Giải SGK Vật lí 12 Bài 16. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Có một số cách làm thay đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín:

- Thay đổi tiết diện cuộn dây

- Thay đổi độ lớn cảm ứng từ

- Thay đổi góc hợp bởi cảm ứng từ và mặt phẳng cuộn dây

Trường hợp 1: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm vĩnh cửu (Hình 16.4).

- Đưa nam châm lại gần hoặc ra xa khung dây

- Đưa khung dây lại gần hoặc ra xa nam châm

Trường hợp 2: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm điện (Hình 16.5).

- Đưa nam châm điện lại gần hoặc ra xa khung dây

- Đưa khung dây lại gần hoặc ra xa nam châm điện

- Thay đổi cường độ dòng điện qua nam châm điện

Thí nghiệm minh hoạ đơn giản

Chuẩn bị: Nam châm (1), cuộn dây (2), điện kế (3) và các dây dẫn.

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 16.6 và điều chỉnh kim điện kế chỉ đúng vạch số 0.

- Quan sát chiều lệch của kim điện kế trong các trường hợp sau:

+ Dịch chuyển cực Bắc của nam châm lại gần cuộn dây.

+ Dịch chuyển cực Bắc của nam châm ra xa cuộn dây.

Kết quả: kim điện kế bị lệch.

1. Kim điện kế dịch chuyển khi đang thực hiện di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây. Kim điện kế lệch khỏi vạch số 0 chứng tỏ đã xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.

2. Giải thích sự biến thiên từ thông: khi dịch chuyển nam châm thì số đường sức từ qua cuộn dây thay đổi dẫn đến từ thông qua cuộn dây thay đổi.

3. Khi từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

Hiện tượng này chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên.

1. Khi đóng, ngắt khoá K hoặc di chuyển con chạy trên biến trở thì kim điện kế có lệch khỏi vạch 0. Vì dòng điện qua nam châm điện (1) thay đổi dẫn đến số đường sức từ qua nam châm điện thay đổi, dẫn đến từ thông qua cuộn dây (2) thay đổi.

2. Khi đóng hoặc ngắt khoá K, từ thông trong công thức (16.1) thay đổi làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín.

Như thí nghiệm hình 16.7, nếu kim điện kế lệch sang trái thì chiều quấn của cuộn dây 2 từ phía trước ra phía sau, và ngược lại nếu kim điện kế lệch sang phải thì chiều quấn cuộn dây từ phía sau ra trước.

Học sinh tự tiến hành kiểm tra.

Dựa vào hình vẽ thấy thanh MN đang trượt từ phải sang trái, sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều dòng điện chạy từ N đến M, Q, P.

Do mặt phẳng khung dây vuông góc với cảm ứng từ nên chọn góc α = 0$^{o}$, do đó ${e}_{c}=-\frac{ΔΦ}{Δt}=-\frac{BS\cos α}{Δt}=-\frac{BS\cos 0^{\circ}}{Δt}=-\frac{BS}{Δt}$

Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi cho cuộn dây quay trong từ trường hoặc nam châm quay trước cuộn dây thì trong cuộn dây thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.