Từ thông - Hiện tượng cảm ứng điện từ

Định luật lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng:

Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

Ta có: Dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng

C- có sự biến thiên của từ thông qua khung =>Xuất hiện dòng điện cảm ứng

Suất điện động cảm ứng trong một mạch kín được xác định bởi biểu thức: \({e_C} = \dfrac{{\left| {\Delta \Phi } \right|}}{{\Delta t}}\)

Định luật lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

A- sai vì, theo quy tắc nắm bàn tay phải I_c phải có chiều như sau:

Định luật lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

Định luật lenxơ về chiều dòng điện cảm ứng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.

C - sai, cực  của cam châm phải như sau:

+ Vì cảm ứng từ B đang giảm => từ thông giảm => cảm ứng từ \(\overrightarrow {{B_C}} \) phải cùng chiều với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \)

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có chiều cùng với chiều kim đồng hồ

Ta có:

+ Lúc đầu: \(\overrightarrow n  \bot \overrightarrow B  \to {\Phi _1} = 0\)

+ Lúc sau: \(\overrightarrow n {\rm{//}}\overrightarrow B  \to {\Phi _2} = BS = 0,{01.200.10^{ - 4}} = {2.10^{ - 4}}({\rm{W}}b)\)

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung: \({e_c} =  - \dfrac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} =  - \dfrac{{{\Phi _2} - {\Phi _1}}}{{\Delta t}} =  - \dfrac{{{{2.10}^{ - 4}} - 0}}{{0,04}} =  - {5.10^{ - 3}}V\)

Ta có: \({I_C} = \frac{{\left| {{e_C}} \right|}}{R} \to \left| {{e_C}} \right| = {I_C}R = 0,5.2 = 1V\)

- Bước 1:

Ta có:

+ Suất điện động cảm ứng trong ống: \(\left| {{e_c}} \right| = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right| = \left| {\frac{{\Delta B(NS)}}{{\Delta t}}} \right| = \left| {\frac{{\Delta B(NS)}}{{\Delta t}}} \right|\)

Ta có: \(\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}} = {10^{ - 2}}(T/s),N = 1000vong,S = 100c{m^2}\)

\( \to \left| {{e_c}} \right| = {10^{ - 2}}{.1000.100.10^{ - 4}} = 0,1V\)

- Bước 2:

+ Cường độ dòng điện cảm ứng: \({I_C} = \frac{{\left| {{e_C}} \right|}}{R} = \frac{{0,1}}{{16}} = 6,{25.10^{ - 3}}A\)

- Bước 3:

+ Công suất tỏa nhiệt của ống dây: \(P = {I_C}^2R = {(6,{25.10^{ - 3}})^2}.16 = 6,{25.10^{ - 4}}({\rm{W}})\)

- Bước 1:

Ta có:

+ Suất điện động cảm ứng trong ống: \(\left| {{e_c}} \right| = \left| {\dfrac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right| = \left| {\dfrac{{\Delta B(NS)}}{{\Delta t}}} \right| = \left| {\dfrac{{\Delta B(NS)}}{{\Delta t}}} \right|\)

Ta có: \(\dfrac{{\Delta B}}{{\Delta t}} = {5.10^{ - 2}}(T/s),S = 100c{m^2},N = 1\)

\( \to \left| {{e_c}} \right| = {5.10^{ - 2}}{.1.100.10^{ - 4}} = {5.10^{ - 4}}V\)

- Bước 2:

+ Điện tích trên bản tụ: \(q = CU = C.\left| {{e_C}} \right| = {200.10^{ - 6}}{.5.10^{ - 4}} = {10^{ - 7}}C\)

Cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) có chiều hướng từ trong ra ngoài \( \odot \)

Khi quay vòng dây sang phải một góc 30⁰ thì số đường sức từ xuyên qua vòng dây giảm nên chiều của từ trường cảm ứng cũng có chiều hướng từ trong ra ngoài \(\overrightarrow {{B_{cu}}}  \uparrow  \uparrow \overrightarrow B \)

Sử dụng quy tắc bàn tay phải xác định được chiều dòng điện cảm ứng có chiều ngược chiều kim đồng hồ.

Xuất hiện dòng điện cảm ứng khi Φ biến thiên.

Công thức xác định từ thông: \(\Phi  = B.S\cos \alpha ;\,\,\alpha  = \left( {\overrightarrow n ;\overrightarrow B } \right)\)

Cả 3 cách đều không làm từ thông biến thiên → Không có trường hợp nào làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\alpha  = {0^0}\\B = 0,06T\\\Phi  = 1,{2.10^{ - 5}}{\rm{W}}b\end{array} \right.\)

Từ công thức tính từ thông:

 \(\begin{array}{l}\Phi  = B.S\cos \alpha  = B.\pi {R^2}.\cos \alpha \\ \Rightarrow R = \sqrt {\dfrac{\Phi }{{B.\pi .\cos \alpha }}}  = \sqrt {\dfrac{{1,{{2.10}^{ - 5}}}}{{0,06.\pi .\cos 0}}}  \approx {8.10^{ - 3}}m = 8mm\end{array}\)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}N = 10\\\alpha  = {0^0}\\S = 25c{m^2} = {25.10^{ - 4}}{m^2}\end{array} \right.\)

Độ biến thiên của từ thông qua khung dây kể từ lúc t = 0 đến t = 0,4s là:

\(\Delta \Phi  = \left| {\Delta B} \right|.N.S = \left| {{B_2}\; - {\rm{ }}{B_1}} \right|.NS{\rm{ }} = {\rm{ }}\left| {0 - 2,{{4.10}^{ - 3}}} \right|{.10.25.10^{ - 4}}\; = {6.10^{ - 5}}\;Wb\)

Vecto cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 30⁰ 

→  Pháp tuyến mặt phẳng khung dây hợp với vecto cảm ứng từ một góc:

\(\alpha  = {90^0} - {30^0}\; = {60^0}\)

Từ thông qua khung dây dẫn đó là: \(\Phi  = B.S.cos\alpha  = {5.10^{ - 4}}.0,03.0,04.\cos {60^0}\; = {3.10^{ - 7}}\;Wb\)

Ta có: \(\Phi  = NBS\cos \alpha  = 0,8BS\) (mà \(N = 1\))

\( \Rightarrow \cos \alpha  = 0,8 \Rightarrow \alpha  = \left( {\overrightarrow B ,\overrightarrow n } \right) = 36^\circ 52' = 0,644\left( {rad} \right)\)

Ta có khung dây chuyển động song song với dòng điện thẳng dài

\( \Rightarrow \) Cảm ứng từ qua khung dây không thay đổi

\( \Rightarrow \) Từ thông qua khung dây không biến thiên hay nói cách khác không có dòng điện cảm ứng trong khung.