Vật lí 11 Bài 23: Từ thông – Cảm ứng điện từ, Giải bài tập Vật lí 11 Bài 23 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì,
Vật lí 11 Bài 23: Từ thông – Cảm ứng điện từ giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức lý thuyết, đồng thời biết cách giải nhanh được các bài tập Vật lí 11 chương 5 trang 147, 148.
Việc giải bài tập Vật lí 11 Bài 23 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết giải Lý 11 Bài 23 Từ thông – Cảm ứng điện từ, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.
Xem Tắt
Lý thuyết Từ thông – Cảm ứng điện từ
1. Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng
– 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.
– 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.
2. Dòng điện Fu-cô
a) Thí nghiệm 1
Một bánh xe kim loại có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay bình thường. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại.
b) 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 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.
Giải bài tập Từ thông – Cảm ứng điện từ
Câu 1
Phát biểu các định nghĩa:
– Dòng điện cảm ứng.
– Hiện tượng cảm ứng điện từ.
– Từ trường cảm ứng.
Gợi ý đáp án
∗ Dòng điện cảm ứng
Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện trong một khung dây dẫn kín trong từ trường khi từ thông gửi qua khung dây bị biến thiên và có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó.
∗ Hiện tượng cảm ứng điện từ
– Là hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.
– Khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
– Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
∗ Từ trường cảm ứng
– Từ trường cảm ứng là từ trường sinh ra bởi dòng điện cảm ứng và có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Tức là chống lại sự biến thiên của từ thông gửi qua mạch kín mang dòng điện cảm ứng.
– Nếu sự biến thiên của từ thông này là do sự chuyển động của khung dây thì từ trường cảm ứng sẽ sinh ra lực từ chống lại sự chuyển động đó.
Câu 2
Dòng điện Fu-cô là gì?
Gợi ý đáp án
Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường, lực từ Lo-ren-xơ tấc dụng nên các êlectron tự do trong khối kim loại làm các êlectron này chuyển động tạo thành dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện Fu-cô.
Câu 3
Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều B. 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.
Gợi ý đáp án:
Vì khi (C) quay xung quanh trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch thì khi đó góc giữa và
thay đổi và làm từ thông qua mạch biến thiên.
Đáp án: D
Câu 4
Mạch kín tròn (C) nằm trong cùng mặt phẳng P với dòng điện thẳng I (hình 23.8). Hỏi trường hợp nào dưới đây, từ thông qua (C) biến thiên?
A. (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I.
B. (C) dịch chuyển trong P với vận tốc song song với dòng I.
C. (C) cố định, dây dẫn thẳng mang dòng I chuyển động tịnh tiến dọc theo chính nó.
D. (C) quay xung quanh dòng điện thẳng I.
Gợi ý đáp án
Vì từ trường của dòng điện thẳng I mạnh ở những điểm gần dòng điện và càng giảm ở những điểm càng xa dòng điện.
=>Trường hợp (C) dịch chuyển trong P lại gần I hoặc ra xa I thì từ thông qua (C) biến thiên.
Đáp án: A
Câu 5
Gợi ý đáp án
a) Nam châm tịnh tiến ra xa vòng dây, từ thông qua vòng dây giảm nên trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng gây ra một từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường của nam châm (theo định luật Len-xơ). Do đó dòng điện cảm ứng trong (C) ngược chiều kim đồng hồ như hình 23.9a. Vậy mặt của (C) đối diện với cực S của nam châm là mặt Bắc.
b) Vòng dây tịnh tiến lại gần nam châm, từ thông qua (C) tăng. Trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng sao cho từ trương mà nó sinh ra ngược chiều với từ trường của nam châm (theo định luật Len-xơ). Do đó dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo chiều kim đồng hồ như hình 23.9b. Vậy mặt của (C) đối diện với cực S của nam châm là mặt Nam.
d) Nam châm quay liên tục:
– Khi nam châm quay 90o đầu tiên, từ thông từ phải sang trái giảm, dòng điện cảm ứng trong mạch (C) có chiều như hình 23.9d1).
– Khi nam châm quay 90o tiếp theo, từ thông từ trái sang phải tăng lên, dòng điện có chiều như hình 23.9d2)
⇒ Vậy trong nửa vòng quay đầu của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo một chiều.
– Khi nam châm quay 90o tiếp theo, từ thông từ trái sang phải giảm, dòng điện cảm ứng trong mạch (C) đổi chiều như hình 23.9d3).
– Khi nam châm quay 90o tiếp theo (nam châm trở về vị trí ban đầu), từ thông từ trái sang phải tăng lên, dòng điện giữ nguyên chiều như hình 23.9d4)
⇒ Vậy trong nửa vòng quay cuối của nam châm, dòng điện cảm ứng trong (C) chạy theo chiều ngược lại.
Vậy: khi nam châm quay liên tục trong mạch (C) sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều.
