Bài giảng môn Vật lí Khối 11 - Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ

Dòng điện gây ra từ trường vậy từ trường có gây ra dòng điện không? 
Michael Faraday (22/9/1791 – 25/8/1867) 
DÒNG ĐIỆN 
TỪ TRƯỜNG 
? 
CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
* Hiện tượng cảm ứng điện từ. 
* Định luật L en-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng. 
* Suất điện động cảm ứng. 
* Hiện tượng tự cảm. Suất điện động tự cảm. 
I. 	TỪ THÔNG 
II. 	HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
III. 	ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG 
IV. 	DÒNG ĐIỆN FU-CÔ 
TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
BÀI 23 
BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
I. TỪ THÔNG 
1. Định nghĩa 
 - Gọi là vectơ pháp tuyến dương của khung dây ( vuông góc với mặt S ). 
- Gọi 
 - Xét 1 khung dây dẫn (C) phẳng kín, có diện tích bề mặt là S, đặt trong vùng không gian có từ trường đều . 
B 
(C) 
n 
S ố đường sức từ xuyên qua một mạch kín (C) gọi là từ thông: 
 = B.S.cos 
(C) 
B 
n 
 Nếu  nhọn thì cos  > 0   > 0 
 Nếu  tù thì 
 cos < 0   < 0 
(C) 
B 
n 
(C) 
B 
n 
 Nếu  = 0 
 cos = 1   = B.S 
Đặc biệt: 
Nếu  = / 2 
 cos = 0   = 0 
(C) 
(C) 
Đơn vị của từ thông là vêbe, kí hiệu (Wb). 
Nếu [S]=m 2 ; [B]=T (Tesla); 
Thì 1 Wb = 1 m 2 .1 T 
2. Đơn vị của từ thông 
Vậy từ thông qua N vòng dây thì sao? 
  = N.B.S.cos 
→ Từ thông là một đại lượng 
→ Từ thông qua khung dây sẽ thay đổi khi:. 
Từ thông thay đổi khi nào? 
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
1. Thí nghiệm: 
BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
I. TỪ THÔNG 
(C) 
G 
N 
S 
1. Thí nghiệm: 
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
I. TỪ THÔNG 
2 . Kết luận: 
Mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. 
(C) 
B 
n 
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 
1. Thí nghiệm: 
II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
BÀI 23: TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 
I. TỪ THÔNG 
2 . Kết luận: 
3. Ứng dụng: 
Máy phát điện 
Nhà máy gió điện 
Nhà máy thuỷ điện 
Nhà máy nhiệt điện 
Dinamo xe đạp 
ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG 
1. Định luật Len-xơ 
Từ thông qua (C) tăng: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều ngược với chiều kim đồng hồ. 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
(C) 
Các em hãy xác định chiều của từ trường cảm ứng? 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
Mà dòng điện cảm ứng sinh ra từ trường cảm ứng . 
Ta thấy khi  :  để chống lại sự tăng của  
Kết quả thí nghiệm mô tả trên hình 23.3a: 
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 . 
→ Nội dung của định luật Len-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng ? 
Từ thông qua (C) giảm: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều kim đồng hồ. 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
Ngược lại, khi  :  để chống lại sự giảm của  . 
 Phù hợp với định luật Len-xơ ! 
2. Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng 
Cách 1 
Bước 1 : Xác định chiều từ trường ban đầu . 
Bước 2 : Xác định xem  tăng hay giảm. 
Bước 3 : Xác định : 
Nếu  :  
Nếu  :  
Bước 4 : Dùng quy tắc nắm tay phải xác định chiều . 
C3: Cho nam châm SN rơi thẳng đứng chui qua mạch kín (C) cố định (Hình 23.5). Hãy xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong (C). 
S 
N 
Chuyển động 
Khi nam châm tiến ra xa (C ), thì từ thông  :  → cùng chiều với chiều kim đồng hồ (nếu nhìn từ trên xuống). 
Khi nam châm tiến lại gần (C ), thì từ thông  :  → ngược chiều với chiều kim đồng hồ (nếu nhìn từ trên xuống). 
S 
N 
3 . Trường hợp từ thông qua (C) biến thiên do chuyển động cơ học. 
Mặt của (C) đối diện với cực Bắc của nam châm là mặt Bắc , mặt này gây ra lực từ đẩy cực Bắc của nam châm. 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
Mặt của (C) đối diện với cực Bắc của nam châm là mặt Nam , mặt này gây ra lực từ hút cực Bắc của nam châm . 
Thí nghiệm 1 
i c 
N 
S 
Chuyển động 
Phát biểu khác của định luật Len-xơ : 
Khi từ thông qua (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 . 
Cách 2 
Bước 1 : Xác định chiều chuyển động làm từ trường biến thiên. 
Bước 2 : Xác định lực từ do (C) gây ra. 
Bước 3 : Xác định mặt Bắc, mặt Nam của (C) rồi xác định . 
Bước 4 : Dùng quy tắc nắm tay phải xác định chiều . 
IV. DÒNG ĐIỆN FU-CÔ 
1. Định nghĩa 
Dòng điện Fu-cô là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khối kim loại khi khối kim loại đó: 
chuyển động trong từ trường đều; 
đặt trong từ trường biến thiên. 
2. Tính chất và ứng dụng 
Dòng điện Fu-cô có những tính chất và ứng dụng nào? 
- Gây ra hiệu ứng toả nhiệt Jun – Lenz. 
- Ngoài ra còn làm nóng động cơ điện, gây hao phí. 
- Gây ra lực hãm điện từ lên mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường . 
Dinamo xe đạp 
Máy biến thế 
Nhà máy thuỷ điện 
Nhà máy gió điện 
Nhà máy nhiệt điện 
CỦNG CỐ 
1. Một diện tích (S) đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B, góc giữa vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của (S) là α . Từ thông qua diện tích (S) được tính theo công thức 
A. 
B. 
C. 
D. . 
2. Đơn vị của từ thông là 
A. Tesla (T). 
B. Ampe (A). 
C. Vêbe (Wb). 
D. Vôn (V). 
3. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là 
A. d òng điện trong chất điện phân. 
B . d òng điện trong không khí. 
C . d òng điện cảm ứng. 
D . d òng điện trong chân không. 
4 . Phát biểu nào sau đây là không đúng? 
	Một khung dây dẫn hình chữ nhật, quay đều trong một từ trường đều quanh một trục đối xứng OO’ 
B . s ong song với các đường cảm ứng từ thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng. 
A. song song với các đường cảm ứng từ thì trong khung không có dòng điện cảm ứng. 
C. v uông góc với các đường cảm ứng từ thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng . 
D. hợp với các đường cảm ứng từ một góc nhọn thì trong khung có xuất hiện dòng điện cảm ứng . 
5. Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều . Hỏi trường hợp nào dưới đây, từ thông qua mạch biến thiên? 
A. (C) chuyển động tịnh tiến. 
B. (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng chứa mạch. 
C. (C) chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với . 
D. (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với đường sức từ. 
6 . Phát biểu nào sau đây là không đúng ? 
A. Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch điện, thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 
B. Dòng điện xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng điện cảm ứng. 
C. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra luôn ngược chiều với chiều của từ trường sinh ra nó. 
D. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. 
7 . Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các thí nghiệm dưới đây : 
a. Nam châm chuyển động tịnh tiến (Hình 23.9a). 
b. Mạch (C) chuyển động tịnh tiến (Hình 23.9b). 
c. Mạch (C) quay (Hình 23.9c). 
d. Nam châm quay liên tục (Hình 23.9d). 
CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC EM 
ĐÃ THAM DỰ BÀI HỌC!