Ôn tập Vật lý lớp 11: Cảm ứng điện từ

Gửi đến các bạn Ôn tập Vật lý lớp 11: Cảm ứng điện từ giúp các bạn học sinh có thêm nguồn tài liệu để tham khảo cũng như củng cố kiến thức trước khi bước vào kì thi. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ôn tập Vật lý lớp 11: Cảm ứng điện từ CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪA. ÔN TẬP LÍ THUYẾTI. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ1. Từ thôngTừ thông là đại lượng đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua bề mặt S của một khung dây códiện tích S và được xác định theo công thức:Φ= BScosαTrong đó: α =(B,n) ; α =(B,n) ; Φ là từ thông – đơn vị Wb (Vêbe).2. Hiện tượng cảm ứng điện từHiện tượng khi từ thông Φ qua khung dây biến thiên sinh ra trong khung dây một dòng điện cảmứng iC gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.* Lưu ý: Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông qua mạch biến thiên.3. Định luật Lenz về chiều dòng điện cảm ứngDòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín có chiều sao cho từ thông cảm ứng có tác dụng chốnglại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín4. Suất điện động cảm ứngSuất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi xảy rahiện tượng cảm ứng điện từ.5. Định luật Faraday về suất điện động cảm ứngĐộ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từthông qua mạch kín đóΔΦΔt(Dấu (-) thể hiện về mặt toán học của định luật Lenxơ: theo định luật Lenxơ, công của lực từ tácdụng lên dòng điện cảm ứng bao giờ cũng là công cản; do đó để dịch chuyển một mạch điện trong từtrường ta phải tốn một công bằng về chỉ số nhưng trái dấu với công cản đó).ec = -NĐể tiện tính toán ta chỉ quan tâm đến độ lớn của suất điện động cảm ứng: ec = N6. Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trườngXét ví dụ về một mạch có dạng về hình chữ nhật ABCD có mộtAcạnh lưu động CD chuyển động đều với vận tốc v như hình vẽ bên.Qui tắc xác định chiều suất điện động cảm ứng trong mạch cóđoạn dây dẫn chuyển động: Đặt bàn tay phải hứng các đường sứctừ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạndây, khi đó đoạn dây đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổtay đến ngón tay giữa chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn Bđiện (hay chính là chiều của dòng điện cảm ứng).Biểu thức: e = Bv sinαΔΦΔtDCTrong đó: α =(B,v) ;  là chiều dài của đoạn dây dẫn (m) ; v là vận tốc của đoạn dây (m/s2).Vậy: bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.* Lưu ý: Các bước xác định dòng điện cảm ứng trong mạch kín- Cách 1: chống lại sự biến thiên từ thông qua mạch+ Bước 1: Xác định từ trường bên ngoài theo quy tắc Vào Nam ra Bắc+ Bước 2: Xác định từ trường do mạch kín sinh ra theo quy tắc Gần ngược, xa cùng+ Bước 3: Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo qui tắc nắm tay phải.- Cách 2: chống lại sự chuyển động tương đối giữa nam châm và mạchDựa vào tương tác hút – đẩy giống như nam châm để xác định mặt Nam và mặt Bắc của mạchkín rồi xác định dòng điện cảm ứng trong mạch theo quy tắc “Nam cùng Bắc ngược”.- Trang 1/25 - CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪII. HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM1. Hiện tượng tự cảma) Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch kín có dòng điện mà sựbiến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của chính cường độ dòng điện trong mạchđó.b) Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm- Ví dụ 1: Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ.Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột,khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăngcủa dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ.- Ví dụ 2: Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt.Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuấthiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn vàvì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đén sáng bừng lêntrước khi tắt.2. Từ thông riêng qua một mạch kínTừ thông riêng của một mạch kín tỉ lệ với dòng điện chạy trong mạch:L.iTrong đó:- Hệ số tự cảm L đặc trưng cho khả năng cảm ứng điện từ của ống dây với sự biến thiên từthông do chính sự thay đổi dòng điện qua mạch.-Biểu thức: L = μ.4π.10-7N2S ; μ là độ từ thẩm của lõi sắt từ. Đơn vị của L là: H (Henry).l3. Suất điện động tự cảmSuất điện động tự cảm xuất hiện trong hiện tượng tự cảm và có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiêncủa dòng điện trong mạch.etc = -LΔIΔIhay etc = LΔtΔt4. Năng lượng từ trường sinh ra bên trong ống dây:1- Năng lượng từ trường: W = LI22- Mật độ năng lượng từ trường: ω =WVB2μ.8π.10-7B. BÀI TẬPD NG 1: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪBài 1. Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích giới hạn là S = 5cm2 đặt trong từ trường đều có cảmứng từ B = 0,1T. Mặt phẳng vòng dây làm với véc tơ B một góc  = 30o. Tính từ thông qua diện tíchS.Bài 2. Vòng dây dẫn tròn bán kính r =10cm, điện trở R = 0,2  đặt nghiêng góc 300 so vớiB , B= 0,02T như hình. Xác định suất điện động cảm ứng, độ lớn và chiều dòng điệncảm ứng trong vòng dây nếu trong thời gian 0,01s từ trường : ...