Picture of the author
Picture of the author
SGK Vật Lý 11»Cảm Ứng Điện Từ»Bài 24: Suất Điện Động Cảm Ứng

Bài 24: Suất Điện Động Cảm Ứng

Lý thuyết bài Suất đIện động cảm ứng môn Vật lý 11 bộ sách giáo khoa. Nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu lý thuyết và bài tập minh họa một cách đầy đủ, dễ hiểu.

Xem thêm

I. Suất đIện động cảm ứng trong mạch kín

1. Định nghĩa:

+ Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

2. Định luật Fa-ra-đây:

Độ lớn suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

  hoặc     

+ là độ biến thiên của từ thông qua mạch trong khoảng thời gian ;

+ || gọi là tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

Chú ý: Khi mạch là một khung dây phẳng có N vòng thì suất điện động cảm ứng trong khung có thể viết

                                   hoặc      

với Φ là từ thông qua diện tích giới hạn bởi một vòng dây.

II. Sự chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng đIện từ

Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, để tạo ra sự biến thiên từ thông qua mạch thì phải có ngoại lực tác dụng để dịch chuyển mạch (hoặc nam châm). Ngoại lực này đã sinh một công cơ học, công này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch nghĩa là tạo ra điện năng.

Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.


Bài tập luyện tập suất điện động cảm ứng của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Hình vẽ nào sau đây thể hiện đúng chiều của chiều dòng điện cảm ứng trong thanh kim loại MN?bai-24-suat-dien-dong-cam-ung-1

A. Hình 1

B. Hình 2

C. Hình 3

D. Hình 4


Câu 2. Nguyên nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong dây dẫn kim loại là do

A. lực hóa học tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia của thanh.

B. lực Lorenxơ tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia của thanh.

C. lực ma sát giữa thanh và môi trường ngoài làm các electron dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia của thanh.

D. lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn không có dòng điện đặt trong từ trường làm các electron dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia của thanh.

 

Câu 3. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Đặt bàn tay trái hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.

B. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.

C. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.

D. Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.


Câu 4. Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên hiện tượng

A. phát xạ điện từ.                             

B. cảm ứng điện từ

C. điện phân.                                     

D. tự cảm.


Câu 5. Cách làm nào dưới dây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng?

A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn.

B. Nối hai cực của nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn.

C. Đưa một cực của acquy từ ngoài vào trong cuộn dây dẫn kín.

D. Đưa một nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.


Câu 6. Khung dây dẫn phẳng ABCD nằm trong mặt phẳng hình vẽ, trong từ trường đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Coi rằng bên ngoài vùng MNPQ không có từ trường. Khung chuyển động thẳng đều dọc theo hai đường thẳng song song x’x, y’y trong mặt phẳng hình vẽ. Trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng khi khung đang chuyển động

bai-24-suat-dien-dong-cam-ung-2

A. ở ngoài vùng MNPQ.

B. ở trong vùng MNPQ.

C. từ ngoài vào trong vùng MNPQ.

D. đến gần vùng MNPQ.


Câu 7. Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm, quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của thanh. Trục quay song song với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 50 μT. Giữa hai đầu thanh này xuất hiện một hiệu điện thế 1,0 mV. Tốc độ của thanh kim loại là

A. 6 vòng/ giây             

B.  6 vòng/ phút            

C. 3,9 rad/s.               

D. 40 rad/ s.


Câu 8. Một khung dây hình chữ nhật (10 cm x 20 cm) gồm 100 vòng dây đặt trong từ trường đều B  = 0,2 T. Cho khung quay đều với tốc độ góc  quanh trục đối xứng của khung. Chọn gốc thời gian lúc pháp tuyến của khung song song với . Biểu thức từ thông qua khung là:

 A. (Wb)                         

 B. (Wb)

 C. (Wb)                        

 D. (Wb)


Câu 9. Một khung dây dẫn dẹp có đường kính 10 cm gồm 500 vòng dây được đặt trong từ trường. Nếu độ lớn cảm ứng từ tăng từ 0 đến 2,0 T trong khoảng thời gian 0,10 s thì suất điện động cảm ứng trong cuộn dây dẫn này bằng

A. 7,5 V                      

B. 78,5 mV.                   

C. 78,5 V                           

D. 6,75 V


Câu 10. Một thanh kim loại dài 10 cm chuyển động với vận tốc 15 m/s theo phương vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ 100 mT. Độ lớn suất điện động cảm ứng trong thanh kim loại này là

A. 0,15 V                    

B. 2,5 V                         

C. 1,5 V                               

D. 4,5 V

 

Hướng dẫn giải bài tập luyện tập suất điện động cảm ứng

ĐÁP ÁN

Câu 1. Chọn C

Câu 2. Chọn B

Nguyên nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong dây dẫn kim loại là do lực Lorenxơ tác dụng lên các electron làm các electron dịch chuyển từ đầu này đến đầu kia của thanh.

Câu 3. Chọn B

Câu 4. Chọn B

Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Câu 5. Chọn D

Đưa một nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.

Câu 6. Chọn C

 Từ ngoài vào trong vùng MNPQ

Câu 7. Chọn D

+ Trong khoảng thời gian  thanh kim loại nằm ngang quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của nó quét một diện tích:

+  ( l độ dài, n số vòng quay trong 1 giây của thanh kim loại)

+ Từ thông qua diện tích có trị số bằng:

+  

+ Độ lớn suất điện động xuất hiện trong thanh kim loại:

 

+ Thanh kim loại hai đầu hở nên:

 = 1,0 mV.

   vòng/ giây

+ Tốc độ góc của thanh là:  rad/s

Câu 8. Chọn B

+  (Wb)

+ t = 0 lúc pháp tuyến của khung song song      

  hay  (Wb)

Câu 9. Chọn C

+ Mỗi vòng của cuộn dây có diện tích :

S =  = 78,5 cm2

+ Trong thời gian , từ thông qua cuộn dây dẫn biến thiên một lượng

 

+ Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn :

 = 78,5 V

Câu 10. Chọn A

+ Sau khoảng thời gian , thanh kim loại có độ dài l chuyển động với vận tốc  theo phương vuông góc với các đường sức từ của một từ trường có cảm ứng từ , quét được một diện tích = lv. Khi đó từ thông qua diện tích quét bằng:

 

+ Áp dụng công thức :  ta xác định được suất điện động cảm ứng trong thanh kim loại

 = 0,15 V

  


Giáo viên biên soạn : Ngô Thành

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến

Tác giả: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến - Tổ Vật Lý

Bài 23: Từ thông - Cảm ứng điện từ
Bài 25: Tự Cảm