Mở đầu: Bao giồm các nội dung sau: + Lý do chọn đề tài + Nhiệm vụ của đề tài + Phƣơng pháp nghiên cứu + Cách thức nghiên cứu + Bố cục 2. Phần II: Nội dung: Bao giồm các nội dung sau: + Tóm tắt lý thuyết + Phân loại các dạng bài tập + Bài tập vận dụng Phần III: Kết luận Phần IV: Tài liệu tham khảo 2 NỘI DUNG CHƢƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT: * Từ thông Φ qua diện tích S đặt trong từ trƣờng đều đƣợc tính bởi công thức : Trong đó: B là cảm ứng từ của từ trƣờng (T); S là tiết diện khung dây (m2 ); là góc hợp bởi các đƣờng sức từ và pháp tuyến của mặt phẳng khung dây. là từ thông (Wb). * Hiện tƣợng cảm ứng điện từ : - Điều kiện: Khi có sự biến thên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
- Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trƣờng do nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó * Định luật Faraday về cảm ứng điện từ : Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch điện tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch. * Biểu thức: Trong đó: ΔΦ là độ biến thiên từ thông trong thời gian Δt. là suất điện động cảm ứng của khung dây. * Suất điện động cảm ứng xuất hiện trên đoạn dây chuyển động trong từ trƣờng đều : Trong đó: B là cảm ứng từ của từ trƣờng đều (T); llà chiều dài của đoạn dây (m); v là tốc độ chuyển động của đoạn dây (m/s); 3 * Quy tắc bàn tay phải : Đặt bàn tay phải hứng các đƣờng sức từ, ngón cái choãi ra 90o hƣớng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò nhƣ một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dƣơng của nguồn điện đó.
* Độ tự cảm của một ống dây : Trong đó: I là cƣờng độ dòng điện chạy trong ống dây (A). Φ là từ thông qua tiết diện ống dây (Wb). L là hệ số tự cảm (H). * Suất điện động tự cảm : * Năng lƣợng từ trƣờng của ống dây : 4 CHƢƠNG II: PHÂN LOẠI BÀI TẬP Hệ thống bài tập của phần này gồm 4 dạng cơ bản sau: II.
Dạng 1: bài tập xác định chiều của dòng điện cảm ứng II. Phƣơng pháp giải * Áp dụng định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng : Gọi: là cảm ứng từ của từ trƣờng ban đầu. là cảm ứng từ của từ trƣờng do dòng điện cảm ứng sinh ra. Nếu tăng thì cảm ứng từ ngƣợc chiều với chiều của cảm ứng từ Nếu giảm thì cảm ứng từ cùng chiều với chiều của cảm ứng từ * Các bƣớc xác dịnh chiều dòng điện cảm ứng : - Xác định chiều của từ trƣờng ban đầu - Xét từ thông (số đƣờng sức từ) qua tiết diện khung dây tăng hay giảm.
- Dựa vào định luật Len-xơ để xác định chiều của - Áp dụng quy tắc đinh ốc để xác định chiều của dòng điện cảm ứng. Ví dụ 1: Cho hệ thống nhƣ hình vẽ: Nam châm chuyển động lên phía trên theo phƣơng thẳng đứng, xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây. Dƣới tác dụng của lực từ, vòng dây có thể chuyển động theo chiều nào? Giải: - Từ trƣờng do nam châm sinh ra đi qua vòng dây sẽ tạo ra một từ thông qua vòng dây. - Khi nam châm ra xa vòng dây, số đƣờng sức qua tiết diện vòng dây là giảm.
Do đó, từ thông qua vòng dây có độ lớn giảm dần và trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Áp dụng định luật Len-xơ ta thấy sinh ra từ trƣờng có cảm ứng từ cùng chiều với - Theo quy tắc đinh ốc, ta suy ra đòng điện có chiều nhƣ hình vẽ. - Dòng điện cảm ứng khiến vòng dây có tác dụng nhƣ một 5 nam châm mà mặt trên là mặt Nam, mặt dƣới là mặt Bắc. Do đó, vòng dây bị nam châm hút.
Vậy vòng dây có thể chuyển động lên phía trên. Ví dụ 2: Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch điện kín ABCD nằm ngang khi con chạy C của khung dây dịch chuyển về phía N của cuộn dây. Giải: -Cảm ứng từ trong lòng ống dây đi xuống khi đi qua vòng dây. -Con chạy C qua bên đầu N thì I giảm → giảm→ từ thông gửi qua vòng dây giảm →xuất hiện dòng điện trong vòng dây có chiều sao cho cảm ứng từ do nó sinh ra cùng chiều với (để chống lại sự giảm của ) tức là giảm khi đi qua vòng đây→ mặt trên của vòng dây là mặt Nam → ở trên nhì thấy cùng chiều kim đồng hồ tức là theo chiều BADC.
Bài tập tự luận củng cố M P Bài 1. Một thí nghiệm đƣợc bố trí nhƣ hình vẽ. A C R G Hãy xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch C khi con chạy biến trở đi xuống. N Q Đáp số:dòng đi ện cảm ứng có chiềuthuận kim đồng hồ từM và từ Bài 2.
Một nam châm đƣa lại gần vòng dây nhƣ hình vẽ. Hỏi dòng điện cảm ứng trong vòng dây có chiều S N nhƣ thế nàovà vòng dây sẽ chuyển động về phía nào? Đáp số: dòng điện cảm ứng có chiều ngƣợc chiều kim đồng hồ và vòng dây chuyển động lại gần nam châm. Một vòng dây kim loại treo trên sợi dây mảnh song song với mặt cắt của một cuộn dây. Cuộn dây đƣợc mắc vào mạch điện nhƣ hình vẽ.
Khi khóa K đóng thì trong vòng kim loại xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều nhƣ thế nào và vòng kim loại chuyển động ra sao? K 6 II. Bài tập trắc nghiệm Câu 1:Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hoặc ra xa vòng dây kín: I I v v v v S N c S N c S N S N I N ƣ ƣ Icƣ c A B C D =0 ƣ Câu 2: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây dịch chuyển lại gần hoặc ra xa nam châm: 00 v v v v Ic Ic N S. N S ƣ N S N S ƣ Ic Icƣ= A B C ƣ D 0 Câu 3: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng ngay khi nam châm đang đặt thẳng đứng tại tâm vòng dây ở trên bàn thì bị đổ: v N v N v S v S S S C N D N Icƣ A B Ic Ic Ic. =0 ƣ ƣ vẽ nào sau đây xác định ƣ Câu 4: Hình đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho cả nam châm và vòng dây dịch chuyển, với v1> v2 : v2 v2 v2 v2 I I v S N v v S N v S N S N c c 1 1 I 1 1 Icƣ ƣ ƣ A B C c D ƣ 7 Câu 5: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trƣờng hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định nhƣ hình vẽ: A.
Lúc đầu dòng điện cùng kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngƣợc kim đồng hồ. Lúc đầu dòng điện ngƣợc kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều cùng kim đồng hồ. Không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ.
Câu 6: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc trong từ trƣờng đều: B B v v v v C D A B Ic Ic Ic. Icƣ = 0 B ƣ ƣ ƣ Câu 7: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc trong từ trƣờng đều: v B v v v B B B D. A B C Ic Ic Ic Icƣ = 0. ƣ ƣ ƣ Câu 8: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: B R giảm I I v v Ic A A B tăng C D.
Ic 1 Ic 1 Ic ƣ vòng dây cố định. ƣ ƣ ƣ 8 Câu 9: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng: A Ic A Ic N Ic Icƣ= A A A ƣ B ƣ C DS ƣ 0. v R R R R tăng giảm giảm tăng Câu 10: Tƣơng tác giữa khung dây và ống dây ở hình vẽ bên khi cho khung dây dịch chuyển ra xa ống dây là: A. Ban đầu hút nhau, khi đến gần thì đẩy nhau D.
không tƣơng tác Câu 11: Khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt sát dòng điện thẳng, cạnh MQ trùng với dòng điện thẳng nhƣ hình vẽ. Hỏi khi nào thì trong khung dây có dòng điện cảm ứng: A. khung quay quanh cạnh MQ I M N B. khung quay quanh cạnh MN C.
khung quay quanh cạnh PQ Q P D. khung quay quanh cạnh NP Câu 12: Chọn câu sai? Cho khung dây quay quanh trục đặt trong từ trƣờng đều của một nam châm, tại thời điểm t, mặt phẳng khung dây vuông góc với đƣờng sức từ, ở vị trí đó: A. Lực từ không làm quay khung B. Moment lực từ tác dụng lên khung cực đại C.
Moment lực từ tác dụng lên khung bằng không 9 D. Cả A và C đúng Câu 13: Chọn câu đúng. Trị số từ khuynh có giá trị lớn nhất và bằng A.Ở hai cực của Trái Đất B. Lúc này, kim nam châm vuông góc với mặt đất C.
Lúc này, kim nam châm song song với mặt đất D. Cả A và B đúng Câu 14: Chọn câu sai. Các cực từ của Trái Đất không trùng với các địa cực B. Các cực từ của Trái Đất luôn dịch chuyển C.
Các cực của từ trƣờng Trái Đất luôn biến đổi theo thời gian D. Chiều của đƣờng sức từ trái đất là chiều Bắc – Nam Câu 15: Chọn câu đúng. Ta có thể dùng quy bàn tay trái để xác định chiều chuyển động của thanh dẫn trong từ trƣờng nhƣ sau: Đặt bàn tay trái hứng các đƣờng cảm ứng từ ngón cái troãi ra hƣớng theo chiều chuyển động của thanh thì : A. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực dƣơng sang cực âm của nguồn điện.
Chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dƣơng của nguồn điện C. Chiều dòng điện trong thanh vuông góc với chiều từ cổ tay đến các ngón tay D. Cả A, B, C đều sai Câu 16: Chọn câu đúng.