Công thức tính độ biến thiên từ thông
|
Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều: \(\Phi= BScos\alpha \) Show Từ thông qua khung dây có N vòng dây: \(\Phi= NBSc{\rm{os}}\alpha \) Trong đó: + \(\Phi \) : từ thông (Wb) + B: cảm ứng từ (T) + \(\alpha= (\overrightarrow n ,\overrightarrow B )\) + N: số vòng dây + Đơn vị: Wb (vêbe)  1 trả lời Cho 2 điện trở R1=12,R2=6 (Vật lý - Lớp 9) 1 trả lời Cho mạch điện như hình 31 (Vật lý - Lớp 9) 1 trả lời 1. Từ thông là gì? Từ thông được ký hiệu bằng chữ cái Φ (đọc là phi) Xét một tiết diện S được giới hạn bởi đường cong kín (C), - Từ thông đặc trưng cho "lượng" từ trường đi qua S => S càng lớn thì từ trường qua nó càng nhiều => Φ tỉ lệ với S - Từ thông đặc trưng cho "lượng" từ trường => hiển nhiên Φ tỉ lệ với cảm ứng từ B (đại lượng đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của từ trường) Từ những nhận xét trên, bạn có: Biểu thức tinh từ thông Φ=N.B.Scosα Trong đó: 2/ Hiện tượng cảm ứng điện từThí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ: Khảo sát thí nghiệm trên qua hình minh họa dưới Vòng dây tiến lại gần nam châm => "lượng" từ trường qua vòng dây tăng lên => từ thông Φ tăng lên => có dòng điện trong mạch. Khi vòng dây lùi xa nam châm => "lượng" từ trường qua vòng dây giảm đi => từ thông Φ giảm => có dòng điện trong mạch. Vậy từ thông Φ thay đổi có dòng điện trong mạch? Bằng nhiều thí nghiệm thay đổi từ thông như cho vòng dây đứng yên, nam châm chuyển động lại vòng dây(thay đổi B),cho vòng dây đứng yên nam châm quay cạnh vòng dây hoặc ngược lại(thay đổi α),dùng tay bóp méo vòng dây cạnh nam châm(thay đổi S)con nhà người ta đã phát hiện ra rằng cứ Φ thay đổi thì sẽ xuất hiện dòng điện trong mạch kín (vòng dây) và hiện tượng cảm ứng điện từ sẽ dừng lại khi từ thông Φ ngừng biến thiên. Kết luận:Hiện tượng cảm ứng điện từlà hiện tượng từ thông qua mạch kín biến thiên (tăng hoặc giảm) làm xuất hiện trong mạch dòng điện, dòng điện này gọi tên là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ xảy ra trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. Hiện tượng cảm ứng điện từ là một trong những hiện tượng vật lý quan trọng được phát hiện góp phần đưa nền văn minh nhân loại sang một giai đoạn mới, giai đoạn sử dụng năng lượng điện. 3. Đơn vị của từ thông làTrong hệ SI, đơn vị của từ thông là vê be, kí hiệu là Wb. Theo công thức (1) nếu cosα = 1, S = 1 m2, B = 1 T thì Φ = 1Wb. Vậy 1 Wb = 1T. 1m2 4. Công thức từ thôngTheo như khả năng phụ thuộc vào từ thông với các đơn vị diện tích; cảm ứng từ, độ lớn góc α; người ta tính từ thông dựa theo công thức: Φ = N.B.S.cosα Trong đó: Φ: là từ thông N: số vòng dây B: cảm ứng từ S: diện tích của 1 vòng dây (đơn vị là m2) α: là góc được tạo bởi vector pháp tuyến n và B Công thức tính từ thông cực đại Từ thông cực đại được tạo ra bởi công thức Φmax = B.S Từ thông cực đại được tạo ra khi góc α nằm trong 2 trường hợp n và B tạo góc 0 độ C và 180 oC Điều này có nghĩa là cảm ứng điện từ và từ trường tiết diện S nó chạy song song với nhau; và không tạo ra góc Công thức tính từ thông cực tiểu Từ thông cực tiểu có nghĩa là không sinh ra từ thông. Mà trường hợp từ thông không được sản sinh bởi lý do góc α = 90 độ xảy ra khi góc n và B tạo góc vuông Các bạn lưu ý 2 phần này nhé. Đây là những câu trắc nghiệm thường ra nhất trong thi cử hiện nay bằng các câu hỏi trắc nghiệm Từ 2 công thức trên ta thấy dù ở bất cứ trường hợp nào thì công thức tính không thay đổi. Điều này có khẳng đình gì ? Có nghĩa là nguyên tắc hoạt động của từ thông hoàn toàn không phụ thuộc vào độ nhiễu tín hiệu từ các môi trường bên ngoài gây ra ! 5. Ý nghĩa của từ thôngTừ thông sẽ có ý nghĩa như sau: “Từ thông đi qua một S bằng số đường sức từ đi qua diện tích S được đặt vuông góc với đường sức từ” Ví dụ về từ thông: Giả sử bài toán yêu cầu thế này: Có một khung dây đồng được cuốn phẳng dẹt với số vòng dây độ 1500 vòng, diện tích mỗi vòng là 39 cm2 Trong bài toán thể hiện khung quây xoay đều quanh một trục vít đối xứng nhau. Hướng của cảm ứng điện từ so với trục quay tạo một góc 0 độ và có độ lớn 0,5T. Yêu cầu tính từ thông cực đại chạy quay khung dây Theo công thức trên ta có: Φ = N .B . Scosα = 1500 * 0,5 * 39*10-4= 2,925Wb
+ Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường: Φ = BScos(n→, B→). + Từ thông qua khung dây có N vòng dây: Φ = NBScos(n→, B→). Trong đó: Φ: từ thông qua mạch kín S: diện tích của mạch (m2) B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T) α = (B→, n→), n→ là pháp tuyến của mạch kín N: số vòng dây của mạch kín. Quảng cáo Tùy thuộc vào góc α mà từ thông có thể có giá trị âm hoặc dương: Khi 0° < α < 90° ⇒ cos α > 0 thì Φ dương Khi 90° < α < 180° ⇒ cos α < 0 thì Φ âm Khi α = 90° ⇒ cos α = 0 thì Φ = 0 Khi α = 0° ⇒ cos α = 1 thì Φmax = BS Khi α = 180° ⇒ cos α = -1 thì Φmin = -BS ⇒ -BS ≤ Φ ≤ BS - Ý nghĩa của từ thông: Từ thông diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó - Đơn vị: Vê-be (Wb). Ví dụ 1: Một vòng dây phẵng giới hạn diện tích S = 5 cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1 T. Mặt phẵng vòng dây làm thành với B→ một góc α = 30°. Tính từ thông qua S. Hướng dẫn: Mặt phẵng vòng dây làm thành với góc 30° nên góc giữa B→ và pháp tuyến n→ là 60°. Do đó: Φ = BScos(n→, B→) = 25.10-6 Wb. Ví dụ 2: Một khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẵng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10-5 Wb. Tính bán kín vòng dây. Hướng dẫn: Ta có: Φ = BScos(n→, B→) = BπR2cos(n→, B→) Quảng cáo Ví dụ 3: Một khung dây phẵng giới hạn diện tích S = 5 cm2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1 T sao cho mặt phẵng khung dây hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 60°. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây. Hướng dẫn: Ta có: Φ = NBScos(n→, B→) = 8,7.10-4 Wb. Ví dụ 4: Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp giữa véc tơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó. Hướng dẫn: Ta có: Φ = BScosα Bài 1: Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh 5 cm và 4 cm. Khung đặt trong từ trường đều B = 3.10-3 T, đường sức vuông góc với mặt phẳng khung. Quay khung 60° quanh cạnh AB, độ biến thiên từ thông qua khung bằng bao nhiêu?
Từ thông qua khung Φ = NBScos α → Độ biến thiên từ thông qua khung: ΔΦ = NBS.Δcos α = 20.3.10-3.(0,05.0,04).(cos60° - cos0°) = -60.10-6 Wb Quảng cáo Bài 2: Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm được đặt trong từ trường đều, B = 0,01 T. Đường sức từ vuông góc với mặt khung. Quay khung cho mặt phẳng khung song song với các đừng sức từ. Độ biến thiên từ thông bằng bao nhiêu?
Từ thông qua khung Φ = NBScos α → Độ biến thiên từ thông qua khung: ΔΦ = NBS.Δcos α = 0,01.(0,05.0,05).(cos90° - cos0°) = -25.10-6 Wb Bài 3: Một khung dây có diện tích 5 cm2 gồm 50 vòng dây. Đặt khung dây trong từ trường đều có cảm ứng từ B và quay khung theo mọi hướng. Từ thông qua khung có giá trị cực đại là 5.10-3 Wb. Cảm ứng từ B có giá trị bằng bao nhiêu?
Từ thông qua khung Φ = NBScos α → từ thông cực đại Φ = NBS → Độ lớn cảm ứng từ Bài 4: Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Góc hợp bởi véc - tơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó bằng bao nhiêu?
Từ thông qua khung Φ = NBScos α → Góc hợp bởi véc - tơ cảm ứng từ với mặt phẳng của hình vuông đó là 90° - 60° = 30°. Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. hien-tuong-cam-ung-dien-tu.jsp |
