Lý thuyết Cảm ứng điện từ hay, chi tiết nhất

---

---

Bài viết Lý thuyết Cảm ứng điện từ với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lý thuyết Cảm ứng điện từ.

Lý thuyết Cảm ứng điện từ

1. Mối liên hệ giữa dòng điện và từ trường:

Xung quanh dòng điện thì có từ trường → Dòng điện có thể sinh ra được từ trường.

Ngược lại muốn từ trường sinh ra được dòng điện, nhất thiết ta phải tạo ra một từ trường biến thiên.

→ Đây chính là mối liên hệ giữa điện và từ (cảm ứng điện từ).

2. Từ thông:

- Từ thông: Đại lượng diễn tả số lượng đường sức từ xuyên qua một vòng dây kín (C) ( diện tích S).

Xét một khung dây gồm N vòng có diện tích S, nằm trong một từ trường đều, sao cho đường sức từ $\overrightarrow{B}$ hợp với vector pháp tuyến dương (n→) một góc α. Từ thông Φ là đại lượng được định nghĩa bằng công thức:

        Φ = NBS.cos α

Trong đó: Φ: từ thông qua mạch kín

                S: diện tích của mạch (m²)

                B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T)

                α = ($\overrightarrow{B}$, n→), n→ là pháp tuyến của mạch kín

                N: số vòng dây của mạch kín.

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 Φ_max = BS

        Khi α = 180° ⇒ cos α = -1 thì Φ_min = -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).

3. Hiện tượng cảm ứng điện từ:

Khi có sự biến đổi từ thông qua một mặt giới hạn bởi một mạch kín ( vd: khung dây kín có diện tích S ) thì trong mạch kín xuất hiện một dòng điện cảm ứng.

Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kín này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

4. Xác định chiều dòng điện cảm ứng bằng định luật Len-xơ:

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ba đầu qua mạch kín đó.

5. Suất điện động cảm ứng:

Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng. Kí hiệu : e_c

với ΔΦ : độ biến thiên từ thông qua mạch kín (Wb), ΔΦ = Φ₂ – Φ₁

    Δt : thời gian từ thông biến thiên qua mạch (s)

    “ – “ : dấu trừ biểu thị định luật Len-xơ

(Độ lớn) suất điện động cảm ứng là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của từ thông được xác định bởi biểu thức:

( chiều áp dụng định lý Lenxo )

Chú ý: Nếu từ trường từ B₁ đến B₂ thì:

Nếu diện tích vòng dây thay đổi từ S₁ đến S₂ thì :

Nếu góc xoay thay đổi từ α₁ đến α₂ thì:

Cường độ dòng điện cảm ứng qua mạch kín: với R: điện trở khung dây

6. Hiện tượng tự cảm và suất điện động tự cảm. Năng lượng từ trường

1. Hiện tượng tự cảm:

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.

2. Suất điện động tự cảm:

L: hệ số tự cảm của mạch kín. Với ống dây (không có lõi sắt) đặt trong không khí:

Độ lớn suất điện động tự cảm :

3. Năng lượng từ trường:

Bài tập tự luyện

Bài 1: Điều nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng cảm ứng điện từ?

A. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, từ trường có thể sinh ra dòng điện.

B. Dòng điện cảm ứng có thể tạo ra từ trường của dòng điện hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu.

C. Dòng điện cảm ứng trong mạch chỉ tồn tại khi có từ thông biến thiên qua mạch.

D. dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín nằm yên trong từ trường không đổi.

Bài 2: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều

A. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch.

B. hoàn toàn ngẫu nhiên.

C. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài.

D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài.

Bài 3: Suất điện động cảm ứng là suất điện động

A. sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.                 

B. sinh ra dòng điện trong mạch kín.

C. được sinh bởi nguồn điện hóa học.                              

D. được sinh bởi dòng điện cảm ứng.

Bài 4: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với

A. tốc độ biến thiên từ thông qua mạch ấy.         

B. độ lớn từ thông qua mạch.

C. điện trở của mạch.                                           

D. diện tích của mạch.

Bài 5: Khi cho nam châm chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ

A. hóa năng.         

B. cơ năng.          

C. quang năng.     

D. nhiệt năng.

Bài 6: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông qua mạch gây ra bởi

A. sự biến thiên của chính cường độ điện trường trong mạch.

B. sự chuyển động của nam châm với mạch.

C. sự chuyển động của mạch với nam châm.

D. sự biến thiên từ trường Trái Đất.

Bài 7: Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với

A. điện trở của mạch.                        

B. từ thông cực đại qua mạch.

C. từ thông cực tiểu qua mạch. 

D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch.

Bài 8: Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với

A. cường độ dòng điện qua ống dây.

B. bình phương cường độ dòng điện trong ống dây.

C. căn bậc hai lần cường độ dòng điện trong ống dây.

D. một trên bình phương cường độ dòng điện trong ống dây.

Bài 9: Phát biểu nào sau đây là sai? Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi
A. dòng điện tăng nhanh                               

B. dòng điện giảm nhanh
C. dòng điện có giá trị lớn                            

D. dòng điện biến thiên nhanh

Bài 10: Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều. Hỏi trường hợp nào dưới đây từ thông qua mạch biến thiên?
A. (C) chuyển động tịnh tiến
B. (C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng chứa mạch
C. (C) chuyển động trong một mặt phẳng vuông góc với đường sức từ
D. (C) quay xung quanh trục cố định nằm trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với đường sức từ

Xem thêm các phần Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Ôn thi THPT Quốc gia hay, chi tiết khác:

• Dạng 1: Chiều dòng điện cảm ứng
• Dạng 2: Từ thông qua một khung dây kín
• Dạng 3: Suất điện động cảm ứng trong khung dây
• 40 câu trắc nghiệm Cảm ứng điện từ có lời giải (cơ bản)
• 30 câu trắc nghiệm Cảm ứng điện từ có lời giải (nâng cao)

---

---

---