Tài liệu trình bày về tóm tắt lý thuyết về suất điện động cảm ứng và hướng dẫn các em học sinh cách giải bài tập SGK Vật lý 11 sẽ giúp các em dễ dàng nắm vững lại kiến thức và định hướng được cách giải các bài tập trang 152 hiệu quả, mời các em cùng tham khảo.
A. Tóm tắt lý thuyết: Suất điện động cảm ứng
I . SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MẠCH KÍN
1.Định nghĩa
Sự xuất hiện dòng cảm ứng 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.
2. Định luât Fa – ra – đây
Giả sử mạch kín C đặt trong một từ trường, từ thong qua mạch biến thiên một đại lượng ∆Φ
trong một khoảng thời gian ∆t. Giả sử sự biến thiên từ thông này được thực hiện qua một
dịch chuyển nào đó của mạch. Trong dịch chuyển này, lực tương tác tác dụng lên mạch C đã
sinh ra một công ∆A. Người ta đã chứng minh được rằng ∆A = i∆Φ
Với I là cường độ dòng điện cảm ứng. Theo định luật len – xơ, lực từ tác dụng lên mạch C
luôn cản trở chuyển động tạo ra biến thiên từ thông. Do đó ∆A là một công cản.Vậy, để thực
hiện sự dịch chuyển của C (nhằm tạo ra sự biến thiên của Φ) phải có ngoại lực tác dụng lên
C và trong chuyển dời nói trên, ngoại lực này sinh công thắng công cản của lực từ.
∆A’ = -∆A = -i∆Φ (24.1)
Công ∆A’ có độ lớn bằng tổng phần năng lượng do bên ngoài cung cấp cho mạch C và được
chuyển hóa thành điện năng của suất điện động cảm ứng ec ((tương tự như điện năng do
một nguồn điện sản ra) trong khoảng thời gian ∆t.
Theo công thức (7.3) ta có:
∆A’ = eci∆t (24.2)
So sánh hai công thức của ∆A’ ta suy ra công thức của suất điện động cảm ứng:
|ec| = (24.3)
Trang | 1
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Nếu chỉ xét độ lớn của ec (không kể dấu) thì :
Thương số biểu thị độ biến thiên từ thông qua mạch C trong một đơn vị thời gian,
thương số này được gọi là tốc độ biến thiên từ thông qua mạch. Vậy công thức (24.4) được
phát biểu như sau :
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.
Phát biểu này được gọi là định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ - định luật Fa –ra
đây.
II. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG VÀ ĐỊNH LUẬT LEN – XƠ
Sự xuất hiện dấu (-)trong công thức (24.3) 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 ec < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng)
ngược với chiều của mạch
Nếu Φ giảm thì ec > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) là
chiều của mạch
III.CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TÙ
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
Trang | 2
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
về hiện tượng này. Đóng góp của Fa- ra – đây đã mở ra một triển vọng to lớn trong thế kỉ
XIX về một phượng thức sản xuất điện năng mới, làm cơ sở cho công cuộc điện khí hóa.
B. Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6 trang 152 sgk Lý 11: Suất điện động cảm ứng -
Chương 5 - Cảm ứng điện từ
Bài 1 trang 152 - sgk vật lí 11
Phát biểu các định nghĩa:
- Suất điện động cảm ứng;
- Tốc độ biến thiên từ thông.
Hướng dẫn giải:
Suất điện động cảm ứng là Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín.
Tốc độ biến thiên từ thông = Độ lớn Suất điện động cảm ứng nhân với thời gian biến thiên
Bài 2 trang 152 sgk vật lí - 11
Nêu ít nhất ba ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ?
Hướng dẫn giải:
- tạo ra dòng điện xoay chiều.
- máy phát điện,
- máy biến thế,
Bài 3 trang 152 sgk vật lí 11
Phát biểu nào dưới đây là đúng?
Khi một mạch kín phẳng, quay xung quanh một trục nằm trong mặt phẳng chứa mạch trong
một từ trường, thì suất điện động cảm ứng đối chiều một lần trong.
A. 1 vòng quay
B. 2 vòng quay
C. vòng quay
D. vòng quay
Trang | 3
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Hướng dẫn giải:
Chọn C
Khi quay vòng thì suất điện động cảm ứng đổi chiều một lần.
Bài 4 trang 152 sgk vật lí 11
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 trường, biết cường độ dòng điện cảm ứng i
= 2A và điện trở của mạch r = 5Ω.
Hướng dẫn giải:
Suất điện động cảm ứng :
ec = ri = 5.2 = 10V
Mặt khác ec = = . S
Suy ra: = = = 103 T/s
Bài 5 trang 152 sgk vật lí 11
Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vec
tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian = 0,05s, cho độ lớn
của tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong
khung.
Hướng dẫn giải:
Độ biến thiên của từ thông ∆Φ = ∆BS = ∆Ba2
Suất điện động cảm ứng : |ec| = = .(10-1)2 = 0,1V
Bài 6 trang 152 sgk vật lí 11
Một mạch kín tròn C bán kính R, đặt trong từ trường đều, trong đó vectơ cảm ứng từ lúc
đầu có hướng song song với mặt phẳng chứa C (Hình 24.4). Cho C quay đều xung quanh
trục ∆ cố định đi qua tâm của C và nằm trong mặt phẳng chứa C ; tốc độ quay là không đổi.
Trang | 4
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Xác định suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong C.
Hướng dẫn giải:
Từ thông ban đầu : Φđầu = 0;
Từ thông tại thời điểm t: Φ = BSsinωt; suất điện động cảm ứng ec = Φ'
lấy đạo hàm ta được: ec = BSωcosωt;
Trang | 5
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Độ lớn cực đại : E0 = BSω (với S = πR2)
- Luyên thi ĐH, THPT QG với đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng.
- H2 khóa nền tảng kiến thức luyên thi 6 môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.
- H99 khóa kỹ năng làm bài và luyện đề thi thử: Toán,Tiếng Anh, Tư Nhiên, Ngữ Văn+ Xã Hội.
- Mang lớp học đến tận nhà, phụ huynh không phải đưa đón con và có thể học cùng con.
- Lớp học qua mạng, tương tác trực tiếp với giáo viên, huấn luyện viên.
- Học phí tiết kiệm, lịch học linh hoạt, thoải mái lựa chọn.
- Mỗi lớp chỉ từ 5 đến 10 HS giúp tương tác dễ dàng, được hỗ trợ kịp thời và đảm bảo chất lượng học tập.
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 6 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.
- Hoc Toán Nâng Cao/Toán Chuyên/Toán Tiếng Anh: Cung cấp chương trình VClass Toán Nâng Cao,
Toán Chuyên và Toán Tiếng Anh danh cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9.
- Gia sư Toán giỏi đến từ ĐHSP, KHTN, BK, Ngoại Thương, Du hoc Sinh, Giáo viên Toán và Giảng viên ĐH. Day kèm Toán mọi câp độ từ Tiểu học đến ĐH hay các chương trình Toán Tiếng Anh, Tú tài quốc tế IB,…
- Học sinh có thể lựa chọn bất kỳ GV nào mình yêu thích, có thành tích, chuyên môn giỏi và phù hợp nhất.
- Nguồn học liệu có kiểm duyệt giúp HS và PH có thể đánh giá năng lực khách quan qua các bài kiểm tra
độc lập.
- Tiết kiệm chi phí và thời gian hoc linh động hơn giải pháp mời gia sư đến nhà.
Trang | 6
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
