Định Luật Faraday Về Cảm Ứng Điện Từ Lớp 11 / Top 6 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 2/2023 # Top View | 2atlantic.edu.vn

Định Luật Cảm Ứng Điện Từ Của Faraday

Từ thông tạo ra do hiện tượng lực điện động cảm ứng, một phần đóng mạch của dây dẫn trong một từ trường để làm cho phong trào cắt của các đường sức từ, dây dẫn sẽ tạo ra điện, một hiện tượng được gọi là cảm ứng điện từ. Đóng phần mạch của dây dẫn trong một lĩnh vực đường cảm ứng từ từ để làm phong trào cắt, dây dẫn sẽ tạo ra điện. Hiện tượng này được gọi là cảm ứng điện từ. Gây ra hiện nay tạo ra hiện nay được gọi là. Đây là sách giáo khoa vật lý trường trung học để tạo điều kiện cho sinh viên hiểu được hiện tượng cảm ứng điện từ xác định, không hoàn toàn có thể khái quát hóa điện từ hiện tượng cảm ứng: khu vực cuộn dây đóng cửa như nhau, thay đổi cường độ từ trường, từ thông sẽ thay đổi cũng xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Do đó, một định nghĩa chính xác là như sau: từ thông lực điện gây ra do hiện tượng này. Quá trình khám phá

Đặt một câu hỏi

1820 HC Oersted phát hiện ra hiệu ứng từ của bài viết hiện tại, có rất nhiều nhà vật lý đã cố gắng để tìm thấy hiệu ứng nghịch đảo của nó, đưa ra có thể sản xuất từ ​​điện, từ trường, hiệu ứng điện trên cho dù vấn đề.

Nghiên cứu

1822 DFJ Arago và chúng tôi Humboldt địa từ cường độ trong phép đo, tôi tình cờ qua một cây kim bằng kim loại trong vùng lân cận của tác động trên dao động.

1824, Arago theo hiện tượng thí nghiệm cuộn dây đồng này và thấy rằng lần lượt cuộn dây đồng sẽ dẫn đến tự do treo trên vòng xoay cây kim, nhưng vòng quay của kim không đồng bộ với các cuộn dây đồng. Hơi tụt hậu, giảm xóc điện từ và điện từ ổ đĩa là hiện tượng cảm ứng điện từ phát hiện đầu tiên, nhưng vì không có biểu hiện trực tiếp của dòng điện cảm ứng, nó có thể không được giải thích.

Luật đề xuất

Tháng 8 năm 1831, Faraday hoop mềm xung quanh hai cuộn dây mỗi bên, một cho vòng khép kín, song song với đầu dưới của dây để đặt một cây kim, các gói pin khác kết nối với các thiết bị chuyển mạch, nguồn điện được hình thành trong một vòng khép kín. Có thể thấy rằng, đóng cửa chuyển đổi, lệch kim, cắt chuyển đổi, kim lệch ngược lại, chỉ ra rằng các gói pin mà không có sự xuất hiện của các cuộn dây cảm ứng hiện nay. Faraday ngay lập tức nhận ra rằng đây là một quá độ không đổi. Sau đó, ông đã thực hiện hàng chục thí nghiệm, trường hợp của hiện tại gây ra thành 5 loại: thay đổi hiện nay, những thay đổi từ trường, thực hiện một hằng số hiện tại của một nam châm, một dây dẫn chuyển động trong một từ trường, và những hiện tượng chính thức được gọi là cảm ứng điện từ. Hơn nữa, Faraday phát hiện ra rằng, trong điều kiện như nhau trong khác nhau mạch dây dẫn kim loại gây ra hiện tại được tạo ra là tỷ lệ thuận với độ dẫn điện của dây dẫn, anh do đó công nhận rằng hiện nay gây ra độc lập với bản chất của dây dẫn được sản xuất bởi lực điện gây ra, ngay cả khi không có chu kỳ không gây ra hiện nay, emf gây ra vẫn còn.

Định luật cảm ứng điện từ

Sau đó, hiện nay do được đưa ra để xác định hướng của pháp luật Lenz, kích thước cũng như mô tả định lượng của định luật cảm ứng điện từ, định luật cảm ứng điện từ của Faraday. Theo nguyên nhân khác nhau, lực điện gây ra lực điện động vào hành động và lực điện động cảm ứng, cựu có nguồn gốc trong lực Lorentz, có nguồn gốc trong từ trường thay đổi được tạo ra bởi một điện trường xoay.

Phân biệt

Hiện tượng cảm ứng điện từ không phải là cảm ứng tĩnh [1] nhầm lẫn. Điện lực điện động cảm ứng và từ thông qua các liên kết mạch, và một người khác là việc sử dụng cảm ứng tĩnh điện, với trách nhiệm của các phương pháp đối tượng của đối tượng tạo ra một dòng điện.

Giới thiệu pháp luật

Hiện tượng cảm ứng điện từ là điện từ một trong những khám phá quan trọng nhất, trong đó cho thấy các hiện tượng điện và từ tính và chuyển đổi các mối liên kết giữa nghiên cứu chuyên sâu của Viện cho thấy bản chất của điện, mối liên hệ giữa từ trường của lý thuyết điện từ của Maxwell việc thành lập có ý nghĩa lớn. Hiện tượng cảm ứng điện từ trong công nghệ điện, công nghệ điện tử và các khía cạnh khác của các phép đo điện từ được sử dụng rộng rãi.

Nếu một mạch kín cho các cuộn dây của n lần lượt, sau đó có thể được thể hiện như: trong đó n là số vòng, ΔΦ là sự biến đổi từ thông, đơn vị Wb, Δt là thời gian sử dụng để thay đổi các đơn vị của lực điện động cảm ứng được tạo ra s.ε , đơn vị là V.

Định luật cảm ứng điện từ

Công thức

Định luật cảm ứng điện từ

1 [công thức tính toán kích thước EMF]

1) E = n * ΔΦ / Δt (công thức phổ quát) {định luật cảm ứng điện từ, E Faraday: lực điện động cảm ứng (V), n: cuộn dây cảm ứng biến, tỷ lệ ΔΦ / Δt của sự thay đổi của từ thông}

2) E = BLVsinA (cắt từ phong trào dòng cảm ứng) E = BLV của v và L và các đường sức từ không thể song song, nhưng bạn có thể không, và các đường từ trường thẳng đứng, mà góc A là v hoặc L clip với dòng từ trường góc. {L: chiều dài hiệu quả (m)}

3) Em = nBSω (EMF phát điện lớn nhất) {Em: EMF đỉnh}

4) E = B (L ^ 2) ω / 2 (dẫn cuối cố định để quay ω cắt) {ω: vận tốc góc (rad / s), V: vận tốc (m / s)}

2. Từ thông Φ = BS {Φ: thông lượng (Wb), B: trường cảm ứng từ thống nhất từ ​​(T), S: là trên diện tích (m2)}

3. Tích cực và tiêu cực điện động lực gây ra hướng hiện tại có thể được xác định bằng cách sử dụng nguồn điện nội bộ {hướng hiện tại: dòng chảy từ cực âm tiêu cực}

* 4 từ emf tự do E =-n * ΔΦ / Δt = LΔI / Δt {L: độ tự cảm (H) (với lõi cuộn dây L lớn hơn mà không có lõi sắt), ΔI: thay đổi trong hiện tại, Δt: thời gian trôi qua, ΔI / Δt: tỷ lệ hiện tại tự cảm của sự thay đổi (thay đổi trong tốc độ)}

Hiện tượng khác nhau

Một số nhà vật lý lưu ý rằng định luật Faraday là một phương trình để mô tả hai hiện tượng: di chuyển bằng lực lượng từ trường được tạo ra trong các dây kiến nghị emf, và thay đổi của từ trường được tạo ra bởi gây ra emf điện. Như Richard Feynman đã chỉ ra:

Định luật cảm ứng điện từ

Suất Điện Động Cảm Ứng, Công Thức Định Luật Faraday Về Cảm Ứng Điện Từ Và Bài Tập

Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu suất điện động cảm ứng là gì? Công thức định luật Fa-ra-đây (Faraday) về dòng điện cảm ứng được viết ra sao? Suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ (Lenz) có mối quan hệ như thế nào?

I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín

– Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

– Áp dụng định luật Len-xơ, công của ngoại lực sinh ra để gây ra biến thiên từ thông trong mạch là:

– Trong đó: e c suất điện động cảm ứng (tương tự như điện năng do một nguồn điện sinh ra)

* Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.

II. Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luận Len-xơ

* Sự xuất hiện dấu “-” trong công thức suất điện động cảm ứng là phù hợp với định luật Len-xơ.

– Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín.

– Nếu tăng thì e c <0: Chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều dòng điện trong mạch.

III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

– Xét mạch kín (C) đặt trong từ trường không đổi, để tạo ra sự biến thiên của từ thông qua mạch (C), phải có một ngoại lực tác dụng vào (C) để thực hiện một dịch chuyển nào đó của (C) và ngoại lực này đã sinh một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là tạo ra điện năng.

– Như vậy, bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu ở trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.

IV. Bài tập Suất điện động cảm ứng

* Bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11: Phát biểu các định nghĩa:

– Suất điện động cảm ứng.

– Tốc độ biến thiên của từ thông.

° Lời giải bài 1 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Suất điện động cảm ứng

– Là suất điện động gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

– Dấu (-) trong công thức là phù hợp với định luật Len-xơ, ΔΦ là độ biến thiên từ thông qua mạch (C) trong thời gian Δt.

* Bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11: Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ.

° Lời giải bài 2 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Hiện tượng cảm ứng điện từ là cơ sở:

– Chế tạo máy phát điện một chiều, xoay chiều.

– Chế tạo máy biến thế.

– Chế tạo động cơ không đồng bộ 3 pha,…

Khi một mặt kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đổi chiều 1 lần trong

A.Một vòng quay.

B.2 vòng quay.

C.1/2 vòng quay.

D.1/4 vòng quay.

° Lời giải bài 3 trang 152 SGK Vật Lý 11:

◊ Chọn đáp án: C. 1/2 vòng quay.

– Giả sử, ban đầu từ thông qua mạch bằng không.

⇒ Như vậy suất điện động cảm ứng trong mạch sẽ đổi chiều một lần trong 1/2 vòng quay.

* Bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11: Một mạch kín hình vuông cạnh 10cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i=2A và điện trở của mạch r=5Ω.

° Lời giải bài 4 trang 152 SGK Vật Lý 11:

– Độ biến thiên từ thông qua mạch kín:

– Kết luận: Tốc độ biến thiên của từ trường là 10 3 (T/s).

* Bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11: Một khung dây dẫn hình vuông cạnh a=10cm, đặt cố định trong một từ trường đềucó vectơ cảm ứng từ vectơ B vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian Δt=0,05s; cho độ lớn của vectơ B tăng từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

° Lời giải bài 5 trang 152 SGK Vật Lý 11:

– Suất điện động cảm ứng trong khung:

– Kết luận: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là 0,1 (V).

° Lời giải bài 6 trang 152 SGK Vật Lý 11:

Cho (C) quay đều xung quanh trục ∆ cố định đi qua tâm của (C) và nằm trong mặt phẳng chứa (C) ; tốc độ quay là ω không đổi ⇒ α(t) = ωt.

⇒ Từ thông tại thời điểm t: Φ(t) = BScosωt

Chuyên Đề Từ Thông, Cảm Ứng Điện Từ, Vật Lí Lớp 11

Từ thông (thông lượng từ trường): là đại lượng đo lượng từ trường đi qua tiết diện kín.

Biểu thức từ thông

[Phi =N.B.Scosalpha ]

Trong đó:

Video về hiện tượng cảm ứng điện từ:

https://youtu.be/S7p5fiIECpc

Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên → trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ do nhà vật lí Michael Faraday (1791 – 1867) tìm ra.

Định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông.

Định luật Farađây về suất điện động cảm ứng

Trong đó:

$E_{c}$: suất điện động cảm ứng (V)

ΔΦ: độ biến thiên từ thông (Wb)

Δt: thời gian từ thông biến thiên qua mạch kín (s)

ΔΦ/Δt: gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb/s)

Dấu “-” trong công thức, Faraday đưa vào để giải thích chiều của dòng điện cảm ứng, nó phù hợp với định luật Lenxơ

Video bài giảng từ thông, bài tập từ thông

Bài tập 1. Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích 5 cm 2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1 T. Mặt phẳng vòng dây làm thành với [vec{B}] một góc 30 o. Tính từ thông qua diện tích trên.

α = [(vec{n},vec{B})] = 60 o

Φ = chúng tôi α = 25.10-6 Wb.

Bài tập 2. Một khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10$^{-5 }$Wb. Tính bán kín vòng dây.

α = [(vec{n},vec{B})] = 0 o

Bài tập 3. Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm 2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1 T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 60 o. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây.

α = [(vec{n},vec{B})] = 30 o

Φ = chúng tôi α = 8,7.10-4 Wb.

Bài tập 4. Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó.

Bài tập 5. Một khung dây hình tròn diện tích S = 15cm 2 gồm N = 10vòng dây, đặt trong từ trường đều [vec{B}] hợp với véc tơ pháp tuyến [vec{n}] của mặt phẳng khung dây góc α = 30 o như hình vẽ. Biết B = 0,04T. Tính độ biến thiên từ thông qua khung dây khi

a/ Tịnh tiến đều khung dây trong từ trường

b/ khung dây quay quanh trục MN một góc 180°

c/ khung dây quay quanh trục MN một góc 360°

Bài tập 6. Một khung dây có các tiết diện là hình tròn bán kính khung dây là 20cm, khung dây được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có B = 2/10-5 T. Hãy xác định giá trị của từ thông xuyên qua khung dây nói trên.

Bài tập 7. Một khung dây hình tam giác vuông có độ dài cạnh huyền là 10cm và một cạnh góc vuông là 8cm. Cả khung dây được đưa vào từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với khung dây, từ thông xuyên qua khung dây là 1,2.10-7 Wb, tìm B.

Bài tập 8. Một khung dây hình tròn đường kính d = 10cm, Cho dòng điện I = 20A chạy trong dây dẫn.

a/ Tính cảm ứng từ B do dòng điện gây ra tại tâm của khung dây.

b/ Tính từ thông xuyên qua khung dây.

Bài tập 9. Một khung dây có chiều dài l = 40cm. Gồm 4000 vòng, cho dòng điện I = 10A chạy trong ống dây

a/ Tính cảm ứng từ B trong ống dây

b/ Đặt đối diện với ống dây một khung dây hình vuông, cạnh a = 5cm, tính từ thông xuyên qua khung dây.

Video qui tắc tay phải 1, qui tắc tay phải 2

Bài tập vận dụng qui tắc tay phải 2

Bài tập 10. Đặt một thanh nam châm thẳng ở gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp:

a/ Đưa nam châm lại gần khung dây.

b/ Kéo nam châm ra xa khung dây.

Bài tập 11. Cho một ống dây quấn trên lỏi thép có dòng điện chạy qua đặt gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ. Cường độ dòng điện trong ống dây có thể thay đổi được nhờ biến trở có có con chạy R. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong các trường hợp:

a/ Dịch chuyển con chạy về phía N.

b/ Dịch chuyển con chạy về phía M.

Bài tập 12. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp sau

Bài tập 13. Hãy xác định cách di chuyển nam châm để dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch như hình.

Bài tập 14. Hãy xác định các cực của nam châm trong các trường hợp sau

Bài tập 15. Cho hệ thống như hình. Khi nam châm đi lên thì dòng điện cảm ứng trong vòng dây sẽ có chiều như thế nào? Vòng dây sẽ chuyển động như thế nào?

Bài tập 16. Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch C khi con chạy của biến trở đi xuống.

Bài tập 17. Một nam châm đưa lại gần vòng dây như hình vẽ. Hỏi dòng điện cảm ứng trong vòng dây có chiều như thế nào và vòng dây sẽ chuyển động về phía nào.

Bài tập 18. Dùng định luật Len-xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong các trường hợp sau

a/ Thanh nam châm rơi đến gần khung dây, sau đó đi qua khung dây và rơi ra khỏi khung dây.

b/ Con chạy của biến trở R di chuyển sang phải.

c/ Đóng khóa k

d/ Khung dây ban đầu trong từ trường hình vuông, sau đó kéo thành hình chữ nhật ngày càng dẹt đi.

e/ Đưa khung dây ra xa dòng điện.

f/ giảm cường độ dòng điện trong ống dây.

Bài tập 19. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây kín ABCD, biết rằng cảm ứng từ B đang giảm dần.

Vật Lý 11 Bài 23: Từ Thông Và Cảm Ứng Điện Từ

Tóm tắt lý thuyết

2.1.1. Định nghĩa

(phi = BScosalpha )

2.1.2. Đơn vị từ thông

(1Wb{rm{ }} = {rm{ }}1T.1{m^2}.)

2.2.1. Thí nghiệm

a) Thí nghiệm 1

b) Thí nghiệm 2

c) Thí nghiệm 3

d) Thí nghiệm 4

2.2.2. Kết luận

a) Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đạc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc (alpha ) thay đổi thì từ thông (phi ) biến thiên.

b) Kết quả của thí nghiệm chứng tỏ rằng:

Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.

Phát biểu khác của định luật Len-xơ: Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên

2.4.1. Thí nghiệm 1

2.4.2. Thí nghiệm 2

Một khối kim loại hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây một đầu cố định; trước khi đưa khối vào trong nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng. Nếu chưa có dòng điện vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó.

Nếu có dòng điện đi vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại.

2.4.3. Giải thích

Ở các thí nghiệm trên, khi bánh xe và khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng – những dòng điện Fu-cô.

Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dời, vì vậy khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúng, những lực ấy gọi là lực hãm điện từ.

2.4.4. Tính chất và công dụng của dòng Fu-cô

Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ôtô hạng nặng.

Dòng điện Fu-cô gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Len-xơ trong khối kim loại đặt trong từ trường biến thiên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại.

Trong nhiều trường hợp dòng điện Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại.

Dòng Fu-cô cũng được ứng dụng trong một số lò tôi kim loại