Chương 3. Từ trường

Bài 16. Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Nghiên cứu về từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ.

🟡 Trung bình 45 phút

Lý thuyết Từ thông và Cảm ứng điện từ

1 1. Từ thông

Định nghĩa: Từ thông qua một mặt là số đường sức từ đi qua mặt đó.

Công thức:

$$\Phi = B S \cos\alpha$$

Trong đó:

  • Φ: từ thông (Wb - Weber)
  • B: cảm ứng từ (T)
  • S: diện tích mặt (m²)
  • α: góc giữa vectơ B và pháp tuyến mặt

Đơn vị: Weber (Wb)

1 Wb = 1 T.m²

2 2. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Định nghĩa: Khi từ thông qua một mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng.

Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng: Từ thông qua mạch kín phải biến thiên.

Hiện tượng cảm ứng điện từ: Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.

Chiều dòng điện cảm ứng: Xác định bằng định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu.

3 3. Định luật Faraday

Suất điện động cảm ứng:

$$e_c = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

Định luật Faraday: Độ lớn suất điện động cảm ứng bằng tốc độ biến thiên của từ thông.

Dòng điện cảm ứng:

$$i_c = \frac{e_c}{R} = -\frac{1}{R} \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

Trong đó R là điện trở mạch.

4 4. Dòng điện Fu-cô

Dòng điện Fu-cô (Foucault): Là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi chuyển động trong từ trường.

Tính chất:

  • Có hại: Gây tỏa nhiệt, làm giảm hiệu suất máy
  • Có ích: Bếp từ, lò cảm ứng, phanh từ

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính từ thông

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Φ = BS cosα
  • Chú ý góc α

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Khung dây diện tích 100cm² đặt trong B = 0,2T, pháp tuyến song song với B. Tính Φ.
GIẢI

Giải:

S = 100cm² = 10⁻² m²

α = 0° (B // n) → cosα = 1

Φ = 0,2.10⁻².1 = 2.10⁻³ Wb

2 Dạng 2: Tính suất điện động cảm ứng

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • e_c = |ΔΦ/Δt|
  • Chú û: dấu trừ trong định luật Lenz

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 2: Từ thông giảm từ 0,5 Wb xuống 0,2 Wb trong 0,1s. Tính e_c.
GIẢI

Giải:

ΔΦ = 0,2 - 0,5 = -0,3 Wb

e_c = -ΔΦ/Δt = -(-0,3)/0,1 = 3 V

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 17 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương 3. Từ trường