M
muatrongmatem
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
1. Khái niệm từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ.
Từ thông
a) Từ thông là khái niệm cần thiết dùng để giải thích kết quả các thí nghiệm về cảm ứng điện từ và nhiều hiện tượng về sau. Vì vậy trước hết ta hãy xét khái niệm này.
Giả sử có một vòng dây kín, phẳng đặt trong từ trường đều. Vòng dây này giới hạn một phần mặt phẳng có diện tích S. Tại một điểm bất kì trong S ta vẽ vectơ pháp tuyến n vuông góc với S (H.56.1) chiều vectơ n được chọn tuỳ ý.
Kí hiệu vectơ cảm ứng từ của từ trường đang xét là B. Gọi a là góc tạo thành bởi vectơ B và vectơ n. Đại lượng [tex]\Phi=B.Scos \alpha[/tex] (56.1) được gọi là từ thông qua diệnt ích S.
Theo biểu thức định nghĩa trên ta thấy khi n làm thành với B một góc nhọn ([tex]\alpha< \frac{\pi}{2}[/tex]) ta có [tex]\Phi>0[/tex] (h.56.1a) còn khi n làm thanh với B một góc tù ([tex]\alpha> \frac{\pi}{2}[/tex]) ta có [tex]\Phi<0[/tex] (h.56.1b)
Đặc biệt nếu các đường cảm ứng từ song song với mặt phẳng vòng dây thì ([tex]\alpha= \frac{\pi}{2}[/tex]) và [tex]\Phi=0[/tex] (H.56.1c)
Người ta quy ước vẽ các đường cảm ứng từ sao cho số dường đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng bằng cảm ứng từ tại điểm đang xét. Với quy ước đó và với biểu thức định nghĩa từ thông nói trên ta thấy trị số tuyệt đối của từ thông F qua diện tích S đặt vuông góc với các đường cảm ứng từ bằng số đường cảm ứng từ qua điện tích đó.
Đối với từ trường đều thì các đờng cảm ứng từ phải được vẽ sao cho số đường đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng tại bất kì điểm nào cũng như nhau. Vì vậy các đường cảm ứng từ của từ trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau như đã nói trong §47.
b) Đơn vị từ thông: Từ hệ thức [tex]\Phi =B.S[/tex] ta thấy trong hệ đơn vị SI nếu lấy B = 1T, S = 1m[sup]2[/sup] thì [tex]\Phi =1[/tex] đơn vị từ thông có tên gọi là vebe, kí hiệu là Wb.
1 Wb = 1 T. 1m[sup]2[/sup].
Hiện tượng cảm ứng điện từ
a) Thí nghiệm1: Hình 56.2a,b,c,d.
Nhận xét: Ta đặt vòng dây dẫn cố định, di chuyển nam châm; hoặc đặt nam châm cố định, di chuyển vòng dây dẫn thì trong lúc di chuyển ta thấy có dòng điện chạy trong vòng dây dẫn.
(Nếu thay nam châm bằng một ống dây mang dòng điện và lặp lại các đodọng tác thí nghiệm như trên ta cũng thấy có dòng điện chạy trong vòng dây dẫn).
b) Thí nghiệm 2. Hình 56.3
Nhận xét: Khi di chuyển con chạy, trong vòng dây dẫn cũng xuất hiện dòng điện.
c) Hiện tượng mô tả trong hai thí nghiệm trên đây gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xuất hiện trong vòng dây dẫn gọi là dòng điện cảm ứng.
d) Phân tích hai thí nghiệm trên đây ta thấy cả hai đều có chung một đặc điểm.
Trong thí nghiệm 1 từ trường không thay đổitheo thời gian. Nhưng vì có sựchuyển động tương đối giữa nam châm và vòng dây dẫn nên số đường cảm ứng từ xuyên qua vòng dây dẫn thay đổi theo thời gian. Điều đó có nghãi là trong khi chuyển động thì từ thông qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn thay đổi theo thời gian.
Còn trong thí nghiệm 2 cả từ trường và vòng dây dẫn đều không chuyển động nhưng ở đây ta có cảm ứng từ thay đổi theo thời gian nên từ thông qua S cũng thay đổi theo thời gian.
Mặt khác ta lại thấy dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong thời gian có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây dẫn.
Nhiều thí nghiệm khác, cũng rút ra những nhận xét tương tự như trên. Vì vậy có thể phát biểu thành một định luật, gọi là định luật cảm ứng điện từ: 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.
Chiều của dòng điện cảm ứng. Định luật Lenz
a) Hãy trở lại các thí nghiệm trong mục 2 trên dây. Ta nhận thấy ở thí nghiệm hình 56.2a,b khi thay đổi chiều biến thiên từ thông thì chiều của dòng điện cảm ứng cũng thay đổi. Như vậy là chiều dòng điện cảm ứng và chiều biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây dẫn có liên quan với nhau.
b) Để tìm ra mối liênquan đó ta cần khảo sát chi tiết hơn các thí nghiệm vừa nói.
Nếu vẽ vectơ n vuông góc với diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn có chiều từ trái sang phải thì trong thí nghiệm hình 56.2a khi đưa nam châm lại gần vòng dây dẫn từ thông gửi qua S tăng. Đồng thời thí nghiệm cho biết khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây dẫn có chiều như hình vẽ. Áp dụng quy tắc cái đinh ốc 2 đối với một khung dây mang dòng điện (mục 3, §50-51) ta thấy cảm ứng từ của từ trường do dòng điện cảm ứng gây ra có chiều từ phải sang trái. Cảm ứng từ này ngược chêìu cảm ứng từ của từ trường của nam châm là từ trường gây ra hiện tượng cảm ứng.
Qua nhận xét trên ta có thể phát biểu: từ trường của dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ thông gửi qua S.
Khảo sát thí nghiệm hình 56.2b ta thấy từ thông gửi qua S giảm. Còn dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây dẫn thì có chiều như đã chỉ ra trên hình vẽ đó. Dòng điện này gây ra từ trường có đường cảm ứng hướng từ trái sang phải. Cảm ứng từ này cùng chiều với cảm ứng từ của từ trường nam châm là từ trường đã gây ra hiện tượng cảm ứng.
Điều nhận xét vừa rồi cho thấy có thể phát biểu: từ trường của dòng điện cảm ứng chống lại sự giảm từ thông qua S.
Nếu xét mối liên quan giữa chiều biến thiên của từ thông gửi qua S và chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn trong các thí nghiệm còn lại ta đều có chung nhận xét như trên. Do đó ta có thể đi đến kết luận chung như sau:
Dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch.
Đó là quy tắc xác định chiều của đòng điện cảm ứng và được gọi là định luật Lenz
Nguồn: Mjss_LOnely / Box Vật Lý - 4r Olympiavn.org
Từ thông
a) Từ thông là khái niệm cần thiết dùng để giải thích kết quả các thí nghiệm về cảm ứng điện từ và nhiều hiện tượng về sau. Vì vậy trước hết ta hãy xét khái niệm này.
Giả sử có một vòng dây kín, phẳng đặt trong từ trường đều. Vòng dây này giới hạn một phần mặt phẳng có diện tích S. Tại một điểm bất kì trong S ta vẽ vectơ pháp tuyến n vuông góc với S (H.56.1) chiều vectơ n được chọn tuỳ ý.
Kí hiệu vectơ cảm ứng từ của từ trường đang xét là B. Gọi a là góc tạo thành bởi vectơ B và vectơ n. Đại lượng [tex]\Phi=B.Scos \alpha[/tex] (56.1) được gọi là từ thông qua diệnt ích S.
Theo biểu thức định nghĩa trên ta thấy khi n làm thành với B một góc nhọn ([tex]\alpha< \frac{\pi}{2}[/tex]) ta có [tex]\Phi>0[/tex] (h.56.1a) còn khi n làm thanh với B một góc tù ([tex]\alpha> \frac{\pi}{2}[/tex]) ta có [tex]\Phi<0[/tex] (h.56.1b)
Đặc biệt nếu các đường cảm ứng từ song song với mặt phẳng vòng dây thì ([tex]\alpha= \frac{\pi}{2}[/tex]) và [tex]\Phi=0[/tex] (H.56.1c)
Người ta quy ước vẽ các đường cảm ứng từ sao cho số dường đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng bằng cảm ứng từ tại điểm đang xét. Với quy ước đó và với biểu thức định nghĩa từ thông nói trên ta thấy trị số tuyệt đối của từ thông F qua diện tích S đặt vuông góc với các đường cảm ứng từ bằng số đường cảm ứng từ qua điện tích đó.
Đối với từ trường đều thì các đờng cảm ứng từ phải được vẽ sao cho số đường đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng tại bất kì điểm nào cũng như nhau. Vì vậy các đường cảm ứng từ của từ trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau như đã nói trong §47.
b) Đơn vị từ thông: Từ hệ thức [tex]\Phi =B.S[/tex] ta thấy trong hệ đơn vị SI nếu lấy B = 1T, S = 1m[sup]2[/sup] thì [tex]\Phi =1[/tex] đơn vị từ thông có tên gọi là vebe, kí hiệu là Wb.
1 Wb = 1 T. 1m[sup]2[/sup].
Hiện tượng cảm ứng điện từ
a) Thí nghiệm1: Hình 56.2a,b,c,d.
Nhận xét: Ta đặt vòng dây dẫn cố định, di chuyển nam châm; hoặc đặt nam châm cố định, di chuyển vòng dây dẫn thì trong lúc di chuyển ta thấy có dòng điện chạy trong vòng dây dẫn.
(Nếu thay nam châm bằng một ống dây mang dòng điện và lặp lại các đodọng tác thí nghiệm như trên ta cũng thấy có dòng điện chạy trong vòng dây dẫn).
b) Thí nghiệm 2. Hình 56.3
Nhận xét: Khi di chuyển con chạy, trong vòng dây dẫn cũng xuất hiện dòng điện.
c) Hiện tượng mô tả trong hai thí nghiệm trên đây gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xuất hiện trong vòng dây dẫn gọi là dòng điện cảm ứng.
d) Phân tích hai thí nghiệm trên đây ta thấy cả hai đều có chung một đặc điểm.
Trong thí nghiệm 1 từ trường không thay đổitheo thời gian. Nhưng vì có sựchuyển động tương đối giữa nam châm và vòng dây dẫn nên số đường cảm ứng từ xuyên qua vòng dây dẫn thay đổi theo thời gian. Điều đó có nghãi là trong khi chuyển động thì từ thông qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn thay đổi theo thời gian.
Còn trong thí nghiệm 2 cả từ trường và vòng dây dẫn đều không chuyển động nhưng ở đây ta có cảm ứng từ thay đổi theo thời gian nên từ thông qua S cũng thay đổi theo thời gian.
Mặt khác ta lại thấy dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong thời gian có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây dẫn.
Nhiều thí nghiệm khác, cũng rút ra những nhận xét tương tự như trên. Vì vậy có thể phát biểu thành một định luật, gọi là định luật cảm ứng điện từ: 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.
Chiều của dòng điện cảm ứng. Định luật Lenz
a) Hãy trở lại các thí nghiệm trong mục 2 trên dây. Ta nhận thấy ở thí nghiệm hình 56.2a,b khi thay đổi chiều biến thiên từ thông thì chiều của dòng điện cảm ứng cũng thay đổi. Như vậy là chiều dòng điện cảm ứng và chiều biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi vòng dây dẫn có liên quan với nhau.
b) Để tìm ra mối liênquan đó ta cần khảo sát chi tiết hơn các thí nghiệm vừa nói.
Nếu vẽ vectơ n vuông góc với diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn có chiều từ trái sang phải thì trong thí nghiệm hình 56.2a khi đưa nam châm lại gần vòng dây dẫn từ thông gửi qua S tăng. Đồng thời thí nghiệm cho biết khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây dẫn có chiều như hình vẽ. Áp dụng quy tắc cái đinh ốc 2 đối với một khung dây mang dòng điện (mục 3, §50-51) ta thấy cảm ứng từ của từ trường do dòng điện cảm ứng gây ra có chiều từ phải sang trái. Cảm ứng từ này ngược chêìu cảm ứng từ của từ trường của nam châm là từ trường gây ra hiện tượng cảm ứng.
Qua nhận xét trên ta có thể phát biểu: từ trường của dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ thông gửi qua S.
Khảo sát thí nghiệm hình 56.2b ta thấy từ thông gửi qua S giảm. Còn dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây dẫn thì có chiều như đã chỉ ra trên hình vẽ đó. Dòng điện này gây ra từ trường có đường cảm ứng hướng từ trái sang phải. Cảm ứng từ này cùng chiều với cảm ứng từ của từ trường nam châm là từ trường đã gây ra hiện tượng cảm ứng.
Điều nhận xét vừa rồi cho thấy có thể phát biểu: từ trường của dòng điện cảm ứng chống lại sự giảm từ thông qua S.
Nếu xét mối liên quan giữa chiều biến thiên của từ thông gửi qua S và chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn trong các thí nghiệm còn lại ta đều có chung nhận xét như trên. Do đó ta có thể đi đến kết luận chung như sau:
Dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch.
Đó là quy tắc xác định chiều của đòng điện cảm ứng và được gọi là định luật Lenz
Nguồn: Mjss_LOnely / Box Vật Lý - 4r Olympiavn.org
