắc nghiệm
Một thanh kim loại đặt trong một từ trường đều có các đường cảm ứng từ vuông góc với thanh. Lần lượt cho thanh chuyển động tịnh tiến:
Theo phương vuông góc với các đường cảm ứng từ.
Theo phương song song với các đường cảm ứng từ
Theo phương xiên góc với các đường cảm ứng từ.
ở trường hợp nào thì trong thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng?
a. I và II b. II và III
c. I và III d. Cả ba trường hợp

Một dây dẫn dài l có bọc chất cách điện, được xếp đôi lại rồi cho chuyển động cắt vuông góc các đường cảm ứng từ của một từ trường đều có cảm ứng từ B với vận tốc v. Suất điện động cảm ứng trong dây dẫn có giá trị:
Bvl
Bv/2l
2Bvl
Một giá trị khác
Câu hỏi trắc nghiệm
Để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường, ta có thể dùng:
Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc cái đinh ốc
Quy tắc bàn tay phải
Cả a và c
Câu hỏi trắc nghiệm
Một thanh dẫn điện dài 50 cm chuyển động trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,4 T. Véc tơ vận tốc vuông góc với thanh, có độ lớn v = 2 m/s. Véc tơ B cũng vuông góc với thanh và hợp với véc tơ vận tốc góc 300. Hiệu điện thế ở hai đầu thanh có giá trị:
0,2 V
0,4 V
0,8 V
Một giá trị khác
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu hỏi trắc nghiệm
Trong thí nghiệm như hình vẽ , cảm ứng từ B = 0,3 T, thanh CD dài 20 cm chuyển động với vận tốc v = 1 m/s. Điện kế có điện trở R = 2 . Chiều và cường độ dòng điện cảm ứng qua điện kế như thế nào?
Chiều từ C đến D, I = 0,03 A
Chiều từ C đến D, I = 0,3 A
Chiều từ D đến C, I = 0,03 A
Chiều từ D đến C, I = 0,3 A
G
D
C
Bài tập về nhà
Khi thanh CD chuyển động trong từ trường thì các elechtron trong thanh cũng chuyển động theo.
C
D
C
D
Do đó các electron bị lực Lorenxơ tác dụng. áp dụng quy tắc bàn tay trái, lực này có chiều từ C đến D.
D
v
f
C
I
Các electron sẽ chuyển động về đầu D và dòng điện chạy từ D đến C.