SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG Tiết 2

(1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TPHCM TRƯỜNG THPT BÌNH CHÁNH

TỔ VẬT LÝ

CHỦ ĐỀ 9

BÀI TẬP CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

(2)

I. CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Từ thông Φ = 𝐵𝐵. 𝑆𝑆. 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐

• Φ (Wb): Từ thông

• B (T): Cảm ứng từ

• S ( 𝑚𝑚

²

): Diện tích phần mặt phẳng gới hạn bởi khung dây

• 𝑐𝑐 = (𝑛𝑛, 𝐵𝐵 )

2. Độ biến thiên từ thông ΔΦ = Φ - Φ

₀

= Δ𝐵𝐵 S.cos 𝑐𝑐

= Δ𝑆𝑆 B .cos 𝑐𝑐

= Δ𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 B.S

3. Suất điện động cảm ứng 𝑒𝑒

_𝑐𝑐

= 𝑁𝑁

^∆Φ_Δ𝑡𝑡

• 𝑒𝑒

_𝑐𝑐

(V): Suất điện động cảm ứng

• N: Số vòng dây

• ΔΦ (Wb): Độ biến thiên từ thông

• Δ𝑡𝑡 (s): Khoảng thời gian xảy ra biến thiên từ thông

4. Cường độ dòng điện cảm ứng 𝑖𝑖

_𝑐𝑐

=

^𝑒𝑒_𝑅𝑅^𝑐𝑐

= N

_{𝑅𝑅.Δ𝑡𝑡}^∆Φ

• 𝑖𝑖

_𝑐𝑐

(A): Cường độ dòng điện cảm ứng

• R ( Ω ): Điện trở

(3)

Bài tập 12 đề cương trang 22

Một đoạn dây dài 60 cm làm bằng kim loại có tiệt diện 1 𝑚𝑚𝑚𝑚² và điện trở suất 4. 10⁻⁷ Ω𝑚𝑚. Dùng đoạn dây dẫn trên uốn thành khung dây hình vuông rồi đặt khung này trong vùng từ trường đều sao cho đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ. Nếu cho cảm ứng từ nơi đặt khung dây tăng đều đến giá trị 1,56 T trong khoảng thời gian 0,04s thì cường độ dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây là 2,25A.

a/ Tìm độ lớn cảm ứng từ ban đầu nơi đặt khung dây?

b/ Vẽ và giải thích chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây nếu cảm ứng từ nơi đặt khung dây giảm đều?

Hướng dẫn:

Chiều dài của dây dẫn cũng chính là chu vi của khung dây hình vuông.

Công thức tính chu vi hình vuông: C=4.a và diện tích hình vuông: S=𝑎𝑎²

Công thức tính điện trở R = 𝜌𝜌_𝑆𝑆^𝑙𝑙 với 𝜌𝜌 là điện trở suất và S là tiết diện dây dẫn.

Dùng công thức 𝑖𝑖_𝑐𝑐 = ^𝑒𝑒^𝑐𝑐

𝑅𝑅 = N ^∆Φ

𝑅𝑅.Δ𝑡𝑡 và ΔΦ = Δ𝐵𝐵 S.cos𝑐𝑐

(4)

Giải

a/ Chiều dài của dây cũng chính là chu vi của khung dây hình vuông, ta có:

𝑙𝑙 = 𝐶𝐶 = 4𝑎𝑎

⇔ 60. 10

⁻²

= 4𝑎𝑎 ⇔ 𝑎𝑎 = 15. 10

⁻²

(𝑚𝑚 )

Diện tích của khung dây hình vuông là 𝑆𝑆

_𝑣𝑣

= 𝑎𝑎

²

= 15. 10

^{−2 2}

= 0,0225( 𝑚𝑚

²

) Điển trở của dây dẫn làm khung dây là 𝑅𝑅 = 𝜌𝜌

_𝑆𝑆^𝑙𝑙

= 4. 10

^{−7 60}_1.10^.10₋₆⁻²

= 0,24( Ω ) Ta có: 𝑖𝑖

_𝑐𝑐

=

^𝑒𝑒^𝑐𝑐

𝑅𝑅

= N

^∆Φ

𝑅𝑅.Δ𝑡𝑡

= N

^Δ𝐵𝐵

S.cos

_𝛼𝛼

𝑅𝑅.Δ𝑡𝑡

=N

^{𝐵𝐵 −𝐵𝐵}⁰ ^{𝑆𝑆𝑐𝑐𝑆𝑆𝑆𝑆𝛼𝛼}

𝑅𝑅.Δ𝑡𝑡

Vì Cảm ứng từ tăng đều nên B> 𝐵𝐵

₀

ta bỏ trị tuyệt đối và giữ nguyên phương trình

⇔ 2,25 = 1.

^{(1,56−𝐵𝐵}⁰)0,0225.cos 0

0,24.0,04

⟹ 𝐵𝐵

₀

= 0,6 (T) b/ Vì cảm ứng từ có độ lớn tăng đều nên dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây sẽ có chiều chống lại sự tăng của cảm ứng từ đó và có chiều như hình vẽ .

𝑩𝑩 𝒊𝒊_𝒄𝒄