Bài giảng Vật lí 11 - Bài 23: Từ thông, cảm ứng điện từ

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 23: Từ thông, cảm ứng điện từ

1. Dòng điện gây ra từ trường vậy từ trường có gây ra dòng điện không? DÒNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG ? Michael Faraday (22/9/1791 – 25/8/1867)
2. * Từ thông, cảm ứng điện từ. * Suất điện động cảm ứng. * Hiện tượng tự cảm. Suất điện động tự cảm.
3. BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. TỪ THÔNG 1. Định nghĩa n B - Xét 1 vòng dây dẫn kín (C) (C) giới hạn một mặt phẳng có diện tích S, đặt trong từ trường đều B . - Gọi n là vectơ pháp tuyến của mặt S ( n vuông góc với mặt S). - Góc tạo bởi vectơ pháp tuyến và từ trường(,)nB =
4. BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. TỪ THÔNG (hoàn thành đề cương) n B Từ thông qua mạch kín (C) được tính bởi: (C)  = B.S.cos  :từ thông (Wb) đọc là vêbe B : cảm ứng từ (T) S: diện tích mạch kín C (m2) Nếu khung dây có N vòng dây thì từ thông qua đó:  = N.B.S.cos
5. BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. TỪ THÔNG (hoàn thành đề cương) ❖ Nếu (góc tù) thì 2 2 thì cos > 0  > 0 cos < 0  < 0 n B B (C) (C) n
6. BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. TỪ THÔNG ❖ Nếu = 0 ❖ Nếu = /2 cos = 1 max = B.S cos = 0  = 0 n (C) B n B (C)
7. * CÁC CÁCH LÀM BIẾN ĐỔI TỪ THÔNG Có thể thay đổi từ thông bằng cách nào? + Thay đổi B =BS cos + Thay đổi S + Thay đổi + Thay đổi B,S,
8. II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1/ Thí nghiệm Nam châm Ống dây N S mili Amkế 0 mA 0:6 mA = 1 ┴
9. a) Thí nghiệm 1 N S Nam châm chuyển động lại gần ống dây I I 0 mA 0:6 mA = 1 ┴ Số đường sức từ qua (C)
10. b) Thí nghiệm 2 N S Nam châm dịch ra xa ống dây I I 0 mA 0:6 mA = 1 ┴ Số đường sức từ qua (C) 11
11. Kết luận: Đưa nam châm lại gần hoặc ra xa ống dây: mật độ đường sức từ qua ống dây tăng hoặc giảm. Nên độ lớn cảm ứng từ qua ống dây tăng hay giảm →  qua ống dây tăng hoặc giảm → có dòng điện chạy trong mạch I ≠ 0
12. II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 2. Kết luận: (hoàn thành đề cương) - Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Hiện tượng này 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.
13. II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 1. Thí nghiệm: 2. Kết luận: 3. Ứng dụng: Có thể tạo ra dòng điện bằng cách tạo từ thông biến thiên qua mạch kín. Máy phát điện
14. Tuabin gió điện ở Tây Ban Nha
15. Nhà máy thuỷ điện
16. Dinamo xe đạp
17. III. ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG 1. Định luật Len-xơ (hoàn thành đề cương) 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. Gọi , lần lượt là từ trường ban đầu và từ trường cảm ứng (do dòng điện cảm ứng sinh ra). Nếu : để chống lại sự tăng của  thì  Nếu : để chống lại sự giảm của  thì  .
18. Chuyển động (C) BC S N B ic Ví dụ 1: Khi cho nam châm tiến lại gần khung dây. Xác định chiều dòng điện cảm ứng. Giải Khi nam châm tiến lại gần khung dây, thì trường qua khung dây tăng nên từ thông  qua khung dây tăng. Theo định luật Lenxơ để chống lại sự tăng của  thì  Vận dụng quy tắc “vào Nam ra Bắc” ta xác định được chiều dòng điện cảm ứng ic Nhắc lại: Mặt Nam (S) thấy dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ. Mặt Bắc (N) thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ.
19. III. ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ (hoàn thành) 2. Định luật Len-xơ trong trường hợp từ thông qua (C) biến thiên do chuyển động cơ học. Dạng phát biểu khác của định luật Len-xơ: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên. Vận dụng cách này để giải lại ví dụ 1
20. Chuyển động (C) S N ic Ví dụ 1: Khi cho nam châmGiảitiến lại gần khung dây. Xác Khi nam châmđịnh chiềutiến lạidònggầnđiệnkhungcảmdâyứng, thì. từ trường qua khung dây tăng nên từ thông  qua khung dây tăng. Theo định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch có chiều sao cho từ trường cảm ứng chống lại chuyển động trên. Tức mặt phẳng khung dây đối diện với nam châm phải cùng mặt với nam châm, nên là mặt (N). Vận dụng quy tắc “vào Nam ra Bắc” ta xác định được chiều dòng điện cảm ứng ic
21. IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ (tự học) 1. Định nghĩa Dòng điện Fu-cô là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong từ trường đều hoặc đươc đặt trong từ trường biến thiên. 2. Tính chất và ứng dụng
22. 2. Tính chất và ứng dụng - Gây ra lực hãm điện từ lên mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường. Ứng dụng chế tạo phanh điện từ cho ôtô hạng nặng - Gây ra hiệu ứng toả nhiệt Jun – Lenxơ. - Ngoài ra còn làm nóng động cơ điện, gây hao phí.
23. CỦNG CỐ 1. Một diện tích (S) đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của (S) là α. Từ thông qua diện tích (S) được tính theo công thức A. 휙 = 푆. 푠푖푛훼. B. 휙 = 푆. cos훼. C. 휙 = 푆. tan훼. D. 휙 = . cos훼.
24. 2. Đơn vị của từ thông là A. Tesla (T). C. Vêbe (Wb). B. Ampe (A). D. Vôn (V). 3. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là A. dòng điện bị đoản mạch. B. dòng điện trong chất khí. C. dòng điện cảm ứng. D. dòng điện trong chân không.
25. 4. Cho véc tơ pháp tuyến n của mặt S vuông góc với đường sức từ. Khi độ lớn cảm ứng từ tăng 2 lần thì từ thông qua S: n B A. Tăng 2 lần B. Giảm 2 lần S C. Tăng 4 lần D. Bằng 0 =  = B.S.cos 2 đ= S = 0
26. 5. 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. Từ thông qua khung dây dẫn đó sắp xỉ bao nhiêu? -7 B A. 3.10 (Wb) n B. 5,2.10-7 (Wb) C. 4,2. 10-7 (Wb) D. 6.10-7 (Wb) S Giải Từ thông qua khung dây:  = B.S.cos =5.10−4.3. 10−2. 4. 10−2. 표푠30 ≈ 5,2. 10−7푊
27. 6. Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Khi có sự biến đổi từ trường qua một mạch kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. B. Dòng điện xuất hiện trong thời gian có sự biến thiên từ thông qua mạch kín gọi là dòng điện cảm ứng. C. 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 D. Khi từ thông qua mạch kín biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.