Bài 38. Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng

Dòng điện sinh ra từ trường.






Liệu từ trường có sinh ra dòng điện không?
I
Vấn đề:
Khi dịch chuyển nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua cuộn dây biến thiên (tăng hoặc giảm), trong cuộn dây có dòng điện.
1) Thí nghiệm:
Bài 38: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
a) Thí nghiệm 1:
b) Thí nghiệm 2:
Tiến hành: dịch chuyển con chạy dọc theo biến trở.
Khi con chạy dịch chuyển: I thay đổi, B thay đổi, số đường sức từ qua cuộn 2 thay đổi thì trong cuộn dây 2 có dòng điện.
Kết luận chung:
Khi số đường sức từ qua một mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện.
Kết quả:
CÁC THÍ NGHIỆM KHÁC
Khung dây quay đều quanh trục x’x trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với x’x thì trong khung có dòng điện (Máy phát điện) (Hình).
TN4: Thanh kim loại CD được kéo chuyển động trong từ trường. (Hình) (Ax, By là các thanh ray kim loại) thì trong mạch có dòng điện.
Tìm hiểu: Số đường sức từ qua diện tích S đặt trong từ trường phụ thuộc vào các yếu tố nào?
+ Độ lớn B của cảm ứng từ. (TN1,2)
+ Diện tích S. (TN4)


Số đường sức từ qua diện tích S tỉ lệ với S ; tỉ lệ với B.
+ Tỉ lệ với độ lớn B.
+ Tỉ lệ với Scos.
 Xây dựng đại lượng diễn tả số đường sức từ qua diện tích S đặt trong từ trường là từ thông.
Như vậy: Số đường sức từ qua diện tích S đặt trong từ trường
2) Từ thông:
 = BScos
a) Định nghĩa:


Từ thông qua diện tích S là
2) Từ thông:
+ Khi  = 00 thì max = BS.

 = BScos
+ Khi  = 900 thì  = 0.
Đơn vị của từ thông trong hệ SI là Vêbe, kí hiệu Wb.
Theo công thức max = BS (Khi  = 00). Ta có:
1 Wb = 1T. 1m2 = 1T.m2.
(diễn tả số đường sức từ qua diện tích 1m2 đặt vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 1 Tesla).
Từ thông là đại lượng dùng để diễn tả số đường sức từ qua một diện tích.
b) Ý nghĩa:
c) Đơn vị:
Cần nhớ:  = BScos
a) Dòng điện cảm ứng:
Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua một mạch điện kín được gọi là dòng điện cảm ứng.
b) Suất điện động cảm ứng:
Suất điện động xuất hiện trong mạch tạo ra dòng điện cảm ứng được gọi là suất điện động cảm ứng.
Vậy: Hiện tượng khi có sự biến thiên từ thông qua một mạch làm trong mạch đó xuất hiện một suất điện động cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
3) Hiện tượng cảm ứng điện từ:
TÓM TẮT KIẾN THỨC

1) Từ thông  = BScos là đại lượng diễn tả số đường sức từ qua một diện tích đặt trong từ trường.
2) Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch có dòng điện cảm ứng.
3) Hiện tượng khi từ thông qua mạch biến thiên thì trong mạch có suất điện động cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
BÀI TẬP:
1) Một khung dây hình chữ nhật kích thước 3cm x 4cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Véctơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30o. Tính từ thông qua khung dây dẫn đó.
HD:
+ ? = 30o
+?? = 60o
+ ? = B.S.cos? = 5.10-4.12.10-4.cos60o = 3.10-7 (Wb)
ĐS:  = 3.10-7 (Wb)
2) Một hình vuông cạnh 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và véctơ pháp tuyến của hình vuông đó là
BÀI TẬP:
Một vòng dây diện tích S được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc tạo bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của vòng dây là . Với góc  bằng bao nhiêu thì từ thông qua vòng dây có giá trị  = .
BÀI TẬP: