Mục lục bài viết

I. Tổng hợp kiến thức về Cảm ứng điện từ

1. Hiện tượng ảm ứng điện từ 

- Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Len-xơ: dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch

- Dòng Fu-cô là dòng điện xuất hiện trong các vật dẫn kho nó chuyển động trong từ trường hoặc nằm trong từ trường biến thiên

-  Khi từ thông biến thiên qua một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.

 

2. Từ thông

Xét một diện tích S nằm trong từ trường đều \overrightarrow{B} có véc tơ pháp tuyến \overrightarrow{n} tạo với từ trường một góc a thì đại lượng: \Phi =BScosa

gọi là từ thông qua diện tích S đã cho

Với a là góc tạo bởi pháp tuyến \overrightarrow{n} và \overrightarrow{B}

 

3. Suất điện động cảm ứng

- Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín 

- Độ lớn suất điện động cảm ứng suất trong mạch kín tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó. 

Biểu thức: e_{c}= -\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}

- Nếu \Phi tăng thì e_{c}< 0: Chiều của suất điện động cảm ứng ( chiều của dòng điện cảm ứng( ngược chiều với chiều của mạch

- Nếu \Phi giảm thì e_{c}> 0: Chiều của suất điện động cảm ứng ( chiều của dòng điện cảm ứng) là chiều của mạch. 

 

4. Tự cảm

- Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây ra bởi từ trường do chính dòng điện trong mạch sinh ra: \Phi =Li

Với L là độ tự cảm của mạch kín (C), phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của (C) có đơn vị là Henry (H)

⇒ Độ tự cảm của ống dây dài (cuộn cảm): L = 4\pi .10^{-7}\frac{N^{2}}{l}S

- Nếu ống dây có lõi sắt:  L = \mu 4\pi .10^{-7}\frac{N^{2}}{l}S

Với \mu là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt (có giá trị cỡ 104).

- Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mjach 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

- Suất điện động cảm ứng trong mạch xuất hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm

- Biểu thức suất điện động tự cảm: e_{tc}= -L\frac{\Delta i}{\Delta t}

- Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: W= \frac{1}{2}Li^{2}

 

II. Câu hỏi trắc nghiệm về dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều

Câu 1: 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 ngược chiều với từ trường ngoài 

D. sao cho từ trường cảm hứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài

Đáp án: A

Giải thích lý do chọn đáp án A

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

Trường hợp 1: Dòng diện 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

Trường hợp 2: 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.

Khi từ thông biến đổi theo thời gian thực của một mạch kín trong mạch xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Chỉ tồn tại trong thời gian từ thông biến đổi. Cường độ dòng điện cảm ứng tỷ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông

Định luật Lenz: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra

Nghĩa là khi từ thông qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra tác dụng chống lại sự tăng trường của từ thông. Từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài. Có 2 trường hợp di chuyển cuộc nam châm: Lại gần và ra xa cuộn dây:

Trường hợp 1: Di chuyển lại gần cuộn dây

Sự tăng lên của từ thông qua một cuộn dây tại ra một dòng điện cảm ứng. Dòng diện này có chiều, sao cho từ trường do nó tạo ra có xu hướng chống lại từ thông ban đầu. 

Trường hợp 2: Khí đưa nam châm ra xa cuộn dây

Từ thông xuyên qua cuộn dây giảm đi, kim điện kế lệch sang bên trái. Áp dụng nắm tay phải ta thấy rằng: dòng điện này tạo ra một từ trường cùng chiều với chiều từ trường của nam châm. Tức là: Dòng điện sinh ra có tác dụng chống lại sự giảm từ thông khi di chuyển nam châm ra xa cuộn dây.

Câu 2:  Cho một nam châm rơi thẳng đứng chui qua một vòng dây dẫn kín (C) cố định như hình vẽ. Khi nhìn vào vòng dây từ trên xuống, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong (C)

Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều như thế nào?

A. Cùng chiều kim đồng hồ khi nam châm tiến lại gần vòng dây và ngược chiều kim đồng hồ khi nam châm đi qua vòng dây

B. Luôn ngược chiều kim đồng hồ khi nam châm tiến lại gần vòng dây và cả sau khi nam châm tiến ra xa vòng dây

C. Ngược chiều kim đồng hồ khi nam châm tiến lại gần vòng dây và cùng chiều kim đồng hồ khi nam châm đi qua vòng dây

D. Luôn cùng chiều kim đồng hồ khi nam châm tiến lại gần vòng dây và cả sau khi nam châm tiến ra xa vòng dây

Chọn đáp án: D

- Khi nam châm lại gần vòng dây thì từ thông tăng nên từ trường ban đầu của nam châm và từ trường do dòng điện cảm ứng gây ra phải ngược chiều nhau

- Từ hình ta dễ dàng xác định được từ trừng ban đầu do nam châm sinh ra hướng lên ( tuân theo quy tắc vào Nam ra Bắc). Vậy thì từ trường cảm ứng phải hướng xuống. Áp dụng quy tắc nắm tay phải suy ra chiều của i cùng chiều với kim đồng hồ

Tương tự như khi nam châm xuyên qua vòng dây và ra xa thì chiều dòng điện vẫn ngược chiều kim đồng hồ

Câu 3: Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cảm ứng từ biến thiên theo phương trình B=B_{o}cos\left ( 2\pi 10^{8}+\frac{\pi }{3} \right )\left ( B_{0} > 0\right )tính bằng s. Kể từ lúc t = 0, thời điểm đầu tiên để cường độ điện trường tại điểm đó bằng 0 là 

A. \frac{10^{-8}}{9}s

B. \frac{10^{-8}}{12}s

C. \frac{10^{-8}}{6}s

D. \frac{10^{-8}}{8}s

Chọn đáp án B

Cường độ điện trường E biến thiên cùgn pha với cảm ứng từ B nên ta cóE = E_{o}cos\left ( 2\pi 10^{8}t+\frac{\pi }{3} \right ). Tại t = 0 cường độ điện trường có giá trị là E = \frac{E_{0}}{2} và đang giảm. 

Thời điểm đầu tiên cường độ điện trường bằng 0 là:

t= \frac{T}{12}= \frac{2\pi }{12\omega }= \frac{2\pi }{12.2\pi .10^{8}}

Câu 4: Khi cho nam châm lại gần vòng dây treo như hình vẽ thì chúng tương tác với nhau như thế nào?

A, Đẩy nhau

B. Ban đầu hút nhau, sau đó đẩy nhau

C. Không tương tác

D. Hút nhau

Chọn đáp án A

Câu 5: Một nam châm đưa lại gần vòng dây như hình vẽ bên dưới. Hỏi dòng điện cảm ứng trong vòng dây có chiều như thế nào và vòng dây sẽ chuyển độn về phía nào

A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều kim đồng hồ và vòn dây bị hút lại gần

B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị hút lại gần

C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị đẩy ra xa

D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị đẩy ra xa

Chọn đán án C

Câu 6: Cho thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch C khi con chạy của biến trở đi lên?

Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều như thế nào?

A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều \overrightarrow{B}

B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều \overrightarrow{B}

C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chièu kim đồng hồ

D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ

Chọn đáp án B

Câu 7: Dùng định luật Len-xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới dây? 

A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều \overrightarrow{B}

B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ 

C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ 

D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều \overrightarrow{B}

Câu 8: Dùng định luật Lenxo xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới đây? 

A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ

B. Chiều không xác định được

C. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều \overrightarrow{B}

D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ

Chọn đáp án A

Trên đây là kiến thức liên quan đến câu hỏi dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều như thế nào?. Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết này.