[Vật lý 11] Tổng hợp lý thuyết và bài tập Suất điện động MỚI NHẤT

Ở bài trước chúng ta học về Cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ để xác định dòng điện cảm ứng. Tiếp theo hôm nay chúng ta sẽ học về Suất điện động cảm ứng để xác định độ lớn của dòng điện cảm ứng nhé! Cùng bắt tay vào học thôi nào!

Bạn đang xem bài viết: Suất điện động

Suất điện động cảm ứng trong mạch kín

Định nghĩa

Sự xuất hiện dòng cảm ứng trong một mạch kín (C) chứng tỏ tồn tài một nguồn điện trong mạch đó. Suất điện động của nguồn này được gọi là suất điện động cảm ứng. Vậy có thể định nghĩa:

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

Định luật Fa-ra-đây

Suất điện động cảm ứng:

Nếu chỉ xét về độ lớn của e_C thì:

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

Xem thêm: [Vật lý 11] Lý thuyết và bài tập Từ thông và cảm ứng điện từ chuẩn SGK

Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ

• Sự xuất hiện dấu (-) trong biểu thức của e_C là để phù hợp với định luật Len–xơ
• Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C) , ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông Φ qua mạch kín (C) (Φ là một đại lượng đại số).
• Nếu Φ  tăng thì e_c < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược với chiều của mạch
• Nếu Φ  giảm  thì e_c >  0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện  cảm ứng) là chiều của mạch

Quy tắc bàn tay phải

Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón 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 bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó

+ Khi mạch được nối kín thì trong mạch có dòng điện cảm ứng i_C

+ Bên trong nguồn điện, dòng điện có chiều từ cực âm sang cực dương, bên ngoài thì ngược lại.

Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây

Theo chương trình Vật lý 11, ta có biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây:

|e_C|=Blvsinθ

Trong đó:

+ e_C : suất điện động cảm ứng của đoạn dây (V)

+ B: cảm ứng từ (T)

+ $l$ : chiều dài đoạn dây (m)

+ v: vận tốc của đoạn dây

+ $\theta =\left(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}\right)$

Lưu ý, Dây dẫn chuyển động trong từ trường được coi như một nguồn điện. Khi đó, lực lorenxơ tác dụng lên các electron đóng vai trò lực lạ tạo thành dòng điện

Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

Trong hiện tượng cảm ứng điện từ trên đây, để tạo ra sự biến thiên từ thông qua mạch (C), phải có ngoại lực tác dụng vào (C) và ngoại lực này sinh ra một công cơ học. Công cơ học này làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch, nghĩa là đã tạo ra điện năng. Vậy bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ đã nêu trên là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.

Fa-ra-đây là người đầu tiên khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật cơ bản về hiện tượng này.

Máy phát điện

Máy phát điện là ứng dụng quan trọng và quen thuộc của hiện tượng cảm ứng điện từ trong các đoạn dây chuyển động.

+ Máy phát điện xoay chiều:

+ Máy phát điện một chiều:

Bài tập suất điện động cảm ứng

Bài 1: Một mạch kín hình vuông, cạnh 10cm, đặt vuông góc với một từ trường đều có độ lớn thay đổi theo thời gian. Tính tốc độ biến thiên của từ tường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i = 2A và điện trở của mạch r = 5Ω

Hướng dẫn:

Bài 2:

Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ →B vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian 0,05s cho độ lớn của →B tăng đều từ 0 đến 0,5T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Hướng dẫn:

Tổng kết

Chúng vừa tìm hiểu các phần lý thuyết và bài tập luyện tập liên quan đến Suất điện động. Congthuctoanlyhoa.com chúc các bạn học học tập thật tốt và đừng quên theo dõi để cập nhật thêm nhiều kiến thức mới nữa nhé!