Bài 32. ĐIỀU KIỆN XUẤT HIỆN DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

Điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên.

B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. - Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng.

- Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không đổi.

- Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm.

- Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng.

C2.

Làm thí nghiệm

Có dòng điện cảm ứng hay không?

Số đường sức từ xuyên qua S có biến đổi hay không?
Đưa nam châm lại gần cuộn dây Có Có
Để nam châm nằm yên Không Không
Đưa nam châm ra xa cuộn dây Có Có

C3. Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.

C4. - Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện thì cường độ dòng điện qua nam châm điện tăng từ 0 đến giá trị cực đại làm cho từ trường của nam châm điện mạnh lên. Số đường sức từ biểu diễn từ trường của nam châm điện tăng, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn có mắc đèn LED cũng tăng nên trong cuộn dây dẫn này xuất hiện dòng điện cảm ứng.

- Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện thì cường độ dòng điện qua nam châm điện giảm từ giá trị cực đại đến 0, làm cho từ trường của nam châm điện yếu đi và mất hẳn. Số đường sức từ biểu diễn từ trường của nam châm điện giảm về 0, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn có mắc đèn LED cũng giảm về 0 nên trong cuộn dây dẫn này xuất hiện dòng điện cảm ứng.

C5. Khi quay núm của đinamô thì nam châm vĩnh cửu trong đinamô cũng quay theo. Nếu hai cực từ của nam châm được quay lại gần hai đầu của cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Nếu hai cực từ của nam châm bị quay ra xa hai đầu của cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, trong cuộn dây cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng.

C6. Khi quay nam châm trước cuộn dây dẫn kín, mỗi cực của nam châm luân phiên lại gần và ra xa đầu ống dây. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng, giảm (biến thiên) nên trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng.

32.1. a) biến thiên của số đường sức từ.

b) dòng điện cảm ứng.

32.2.C.

32.3. Xem hướng dẫn câu C6.

32.4. Nam châm được gắn cố định vào tay quay. Khi quay liên tục tay quay thì nam châm sẽ quay liên tục làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín liên tục biến đổi, trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng liên tục. Sơ đồ thiết kế như hình 32.1.

32.5. D;

32.6. D.

32.7. Khi khung dây quay quanh trục PQ thì trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây không thay đổi.

32.8. Lời phát biểu đó là sai vì : Nếu cuộn dây dẫn kín và thanh nam châm đặt rất xa nhau, dù cho chúng có chuyển động tương đối so với nhau thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây cũng bằng không nên trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Một ví dụ khác được mô tả trong thí nghiệm ở hình 32.2. Khi cuộn dây dẫn kín đứng yên, thanh nam châm quay quanh trục PQ thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không đổi nên trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

C. BÀI TẬP BỔ SUNG

32a. Một khung dây dẫn kín được đặt giữa hai cực của nam châm hình chữ U như hình 32.3. Nếu cho khung dây chuyển động trong lòng nam châm theo phương song song hoặc vuông góc với các đường sức từ thì trong khung dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng không ? Tại sao ?

32b. Có một thí nghiệm được bố trí như hình 32.4. Hỏi khi đóng, mở công tắc K hoặc dịch chuyển con chạy của biến trở thì trong cuộn dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng không? Tại sao?

HƯỚNG DẪN GIẢI

32a. Vì từ trường giữa hai cực của nam châm là từ trường đều nên khi khung dây chuyển động trong lòng nam châm theo phương song song hoặc vuông góc với các đường sức từ thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung không đổi nên trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

32b. Khi đóng, mở công tắc K hoặc dịch chuyển con chạy của biến trở thì trong ống dây có dòng điện biến đổi. Dòng điện biến đổi trong ống dây tạo ra một từ trường biến đổi xuyên qua tiết diện S của ống dây nên trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.