Buzz
1. Cảm ứng điện từ có nghĩa là gì?
Cảm ứng điện từ là hiện tượng tạo ra một suất điện động (hiệu điện thế trên một vật dẫn) khi vật đó được đặt trong một từ trường đang thay đổi.
2. Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
2.1. Khái niệm
Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi từ thông qua một mạch kín thay đổi, làm xuất hiện một dòng điện trong mạch đó. Dòng điện này được gọi là dòng điện cảm ứng, và hiện tượng này được gọi là cảm ứng điện từ.
- Từ thông là số đường sức từ xuyên qua một bề mặt kín. Từ thông có thể được hiểu như tổng số đường sức từ đi qua một diện tích bề mặt bất kỳ, liên quan đến hướng của từ trường.
- Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện khi từ thông qua mạch kín thay đổi.
2.2. Các định luật liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ
* Thí nghiệm Faraday về cảm ứng điện từ: Suất điện động cảm ứng là điện động được tạo ra từ dòng điện cảm ứng trong một mạch kín, tỷ lệ thuận với sự thay đổi từ thông qua mạch và tỷ lệ nghịch với thời gian của sự thay đổi đó (tức là tỷ lệ nghịch với tốc độ biến thiên của từ thông).
* Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng sẽ có hướng sao cho từ trường do nó tạo ra sẽ chống lại nguyên nhân đã gây ra dòng điện cảm ứng đó.
* Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua một mặt của mạch điện thay đổi, sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng trong mạch. Suất điện động cảm ứng luôn bằng trị số tuyệt đối của sự thay đổi từ thông, nhưng ngược dấu với tốc độ biến thiên của từ thông qua diện tích của mạch điện.
3. Bài tập về cảm ứng điện từ
Câu 1: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi nào?
A. Khi cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm điện
B. Đưa nam châm lại gần một ắc quy
C. Khi cuộn dây dẫn kín được đặt gần nam châm điện
D. Tăng cường dòng điện chạy qua nam châm điện đặt gần cuộn dây dẫn kín
Đáp án: C, khi cuộn dây dẫn kín được đặt gần nam châm điện, số đường sức từ xuyên qua mặt cắt của cuộn dây thay đổi. Do đó, sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.
Câu 2: Khái niệm từ thông được sử dụng để mô tả:
A. Số lượng đường sức từ xuyên qua một diện tích cụ thể
B. Mức độ mạnh yếu của từ trường
C. Hướng của vector cảm ứng từ
D. Cách phân bố các đường sức từ trong từ trường
Đáp án: Chọn A. Khái niệm từ thông được dùng để mô tả số đường sức từ đi qua một diện tích cụ thể.
Câu 3: Hai dây dẫn dài và thẳng, đặt song song cách nhau 20cm trong không khí, mang hai dòng điện ngược chiều với cường độ I1 = I2 = 12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này tạo ra tại điểm M, cách dây dẫn mang dòng I1 16cm và cách dây dẫn mang dòng I2 12cm.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I1 và I2 tạo ra tại M các vector cảm ứng từ B1 và B2 với phương trình và độ lớn như sau:
B1 = 1,5 × 10-5 T
B2 = 1 × 10-5 T
=> Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 với phương hướng như hình vẽ và độ lớn: B = 2,5 × 10-5 T
Câu 4: Hai dây dẫn dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng d = 12cm, mỗi dây mang dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng x:
a. Khi x = 10cm, tính độ lớn của cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện trong hai dây dẫn tạo ra tại điểm M.
b. Xác định giá trị x để độ lớn của cảm ứng từ tổng hợp đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.
Câu 5: Chọn đáp án không đúng: Độ lớn của suất điện động tự cảm lớn khi:
A. Suất điện động tự cảm lớn khi độ tự cảm của cuộn dây cao.
B. Suất điện động tự cảm lớn khi cường độ dòng điện qua cuộn dây cao.
C. Suất điện động tự cảm lớn khi dòng điện giảm nhanh.
D. Suất điện động tự cảm lớn khi dòng điện tăng nhanh.
Đáp án: B. Độ lớn của suất điện động tự cảm không phụ thuộc vào cường độ dòng điện qua cuộn dây. Suất điện động tự cảm lớn khi độ tự cảm L lớn và khi dòng điện thay đổi nhanh, không liên quan đến cường độ của dòng điện qua cuộn dây.
Câu 6: Hiện tượng tự cảm là một dạng cảm ứng điện từ gây ra bởi sự thay đổi từ thông qua mạch do:
A. Sự thay đổi cường độ điện trường trong mạch.
B. Sự di chuyển của nam châm so với mạch.
C. Sự di chuyển của mạch so với nam châm.
D. Do sự thay đổi từ trường của Trái Đất.
Đáp án: Chọn A. Hiện tượng tự cảm là dạng cảm ứng điện từ do sự thay đổi từ thông qua mạch gây ra, cụ thể là do sự biến đổi cường độ điện trường trong mạch. Nguyên nhân: Hiện tượng tự cảm là sự cảm ứng điện từ do sự thay đổi từ thông qua mạch, xuất phát từ sự thay đổi của chính cường độ điện trường trong mạch.
Câu 7: Trong trường hợp nào dưới đây không xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch:
A. Khi dây dẫn thẳng di chuyển theo hướng của đường sức từ.
B. Khi dây dẫn thẳng quay trong từ trường.
C. Trường hợp khung dây quay trong từ trường.
D. Trường hợp vòng dây quay trong từ trường đều.
Đáp án: Chọn A. Trong trường hợp dây dẫn thẳng di chuyển theo hướng của đường sức từ, không xuất hiện suất điện động cảm ứng trong mạch. Giải thích: Vì khi dây dẫn thẳng di chuyển theo hướng của đường sức từ, mạch điện không đóng kín.
Câu 8: Khi nam châm di chuyển qua một mạch kín, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ
A. Năng lượng cơ học.
B. Chuyển hóa từ cơ năng.
C. Chuyển hóa từ cơ năng.
D. Chuyển hóa từ nhiệt năng.
Đáp án: Chọn B. Khi nam châm di chuyển qua một mạch kín, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch, và điện năng của dòng điện này được chuyển hóa từ cơ năng. Giải thích: Sự chuyển động của nam châm qua mạch kín làm cơ năng biến thành điện năng.
Câu 9: Suất điện động cảm ứng là suất điện động ...?
A. Là suất điện động tạo ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
B. Là suất điện động tạo ra dòng điện trong mạch kín.
C. Là suất điện động được sinh ra bởi nguồn điện hóa học.
D. Là suất điện động được tạo ra bởi dòng điện cảm ứng.
Đáp án: Chọn A. Suất điện động cảm ứng là suất điện động được sinh ra do dòng điện cảm ứng trong mạch kín. Giải thích: Dựa vào khái niệm này.
Câu 10: Để giảm tổn thất do nhiệt lượng tỏa ra từ dòng điện Fu - cô trên kim loại, người ta thường thực hiện biện pháp nào?
A. Thường sơn một lớp cách điện lên bề mặt kim loại.
B. Thường đúc khối kim loại mà không có phần rỗng bên trong.
C. Thường tăng độ dẫn điện của khối kim loại.
D. Thường chia khối kim loại thành nhiều lớp mỏng và cách điện giữa các lớp.
Đáp án: Chọn D. Để giảm tổn thất do nhiệt tỏa ra từ dòng điện Fu - cô trên kim loại, người ta thường chia khối kim loại thành nhiều lá mỏng và cách điện giữa các lá. Giải thích: Việc chia khối kim loại thành các lớp mỏng cách điện giúp tăng điện trở của lõi sắt đối với dòng điện Fu - cô, từ đó làm giảm cường độ dòng Fu - cô.
Trên đây là bài viết của Mytour về chủ đề 'Cảm ứng điện từ là gì? Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?'. Hy vọng bài viết này sẽ cung cấp thông tin hữu ích, giúp bạn hiểu rõ hơn về cảm ứng điện từ và hiện tượng liên quan, đồng thời hỗ trợ bạn ôn tập và luyện tập hiệu quả. Xin chân thành cảm ơn!
