Bài 32. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng A. HỌC THEO SGK
I - SỰ BIẾN ĐỔI SỐ ĐƯỜNG SỨC TỪ XUYÊN QUA TIẾT DIỆN CỦA CUỘN DÂY
Quan sát
C1. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây:
- Tăng lên khi đưa nam châm lại gần cuộn dây theo phương vuông góc với tiết diện S của cuộn dây.
- Không đổi khi đặt nam châm đứng yên trong cuộn dây.
- Giảm đi khi đưa nam châm ra xa cuộn dây theo phương vuông góc với tiết diện S của cuộn dây.
- Tăng lên khi để nam châm nằm yên, cho cuộn dây chuyển động lại gần nam châm.
Nhận xét 1:
Khi đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa đầu một cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn tăng hoặc giảm (biến thiên).
II - ĐIỀU KIỆN XUẤT HIỆN DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG C2. Điền vào bảng 1
BẢNG 1
Làm thí nghiệm Có dòng điện cảm ứng hay không?
Số đường sức từ xuyên qua S có biến đổi hay không?
Đưa nam châm lại gần cuộn dây
Có Có và tăng lên
Để nam châm nằm yên Không Không biến đổi
Đưa nam châm ra xa cuộn dây
Có Có và giảm xuống
C3. Rút ra nhận xét 2 Nhận xét 2:
Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây kín đặt trong từ trường của một nam châm khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên.
C4. Trong thí nghiệm ở hình 31.3 SGK, khi đóng hay ngắt mạch của nam châm điện thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng vì:
+ Khi đóng mạch điện, cường độ dòng điện tăng từ không đến có, từ trường của nam châm điện mạnh lên, số đường sức từ biểu diễn từ trường tăng lên, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây cũng tăng lên, nên dòng điện cảm ứng xuất hiện.
+ Khi ngắt mạch điện, cường độ dòng điện giảm về không, từ trường của nam châm điện giảm theo nên số đường sức từ biểu diễn từ trường xuyên qua cuộn dây LED sẽ giảm đi → dòng điện cảm ứng xuất hiện làm sáng đèn trong thời gian ngắn khi đó.
Kết luận: Trong mọi trường hợp, trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của biến thiên.
III - VẬN DỤNG
C5. Khi quay núm đinamô xe đạp thì đèn sáng vì nam châm quay theo. Khi một cực của nam châm lại gần cuộn dây, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng, lúc đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Khi cực đó của nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây giảm, lúc đó cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng.
C6. Khi cho nam châm quay như ở hình 31.4 SGK thì trong cuộn dây dẫn kín lại xuất hiện dòng điện cảm ứng vì: Khi cho nam châm quay thì một cực của nam châm (giả sử cực Bắc lại gần cuộn dây, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng, lúc đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Sau đó cực Bắc của nam
châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây giảm, lúc đó cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng.
B. GIẢI BÀI TẬP
I – BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 32.1 trang 91 VBT Vật Lí 9:
a) Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong dây dẫn kín trong thời gian có sự biến đổi của số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây.
b) Khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến đổi thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Câu 32.2 trang 91 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: C
Khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín thay đổi thì trong cuộn dây kín xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Câu 32.4 trang 91 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải
Dựa vào điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng, sơ đồ thiết kế dụng cụ cho ta một dòng điện cảm ứng liên tục được vẽ trên hình 32.1:
Vẽ một thiết bị gồm một ống dây dẫn kín, một nam châm và một bộ phận làm cho cuộn dây dẫn hoặc nam châm quay liên tục.
II – BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 32a trang 92 VBT Vật Lí 9: Đặt một nam châm điện trước một cuộn dây dẫn kín. Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn?
A. Cho lõi sắt của nam châm điện chạy vào cuộn dây dẫn B. Cho dòng điện có cường độ rất lớn chạy qua nam châm điện
C. Làm tăng hoặc giảm cường độ dòng điện chạy qua nam châm điện D. Đặt lõi sắt của nam châm điện xuyên qua tiết diện S của cuộn dây Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Cách làm có thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là: cho lõi sắt của nam châm điện chạy vào cuộn dây dẫn.
Câu 32b trang 92 VBT Vật Lí 9: Biết rằng, các đường sức từ giữa hai cực của nam châm chữ U đều song song và cách đều nhau. Trong thí nghiệm ở hình 32.2 cho khung dây quay quanh một cạnh của nó. Hỏi khung dây quay quanh cạnh nào thì trong khung xuất hiện dòng điện cảm ứng? Vì sao?
Hướng dẫn giải
Khung dây quay quanh cạnh AD và BC thì sẽ làm số đường sức từ qua khung dây biến thiên và trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Câu 32c trang 92 VBT Vật Lí 9: Trên hình 32.3 khi cho nam châm quay quanh trục thẳng đứng AB thì trong cuộn dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng không? Vì sao?
Hướng dẫn giải
Trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng vì nam châm quay quanh trụng thẳng đứng AB thì số đường sức từ qua cuộn dây không biến thiên.
