Giải Vật Lí 12 trang 78 Kết nối tri thức

Với Giải Vật Lí 12 trang 78 trong Bài 18: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 12 trang 78.

Giải Vật Lí 12 trang 78 Kết nối tri thức

Khởi động trang 78 Vật Lí 12: Sạc điện không dây ngày càng được sử dụng rộng rãi để sạc điện thoại, đồng hồ thông minh, máy hút bụi, ... Sạc điện hoạt động dựa trên hiện tượng nào để truyền điện từ nguồn điện đến điện thoại?

Lời giải:

Sạc điện thoại không dây hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ như máy biến áp. Ở trên sạc có cuộn dây được nối với dòng điện xoay chiều, đóng vai trò như cuộn sơ cấp (Hình 18.2). Phía sau của điện thoại có cuộn dây được nối với pin, đóng vai trò như cuộn thứ cấp. Khi đặt mặt sau của điện thoại lên mặt trên của sạc thì hai cuộn dây này được đặt cạnh nhau. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây của sạc biến thiên sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây để sạc pin điện thoại.

Hoạt động 1 trang 78 Vật Lí 12: Dựa vào biểu thức suất điện động cảm ứng của định luật Faraday: ${\mathrm{e}}_{\mathrm{c}}=-\mathrm{N}\frac{\mathrm{\Delta \Phi }}{\mathrm{\Delta t}}$

Hãy chứng tỏ mối liên hệ sau: $\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}$ trong đó, U₁ và U₂ lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp; với N₁ và N₂ lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Lời giải:

Từ thông qua một vòng dây của cuộn sơ cấp có biểu thức: Ф = Ф_ocosωt

Từ thông qua cuộn sơ cấp: Ф = N₁Ф

Do máy biến áp có lõi kín nên có thể coi mọi đường sức từ chỉ chạy trong lõi biến áp. Như vậy, từ thông qua mỗi vòng dây ở cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau, nên từ thông trong cuộn dây thứ cấp là Ф = N₂Ф .

Theo định luật Faraday, ta có suất điện động cảm ứng sinh ra do sự biến thiên của từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là:

$e_1=-\frac{d{\Phi }_1}{dt}=-N_1\frac{d\Phi }{dt}=N_1{\Phi }_0\omega \sin \omega t$ và

$e_2=-\frac{d{\Phi }_2}{dt}=-N_2\frac{d\Phi }{dt}=N_2{\Phi }_0\omega \sin \omega t$

Từ đó, suy ra được: $\frac{e_1}{e_2}=\frac{N_1}{N_2}$ hay tỉ số giữa suất điện động của hai cuộn dây luôn không đổi và bằng với tỉ số giữa số vòng dây của hai cuộn dây đó.

Do tỉ số giữa các suất điện động tức thời là không đổi nên tỉ số giữa suất điện động hiệu dụng của hai cuộn dây cũng không thay đổi.

Ta có: $\frac{E_1}{E_2}=\frac{e_1}{e_2}=\frac{N_1}{N_2}$ (1)

Nếu bỏ qua điện trở (máy biến áp lí tưởng) của dây dẫn trong cuộn sơ cấp và thứ cấp thì có thể coi điện áp hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây bằng suất điện động hiệu dụng tương ứng với chúng hay U₁ = E₁ và U₂ = E₂.

Từ biểu thức (1) suy ra: $\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}$ .

Hoạt động 2 trang 78 Vật Lí 12: Giải thích nguyên nhân xuất hiện điện áp u₂ ở hai đầu cuộn thứ cấp.

Lời giải:

Hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động xoay chiều thay đổi theo thời gian. Khi đó, nếu đo điện áp xoay chiều u₂ ở hai đầu cuộn thứ cấp thì thu được giá trị của nó thay đổi theo thời gian tương ứng. Nếu mạch thứ cấp kín thì có dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp.

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 18: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ hay khác:

• Giải Vật Lí 12 trang 80

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 12 Bài 19: Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

• Vật Lí 12 Bài 20: Bài tập về từ trường

• Vật Lí 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân

• Vật Lí 12 Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết

• Vật Lí 12 Bài 23: Hiện tượng phóng xạ

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---