Vật lý 11 Bài 24: Suất điện động cảm ứng


Ở bài trước, chúng ta khảo sát định tính về hiện tượng cảm ứng điện từđịnh luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng. Vậy về mặt định lượng thì dòng điện cảm ứng có độ lớn bằng bao nhiêu và được xác định như thế nào?

Mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 24: Suất điện động cảm ứng để tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên nhé. Chúc các em học tốt !

Tóm tắt lý thuyết

I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín

1. Định nghĩa

  • Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

2. Định luật Fa-ra-đây

Suất  điện động cảm ứng trong 1 mạch kín

  • Suất điện động cảm ứng: \({e_C} =  - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}\)

  • Nếu chỉ xét về độ lớn của  \({e_C}\) thì:

\(\left| {{e_C}} \right| = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right|\)

  • Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó

II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ

  • Sự xuất hiện dấu (-) trong biểu thức  của \({e_C}\) là phù hợp với định luật  Len-xơ.

  • Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín.

  • Nếu \(\Phi \) tăng thì \({e_C}\) < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược chiều với chiều của mạch.

  • Nếu \(\Phi \) giảm thì \({e_C}\) > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) cùng chiều với chiều của mạch.

III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

  • Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng. 

  • Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng

Bài tập minh họa

Bài 1:

Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm , đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng \(i = 2A\) và điện trở của mạch \(r = 5 \Omega\).

Hướng dẫn giải:

  • Ta có: 

Suất điện động cảm ứng: 

\(e_c = ri = 5.2 = 10V\)

Mặt khác    \(e_c =|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|=\frac{\Delta B }{\Delta t}.S\)

Suy ra:  \(\frac{\Delta B }{\Delta t}=\frac{e_{c}}{S}=\frac{10}{0,1^{2}}=10^3T/s\)

Bài 2:

Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec tơ cảm ứng từ  vuông góc với mặt khung. Trong  khoảng thời gian = 0,05s cho  độ lớn của  tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Hướng dẫn giải:

  • Độ biến thiên của từ thông : \(\Delta \Phi {\rm{ }} = \Delta B.S{\rm{ }} = \Delta B.{a^2}\)

  • Suất điện động cảm ứng : \(|e_c| =|\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}|=\frac{0,5}{0,05}.(10^{-1})^2 = 0,1V\) 

Lời kết

Qua bài giảng Suất điện động cảm ứng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Viết được công thức tính suất điện động cảm ứng.

  • Vận dụng thành thạo định luật Len-xơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng, công thức tính suất điện động cảm ứng để làm các bài tập đơn giản.

​Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua làm các Giải bài tập Vật lý 11 Bài 24 và bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 24 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để kiểm tra kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để đạt thành tích cao nhất trong học tập !

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247

Được đề xuất cho bạn