3 trả lời
Gió ở cấp nào thì gọi là gió bão? [Vật lý - Lớp 7]
5 trả lời
Đáp án chính xác nhất của Top lời giảicho câu hỏi trắc nghiệm: “Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng?” cùng với những kiến thức mở rộng thú vị về dòng điện cảm ứng là tài liệu ôn tập dành cho thầy cô giáo và các bạn học sinh tham khảo bộ môn Vật lí 11.
Trắc nghiệm:Cách làm nào dưới đây có thể tạo ra dòng điện cảm ứng?
A. Nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn.
B. Nối hai cực của nam châm với hai đầu cuộn dây dẫn.
C. Đưa một cực của acquy từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
D. Đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
Trả lời:
Đáp án đúng: D. Đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
Để tạo ra dòng điện cảm ứng, ta đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.
Bổ sung thêm kiến thức cùng Top lời giải thông qua bài mở rộng về dòng điện cảm ứng nhé!
Kiến thức mở rộng về dòng điện cảm ứng
1. Dòng điện cảm ứng là gì? Chiều của dòng điện cảm ứng
a. Dòng điện cảm ứng là gì?
- Dòng điện cảm ứng là một hiện tượng thuộc loại cảm ứng điện từ. Hiện tượng này xảy ra khi một dòng điện được sinh ra trong mạch dẫn kín được đặt trong môi trường từ trường.
- Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín khi có từ thông đi qua. Trong một dây dẫn kín đặt trong từ trường khi từ thông gửi qua khung dây bị biến thiên và có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó. Điều này đã được nhà Vật lý, Hóa học người Anh – Michael Faraday khám phá qua một nghiên cứu năm 1831, cụ thể như sau:
b. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào?
- Ông sử dụng một cuộn dây, sau đó mắc nối tiếp nó với một điện kế [được ký hiệu là G] và tạo thành một mạch kín. Bên trong cuộn dây ông đặt một nam châm với hai cực âm [-], dương [+]. Sau đó, ông nhận thấy có một dòng điện được sản sinh ra trong mạch kín và dòng điện này chính là dòng điện cảm ứng điện từ. Tiếp tục nghiên cứu và thực hiện các tương tác lên nam châm thì ông nhận thấy:
- Dòng điện cảm ứng sẽ có chiều ngược lại khi ông rút nam châm ra khỏi cuộn dây.
+ Khi ông di chuyển cục nam châm càng nhanh thì cường độ của dòng điện cảm ứng càng lớn.
+ Dòng điện cảm ứng sẽ bằng 0 khi ông giữ cho thanh nam châm đứng yên.
+ Tiếp tục, khi ông đưa ống dây có dòng điện chạy qua để thay thế cho cục nam châm và tiến hành các thí nghiệm tương tự thì ông cũng thu lại được những kết quả tương tự.
- Từ những thí nghiệm trên thì ông đã đưa ra những kết luận như sau:
+ Dòng điện cảm ứng điện từ được sinh ra trong mạch điện là do có từ thông đi qua mạch kín và nó thay đổi theo thời gian.
+ Dòng điện cảm ứng chỉ được sinh ra và tồn tại trong khoảng thời gian mà có từ thông đi qua mạch kín biến đổi.
+ Tốc độ biến đổi của từ thông sẽ tỉ lệ thuận với cường độ của dòng điện cảm ứng.
+ Từ thông đi qua mạch tăng hay giảm sẽ có những ảnh hưởng trực tiếp đến chiều của dòng điện.
c. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng
- Đồng thời với những nghiên cứu và kết luận của nhà Vật Lý Michael Faraday thì nhà Vật Lý học Heinrich Lenz cũng nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ. Sau đó, ông đã phát minh ra định luật Lenz [lấy từ trên của Ông] một cách tổng quát giúp con người xác định được chiều của dòng điện cảm ứng.
- Cụ thể, định luật Lenz được phát biểu như sau:
+ Chiều của dòng điện cảm ứng trong dây dẫn được sinh ra bởi sự biến thiên của từ trường tuân theo định luật cảm ứng Faraday thì sẽ tạo ra một từ trường chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó.
+ Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó đã sinh ra có tác dụng chống lại các nguyên nhân đã sinh ra nó.
2. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
- Dòng điện cảm ứng là một hiện tượngcảm ứng điện từ, khi từ trường sinh ra dòng điện. Hiện tượng này được Michael Faraday khám phá qua thực nghiệm năm 1831. Định nghĩa dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện khi từ thông qua mạch biến thiên
- Điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng: Khi đưa nam châm lại gần hoặc xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên.
+ TH1: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên đặt trong từ trường của một nam châm.
+ TH2: Khi đóng hay ngắt mạch điện, từ trường của nam châm đột ngột xuất hiện hay biến mất. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn biến thiên [tăng hoặc giảm]. Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
3. Ứng dụng của dòng điện cảm ứng điện từ
Nó tạo nên một sự thay đổi lớn trong đời sống và nhiều lĩnh vực, khi nó được áp dụng thành công trong các lĩnh vực đó.
a. Bếp Từ
- Bếp từ, một cụm từ đã nói lên nó sử dụng công nghệ gì. Đó là dòng điện cảm ứng điện từ. Nó làm nóng dụng cụ nấu bếp [xoang, chảo…] bằng dòng điện cảm ứng. Một cuộn dây đồng sẽ được đặt dưới một vật liệu cách nhiệt, một dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng này.
- Từ trường dao động tạo ra một từ thông liên tục từ hóa nồi, ngay lúc này nồi đóng vai trò như lõi từ của máy biến áp. Điều này đã tạo ra dòng điện xoáy [chúng ta còn gọi là dòng điện Fu-cô] lớn ở trong nồi. Vì có tác dụng của dòng Fu-cô, nồi nấu chịu tác dụng của lực hãm điện từ gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxơ và làm nóng đáy nồi dẫn đến làm nóng thức ăn bên trong.
b. Máy phát điện
- Máy phát điện sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra nguồn điện. Cốt lõi của các bộ phận bên trong máy phát điện là một cuộn dây trong từ trường. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện này chính là cuộn dây điện sẽ được quay trong từ trường với tốc độ không đổi và nó tạo ra điện xoay chiều.
c. Quạt điện
- Quạt điện và các hệ thống làm mát khác thì sử dụng động cơ điện. Những động cơ này hoạt động cũng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Trong bất kỳ thiết bị điện nào thì động cơ điện hoạt động bởi từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo định lý Lo-ren-xơ [Lorentz]. Những động cơ này chỉ khác nhau về chi phí dựa trên ứng dụng và kích thước.
- Ngoài ra, còn rất nhiều ứng dụng của định luật cảm ứng điện từ trong thiết bị gia dụng như: lò nướng, chuông cửa, lò vi sóng, máy xay, loa, …
d. Trong y học
- Trong y học ngày nay thì trường điện từ có một vai trò cực kỳ quan trọng trong tất cả các thiết bị y tế tiên tiến. Ví dụ như: các phương pháp điều trị tăng thân nhiệt cho bệnh nhân ung thư, cấy ghép và chụp cộng hưởng từ [MRI].
- Bên cạnh các lĩnh vực được kể ra trên đây thì định luật dòng điện cảm ứng điện từ còn có vai trò quan trọng cũng như ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực trong đời sống như: công nghiệp, không gian,…
e. Tàu điện từ
- Đây là một trong những công nghệ hiện đại của các hệ thống giao thông sử dụng định luật cảm ứng điện từ. Tàu đệm từ sử dụng nam châm điện mạnh giúp tăng tốc độ của tàu lên một mức đáng kể
f. Đèn huỳnh quang
- Các hệ thống chiếu sáng được sử dụng phổ biến nhất trong các tòa nhà thương mại và gia đình chính là hệ thống chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang.
- Chấn lưu được sử dụng trong đèn huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, tại thời điểm bật đèn, nó tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn rồi sau đó phóng điện qua đèn.
- Dòng điện qua đèn tạo thành ion tác động lên bột huỳnh quang làm bột huỳnh quang phát sáng [sau khi đèn sáng, điện áp trên 2 đầu đèn giảm đi, dòng điện qua đèn bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô].
Trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi “Các cách tạo ra dòng điện cảm ứng” và phần kiến thức tham khảo là tài liệu cực hữu dụng bộ môn Vật lí 9 cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo.
Trả lời câu hỏi: Các cách tạo ra dòng điện cảm ứng
Có các cách sau để tạo ra dòng điện cảm ứng:
- Cho một cực của nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng [làm đèn sáng].
- Dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện ở cuộn dây trong thời gian đóng ngắt mạch của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm điện biến thiên.
Cùng Top lời giải trang bị thêm nhiều kiến thức bổ ích cho mình thông qua bài tìm hiểu về một số ứng dụng của cảm ứng điện từ dưới đây nhé!
Kiến thức tham khảo về một số ứng dụng của cảm ứng điện từ
1. Điện từ trong các thiết bị gia dụng
Điện từ đóng vai trò là nguyên tắc làm việc cơ bản của rất nhiều thiết bị gia dụng như đèn, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa không khí, vv
a. Bếp từ
Bếp từ làm nóng nồi nấu bằng cảm ứng từ, thay vì dẫn nhiệt từ lửa, hay bộ phận làm nóng bằng điện. Bởi dòng điện cảm ứng trực tiếp làm nóng dụng cụ nấu bếp, do đó, nhiệt độ có thể tăng lên rất nhanh.
Trong một bếp từ, một cuộn dây đồng được đặt dưới một vật liệu cách nhiệt [thường là mặt bếp bằng gốm thủy tinh], một dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộc dây đồng này.
Từ trường dao động tạo ra một từ thông liên tục từ hóa nồi, và lúc này, nồi đóng vai trò như lõi từ của máy biến áp. Điều này đã tạo ra dòng điện xoáy [còn gọi là dòng điện Fu-cô, dòng điện Foucalt] lớn ở trong nồi. Do tác dụng của dòng Fu-cô, nồi nấu chịu tác dụng của lực hãm điện từ, từ đó, gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun - Lenxơ và làm nóng đáy nồi cũng như thức ăn bên trong.
b. Đèn huỳnh quang
Các hệ thống chiếu sáng được sử dụng phổ biến nhất trong các tòa nhà thương mại và gia đình chính là hệ thống chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang.
Chấn lưu được sử dụng trong đèn huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, tại thời điểm bật đèn, nó tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn rồi sau đó phóng điện qua đèn.
Dòng điện qua đèn tạo thành ion tác động lên bột huỳnh quang làm bột huỳnh quang phát sáng [sau khi đèn sáng, điện áp trên 2 đầu đèn giảm đi, dòng điện qua đèn bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô]
c. Quạt điện
Quạt điện và các hệ thống làm mát khác sử dụng động cơ điện. Những động cơ này hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Trong bất kỳ thiết bị điện nào, động cơ điện hoạt động bởi từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo nguyên lý lực Lo-ren-xơ [Lorentz]. Những động cơ này chỉ khác nhau về kích thước và chi phí dựa trên ứng dụng.
Ngoài ra, còn rất nhiều ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ trong thiết bị gia dụng như: lò vi sóng, máy xay, lò nướng, chuông cửa, loa, v.v...
2. Máy phát điện
Máy phát điện sẽ sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra điện. "Cốt lõi" của máy phát điện là một cuộn dây trong từ trường. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện này đó chính là cuộn dây điện sẽ được quay trong từ trường với tốc độ không đổi và tạo ra điện xoay chiều.
Ngoài sử dụng một cuộn dây quay trong từ trường không đổi, ta có một cách khác để sử dụng cảm ứng điện từ đó chính là giữ cho cuộn dây đứng yên và sau đó làm quay nam châm vĩnh cữu [cung cấp từ trường và từ thông] xung quanh cuộn dây trên.
3. Tàu điện từ
Đây là một trong những công nghệ hiện đại của các hệ thống giao thông sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ. Tàu đệm từ sử dụng nam châm điện mạnh để tăng tốc độ của tàu lên một mức đáng kinh ngạc.
Tàu đệm từ sử dụng nguyên tắc cơ bản của nam châm như hệ thống treo điện từ [EMS] và hệ thống treo động lực học [EDS]. Trong EMS, nam châm điện được sử dụng trên thân tàu sẽ hút vào đường ray sắt.Những nam châm này bao quanh các đường ray dẫn hướng và lực hấp dẫn giữa các hướng dẫn và nam châm nâng tàu lên. Trong EDS, tàu được đẩy bởi lực đẩy trong các hướng dẫn dẫn điện bằng dòng điện cảm ứng.
4. Điện từ trong y học
Ngày nay, trường điện từ đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong các thiết bị y tế tiên tiến như các phương pháp điều trị tăng thân nhiệt trong bệnh ung thư, cấy ghép và chụp cộng hưởng từ [MRI]
Định luật cảm ứng điện từlà một định lý cực kỳ hữu ích với rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Điện từ đã tạo ra một cuộc cách mạng rất lớn trong lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật. Ngoài ra, nó còn tác động lớn đến các lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp, không gian...