slike bài giảng vật lý 11 bài từ thông cảm ứng điện từ

Bài giảng: “Từ thông –
cảm ứng điện từ ”
Môn: Vật lý lớp 11
Giáo viên:
Nguyễn Quang Huy
Trường THPT Mường
Chà -Huyện Mường
Chà -Tỉnh Điện Biên
Tháng 1/2014
SỞ GD & ĐT TỈNH ĐIỆN BIÊN
TRƯỜNG THPT MƯỜNG CHÀ
Cuộc thi thiết kế bài giảng e-Learning
Tiết : 44 - Bài 23 :
“ TỪ THÔNG – CẢM
ỨNG ĐIỆN TỪ ”

Môn : Vật Lý 11 Cơ bản
Giáo viên: Nguyễn Quang Huy
Gmail:
Trường: THPT Mường Chà
Tháng 1/2014
Dòng điện gây ra từ
trường vậy từ trường có
gây ra dòng điện ?
Michael Faraday (22/9/1791 – 25/8/1867)
Tiết 44
Bài 23
TỪ THÔNG – CẢM ỨNG
ĐIỆN TỪ
I- TỪ THÔNG
1. Định nghĩa

Từ thông qua một mặt có diện tích S giới hạn bởi đường cong phẳng kín
(C), đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ là đại lượng
được kí hiệu bởi và được xác định bởi biểu thức:
B
ur
Φ
osBSc
α
Φ =
α
S
B
ur
n
r
( C )
Hình 23.1: Định nghĩa từ thông
•
Trong đó:

là vectơ pháp tuyến có
phương vuông góc với mặt S, có
độ dài bằng đơn vị theo một
hướng xác định.
n
r
α

là góc hợp bởi và
n

r
B
ur

Khi tù( )thì
suy ra:
I- TỪ THÔNG
0Φ <

Công thức định nghĩa trên chứng tỏ từ thông là một đại lượng đại số.

Khi nhọn( )thì
suy ra:
α
os 0c
α
>
0Φ >
α
os 0c
α
<
0Φ <

Từ thông phụ thuộc vào ba yếu tố: B, S và góc
α
0 0
0 90
α
< <

0 0
90 180
α
< <
B
ur
n
r
(C)
α
0Φ >
(C)
n
r
B
ur
α
I- TỪ THÔNG
B
ur
n
r
α
(C)
S

Khi thì suy ra:
90
α
=

o
os 0c
α
=
0Φ =
0Φ =
Nói cách khác, khi các đường sức từ
song song với mặt S thì từ thông qua
S bằng 0

Trường hợp riêng, khi thì:
0
α
=
BSΦ =
2. Đơn vị đo từ thông
Trong hệ đơn vị SI, đơn vị đo từ thông là vêbe (Wb). Trong công thức
(23.2) nếu , thì:
(23.2)
2
1S m=
1B T=
1WbΦ =
2 2
1 1 .1 1Wb T m Tm= =
I- TỪ THÔNG
3. Ý nghĩa của từ thông
cosBS
α
Φ =

Chọn


2 0
1 , 0S m
α
= =
thì:
BΦ =
Ý nghĩa:
S
B
ur
n
r
Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua
một diện tích nào đó.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Thí nghiệm
Một mạch kín (C) hai đầu nối vào điện kế G (có nhiệm vụ xác định
chiều và cường độ dòng điện ). Giả sử (C) đặt trong từ trường của một
nam châm SN. Ta chọn chiều dương trên mạch kín (C) phù hợp với
chiều của đường sức từ của nam châm SN theo quy tắc nắm tay phải.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
a) Thí nghiệm 1.
Cho nam châm SN dịch chuyển lại gần mạch kín (C) đứng yên.
- Các em hay quan sát kim điện kế G trong thí nghiệm sau và đưa ra
nhận xét:
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
a) Thí nghiệm 1.

II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
a) Thí nghiệm 1.

Nhận xét:

Khi nam châm chuyển
động lại gần (C). Kim điện
kế G bị lệch, chứng tỏ rằng
trong (C) xuất hiện dòng
điện i.

Khi nam châm ngừng
chuyển động thì dòng điện
i tắt.

Nam châm chuyển động càng gần vòng dây thì số lượng các đường
sức từ xuyên qua vòng dây càng tăng. Từ thông càng tăng.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
b) Thí nghiệm 2.
Cho nam châm SN dịch chuyển ra xa mạch kín (C) đứng yên.
- Các em hay quan sát kim điện kế G trong thí nghiệm sau và đưa ra
nhận xét:
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
b) Thí nghiệm 2.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
b) Thí nghiệm 2.

Nhận xét:

Khi nam châm chuyển

động ra xa (C). Kim điện
kế G bị lệch, chứng tỏ rằng
trong (C) xuất hiện dòng
điện i.

Khi nam châm ngừng
chuyển động thì dòng điện
i tắt.

Nam châm chuyển động càng xa vòng dây thì số lượng các đường
sức từ xuyên qua vòng dây càng giảm. Từ thông càng giảm.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
c) Thí nghiệm 3.
Cho nam châm SN đứng yên và mạch (C) dịch chuyển lại gần hay ra xa
nam châm, hoặc cho (C) quay xung quanh một trục song song với mặt
phẳng chứa mạch hoặc làm biến dạng (C).
- Các em hay quan sát kim điện kế G trong thí nghiệm sau và đưa ra
nhận xét:
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
d) Thí nghiệm 3.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
c) Thí nghiệm 3.

Nhận xét:

Khi vòng dây lại gần nam châm thì trong (C) xuất hiện dòng điện i

Khi vòng dây ra xa nam châm thì trong (C) xuất hiện dòng điện i

Khi cho (C) quay xung quanh một trục song song với mặt phẳng

chứa mạch hoặc làm biến dạng (C) thì trong (C) xuất hiện dòng điện i.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
d) Thí nghiệm 4.
Thay nam châm SN bằng một nam châm điện. Khi thay đổi cường độ
dòng điện qua nam châm điện.
- Các em hay quan sát kim điện kế G trong thí nghiệm sau và đưa ra
nhận xét:
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
c) Thí nghiệm 4.
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
d) Thí nghiệm 4.

Nhận xét:

Vì trong thời gian đóng mạch, dòng
điện qua nam châm điện tăng đột ngột từ
0 đến một giá trị xác định nào đó, từ
trường do nam châm điện tạo ra nhanh
hơn, làm cho từ thông xuyên qua ống
dây cũng tăng nhanh, xuất hiện suất điện
đông cảm ứng tức thời và tạo dòng điện
cảm ứng tức thời làm lệch kim điện kế

Khi đóng mạch điện thì kim điện kế
bị lắc nhẹ sau đó về lại số 0
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Khi dòng điện không đổi thì từ trường không biến thiên nên dòng
điện cảm ứng mất ngay lập tức.
Khi thay đổi cường độ dòng
điện của nam châm điện bằng

cách thay đổi trị số của biến
trở, từ trường của nam châm
điện biến thiên làm từ thông
xuyên qua ống dây ở phía trên
cũng biến thiên, khi đó trong
ống dây xuất hiện dòng điện
cảm ứng và kim điện kế G bị
lệch.
Khi thay đổi cường độ dòng điện qua nam châm điện thì trong (C) xuất
hiện dòng điện i
II- HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
2. Kết luận
a) Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đặt điểm chung từ thông qua
mạch kín (C) biến thiên.
Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong
các đại lượng B, S hoặc thay đổi thì từ thông biến thiên.
α
Φ
b) Kết quả các thí nghiệm trên chứng tỏ:

Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C)
xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất
hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ
thông qua mạch kín biến thiên.
III- BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1 :Mạch kín (C) không biến dạng trong từ trường đều B.Hỏi
trường hợp nào dưới đây từ thông qua mạch biến thiên?

Đúng - Click bất cứ nơi đâu để
tiếp tục
Đúng - Click bất cứ nơi đâu để
tiếp tục
Không đúng - Click bất cứ nơi
đâu để tiếp tục
Không đúng - Click bất cứ nơi
đâu để tiếp tục
Bạn trả lời một cách chính xác!
Bạn trả lời một cách chính xác!
Câu trả lời của bạn :
Câu trả lời của bạn :
Câu trả lời đúng là : D
Câu trả lời đúng là : D
Bạn không trả lời câu hỏi này
hoàn toàn
Bạn không trả lời câu hỏi này
hoàn toàn
Bạn phải trả lời câu hỏi này
trước khi có thể tiếp tục
Bạn phải trả lời câu hỏi này
trước khi có thể tiếp tục
Chấp nhận
Làm lại
Làm lại
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 véc tơ B.
D)
(C) chuyển động quay xung quanh một trục cố định nằm
trong mặt phẳng chứa mạch và trục này không song song với
các đường sức từ.