Dòng điện tạo ra từ trường ở không gian xung quanh nó. Từ trường có gây ra dòng điện được không?
Bài 3. Cảm ứng điện từ
Mở đầu (SGK Cánh Diều - Trang 66)
Thảo luận (1)
Câu hỏi 1 (SGK Cánh Diều - Trang 66)
Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích 0,10 m2 được đặt vuông góc với từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 2,0.10-3 T. Tính từ thông qua vòng dây này.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTừ thông \(\Phi=BS\cos\alpha=2.10^{-3}.0,1=2.10^{-4}Wb\)
(Trả lời bởi datcoder)
Tìm hiểu thêm 1 (SGK Cánh Diều - Trang 67)
Xét một mạch kín (C), trong đó có dòng điện với cường độ i. Dòng điện này gây ra một từ trường và từ trường đó gây ra một từ thông Ф qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch. Từ thông này tỉ lệ với cảm ứng từ của từ trường do dòng điện sinh ra và cảm ứng từ đó lại tỉ lệ với cường độ dòng điện. Tức là: Ф Li.L được gọi là độ tự cảm của (C) và có đơn vị trong hệ SI là henry (H).Hãy tìm hiểu thông tin về độ tự cảm của một cuộn dây dẫn điện.
Đọc tiếp
Xét một mạch kín (C), trong đó có dòng điện với cường độ i. Dòng điện này gây ra một từ trường và từ trường đó gây ra một từ thông Ф qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch. Từ thông này tỉ lệ với cảm ứng từ của từ trường do dòng điện sinh ra và cảm ứng từ đó lại tỉ lệ với cường độ dòng điện. Tức là: Ф = Li.
L được gọi là độ tự cảm của (C) và có đơn vị trong hệ SI là henry (H).
Hãy tìm hiểu thông tin về độ tự cảm của một cuộn dây dẫn điện.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiĐộ tự cảm đặc trưng cho khả năng chống lại sự thay đổi của dòng điện chạy qua mạch kín, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín.
Công thức: \(L=4\pi.10^{-7}.\dfrac{N^2}{l}S\)
Công thức này áp dụng đối với một ống dây điện hình trụ có chiều dài l khá lớn so với đường kính tiết diện S. Ống dây có độ tự cảm L đáng kể, được gọi là ống dây tự cảm hay cuộn cảm.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 2 (SGK Cánh Diều - Trang 67)
Lập phương án và thực hiện phương án thí nghiệm minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ với các dụng cụ thực hành ở trường.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiThí nghiệm minh hoạ đơn giản:
Chuẩn bị: Nam châm (1), cuộn dây (2), điện kế (3) và các dây dẫn.
Tiến hành:
- Bố trí thí nghiệm như Hình 16.6 và điều chỉnh kim điện kế chỉ đúng vạch số 0.
- Quan sát chiều lệch của kim điện kế trong các trường hợp sau:
+ Dịch chuyển cực Bắc của nam châm lại gần cuộn dây.
+ Dịch chuyển cực Bắc của nam châm ra xa cuộn dây.
Kết quả: kim điện kế bị lệch.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 3 (SGK Cánh Diều - Trang 68)
Ở thí nghiệm Hình 3.3, từ thông qua ống dây biến thiên như thế nào trong hai trường hợp sau đây?
- Khi đưa cực bắc của nam châm lại gần ống dây.
- Khi đưa cực bắc của nam châm ra xa ống dây.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Khi đưa cực bắc của nam châm lại gần ống dây thì từ thông qua ống dây tăng vì số đường sức từ tăng lên.
- Khi đưa cực bắc của nam châm ra xa ống dây thì từ thông qua ống dây giảm vì số đường sức từ giảm đi.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 4 (SGK Cánh Diều - Trang 68)
Nêu điểm giống và khác nhau giữa thí nghiệm ở Hình 3.3 và thí nghiệm ở Hình 3.4.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải(Trả lời bởi datcoder)
Hình 3.3
Hình 3.4
Giống nhau
Đều xuất hiện dòng điện cảm ứng qua ống dây, làm lệch kim điện kế.
Khác nhau
làm thay đổi từ thông bằng cách di chuyển nam châm
làm thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng điện của nam châm điện (thông qua biến trở)
Câu hỏi 5 (SGK Cánh Diều - Trang 69)
Ở thí nghiệm Hình 3.6, nếu đưa cực nam của nam châm lại gần đầu 1 của ống dây thì đầu 1 là cực nào của ống dây?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTheo cách đặt nam châm theo quy tắc bàn tay phải ta thu được chiều dòng điện hướng xuống, nhưng khi đưa nam châm lại gần ống dây, độ lớn của từ thông qua ống dây tăng nên sinh ra từ trường cảm ứng trong ống dây chống lại sự tăng đó. Do vậy, chiều dòng điện trong ống dây như hình vẽ 36.a (hướng lên), sử dụng quy tắc bàn tay phải, ta được đầu dây 1 là cực bắc.
(Trả lời bởi datcoder)
Luyện tập 1 (SGK Cánh Diều - Trang 70)
Khung dây MNPQ quay trong từ trường đều. Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây tại thời điểm mặt phẳng khung dây song song với phương của đường sức từ (Hình 3.7).
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiDựa vào chiều quay của khung dây (mũi tên màu đỏ) và hướng của cảm ứng từ (đường màu xanh) sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều của dòng điện chạy theo chiều NMQP. Tuy nhiên đây là dòng điện cảm ứng sinh ra do hiện tượng cảm ứng điện từ nên chiều dòng điện sẽ ngược lại có chiều MNPQ.
Kiểm chứng lại bằng quy tắc bàn tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng.
(Trả lời bởi datcoder)
Tìm hiểu thêm 2 (SGK Cánh Diều - Trang 71)
Ở hình 3.8, ta phải tác dụng lực làm cho đoạn dây dẫn MN di chuyển cắ các đường sức của từ trường tạo ra dòng điện chạy qua nó. Đổi với những trường hợp như vậy, có thể xác định chiều của dòng điện cảm ứng bằng quy tắc bàn tay phảo (Hình 3.9). Đặt bàn tay phải sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, nhón cái choải ra 90o, chỉ chiều chuyển động của dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện cảm ứng.Hãy nêu một ví dụ áp dụng quy tắc bàn tay phải.
Đọc tiếp
Ở hình 3.8, ta phải tác dụng lực làm cho đoạn dây dẫn MN di chuyển cắ các đường sức của từ trường tạo ra dòng điện chạy qua nó. Đổi với những trường hợp như vậy, có thể xác định chiều của dòng điện cảm ứng bằng quy tắc bàn tay phảo (Hình 3.9). Đặt bàn tay phải sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, nhón cái choải ra 90o, chỉ chiều chuyển động của dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện cảm ứng.
Hãy nêu một ví dụ áp dụng quy tắc bàn tay phải.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiQuy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 6 (SGK Cánh Diều - Trang 72)
Nếu thay đĩa kim loại đặc trong Hình 3.11 bằng đĩa có xẻ rãnh (Hình 3.12) thì dao động sẽ diễn ra lâu hơn. Giải thích tại sao.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTấm kim loại xẻ rãnh dao động lâu hơn, vì khi đó điện trở của tấm kim loại đối với dòng Fu-cô tăng, làm cho cường độ dòng Fu-cô giảm.
(Trả lời bởi datcoder)