Hiện tượng cảm ứng điện từ - Vật lí 9

Hiện tượng cảm ứng điện từ - Vật lí 9

Cùng  tìm hiểu về những nội dung lý thuyết quan trọng và giải bài tập về định nghĩa hiện tượng cảm ứng điện từ và nội dung ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ!

I. Lý thuyết

1. Từ thông:

- Là đại lượng quan trọng trong việc hình thành nên các suất điện động cảm ứng, tồn tại ở dạng các đường sức từ di chuyển xung quanh mặt phẳng dây dẫn có tiết diện S và vòng tròn di chuyển dạng kín.

- Công thức xác định như sau:

Áp dụng đối với đoạn mạch cấu tạo nên từ số vòng là N và thiết diện của mặt phẳng kim loại dẫn là S, sau khi kích hoạt và đặt khung dây trong một môi trường điện từ có đường sức từ \(\vec B\) và hợp với \(\vec n\) (có phương vuông góc với đường sức từ) một góc \(\alpha\) ta có được công thức tính từ thông sau đây: 

      \(  Φ = NBS.cos α\)

Giải thích các đại lượng:

• Φ: từ thông
• S: thiết diện mặt phẳng
• B: đại lượng đường sức từ
• \(α=\vec B. \vec n\)
• N: tổng số vòng cấu tạo

Với mỗi giá trị xác định của α khác nhau ta sẽ cho ra các giá trị của từ thông là khác nhau:

• Khi \(0° < α < 90° ⇒ cos α > 0 \ thì \ Φ >0\)
• Khi \(90° < α < 180° ⇒ cos α < 0 \ thì \ Φ <0\)
• Khi \(α = 90° ⇒ cos α = 0 \ thì \ Φ = 0\)
• Khi \(α = 0° ⇒ cos α = 1 \ thì \ Φ \ max = BS\)
• Khi \(α = 180° ⇒ cos α = -1 \ thì \ Φmin = -BS\)

      \(  ⇒ -BS ≤ Φ ≤ BS\)

- Ý nghĩa: Là đại lượng quan trọng trong việc ứng dụng các linh kiện truyền tải cảm ứng từ.

- Đơn vị đo: (Wb).

2. Khái niệm định luật

Quy luật hình thành: Xuất hiện khi có sự di chuyển của các điện tích mang xung quanh các mạch điện cảm ứng tạo nên một môi trường cảm ứng từ theo mạch kín, khi đó ta gọi hiện tượng đó là cảm ứng điện từ.

Sau khi hình thành từ thông trong môi trường mạch điện sẽ tạo ra những kích ứng làm cho nguồn điện được hình thành và luân chuyển tới các công cụ sử dụng.

3. Định luật Len - xơ

Nội dung của định luật như sau: Nếu tồn tại trong một vòng tuần hoàn kín là một dòng cảm ứng được tạo ra từ các dây dẫn mạch điện sẽ cho ra lực tác động gây biến đổi từ thông được tạo ra. Từ thông sẽ biến thiên và tạo ra dòng điện là sự chênh lệch giữa chúng.

4. Suất điện động cảm ứng:

Là đại lượng dùng để đo mức độ của xung điện cảm ứng hình thành trong mạch điện. Công thức tổng quát rút ra được như sau:

\(e_c=\dfrac{-\Delta \phi}{\Delta t} \)

Giải thích các đại lượng:

ΔΦ: mức độ biến thiên của các điện tích từ trường (Wb), \(ΔΦ = Φ2 – Φ1\)

Δt: khoảng thời gian biến động trong suốt quá trình (s)

“ – “: thể hiện ý nghĩa của nội dung của định luật

\(|e_c|=|\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t}|=\dfrac{\phi _2- \phi _1}{t_2-t_1} \)

Chú ý: 

• Khi biến động thay đổi từ \(B_1 \to B_2\)

\(|e_c|=|\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t} |=\dfrac{|N.\Delta B. S. cos \alpha|}{\Delta t}\)

• Nếu thiết diện thay đổi \(từ \ S_1 \to S_2\):

\(|e_c|=|\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t} |=\dfrac{|N.\Delta B. S. cos \alpha|}{\Delta t}\)

• Nếu góc hợp giữa tia pháp tuyến với từ thông biến động từ \(\alpha _1 \to \alpha _2\):

\(|e_c|=|\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t} |=\dfrac{|N.\Delta B. S.( cos \alpha_1-cos \alpha_2)|}{\Delta t}\)

Công thức xác định cường độ của lượng điện cảm ứng tạo ra trong môi trường có sự xúc tác của R: \(i_c=\dfrac{e_c}{R}\) 

II. Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ

Có rất nhiều ứng dụng nổi bật của cảm ứng điện từ trong đời sống như:

- Là linh kiện quan trọng của các đồ điện tử, thiết bị gia dụng như: bếp từ, đèn huỳnh quang, quạt điện...

- Cấu tạo nên các thiết bị công nghiệp quan trọng như: máy phát điện, tàu điện ngầm...

- Ứng dụng vào trong các thiết bị y tế, nổi bật như các dụng cụ trong việc đo lượng nhiệt cơ thể.

Hiện tượng cảm ứng điện từ

III. Trắc nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ

Câu 1. Tìm câu trả lời đúng về nhận định từ thông?

A. Công thức tính là: \(Φ = B.S.cosα\)

B. Đơn vị đo: (Wb)

C. Được biết đến là một trong những nhân tố đại số

D. Ta có thể xác định được phương và hướng

Câu 2. Tìm nhận định sai cho lý thuyết đã học?

A. Không thể xác định phương và hướng cho từ thông

B. Nếu ta đặt thiết bị vào trong một môi trường không có sự tác động cảm ứng từ và song song với mặt khung thì từ thông được xác định một giá trị bằng 0

C. Mạch kín không có sự tương tác với môi trường bên ngoài sẽ cho giá trị từ thông là 0

D. Giá trị từ thông biến động trong khoảng 0 đến vô cùng

Câu 3. Theo các phương pháp biến đổi ta có đơn vị đo cho từ thông hợp lý là:

A. (T/m)

B. (T.m)

C. (T/m2)

D. (T.m2)

Đáp án: D - C - D

Với những gì đã giúp các bạn giải quyết các vấn đề về lý thuyết và tìm hiểu về thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ trên đây, hy vọng rằng sẽ giúp các bạn đạt được kết quả cao trong học tập!