Tóm tắt bài giảng Vật lý A1 - Chương 9: Cảm ứng điện từ - Trần Anh Tú

Nội dung text: Tóm tắt bài giảng Vật lý A1 - Chương 9: Cảm ứng điện từ - Trần Anh Tú

1. Tóm tắt bài giảng Vật lý A1 1 CHƯƠNG 9: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 9.1 Thí nghiệm faraday: N B + − 9.1.1 Thí nghiệm Faraday chứng tỏ: - Đưa thanh nam châm vào trong ống dây thì kim điện kế bị lệch, chứng tỏ có dòng điện cãm ứng xuất hiện trong cuộn dây. - Nếu rút thanh nam châm ra thì kim điện kế bị lệch theo chiều ngược lại, chứng tỏ dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại. - Di chuyển thanh nam châm càng nhanh thì kim điện kế lệch nhiều, chứng tỏ Icứ lớn - Thanh nam châm đứng yên kim điện kế chỉ 0, chứng tỏ Icứ = 0 9.1.2 Qua thí nghiệm trên ta kết luận: a. Sự biến đổi từ thông qua mạch kín là nguyên nhân phát sinh ra dòng điện cảm ứng chạy trong mạch. b. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch biến đổi. c. Cường độ dòng điện cảm ứng tỷ lệ với tốc độ biến đổi của từ thông. d. Chiều của dòng điện cảm ứng chỉ phụ thuộc vào từ thông gửi qua mạch tăng hay giảm. 9.2 Định luật lenz (Xác định chiều của dòng điện cảm ứng) Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường của nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân phát sinh ra nó. r r φ ↑→ Bcu ↑↓ B r r φ ↓→ Bcu ↑↑ B 9.3 Định luật cơ bản cảm ứng điện từ (Xác định suất điện động cảm ứng) Suất điện động cảm ứng luôn luôn bằng về trị số nhưng trái dấu với tốc độ biến đổi của từ thông gửi qua mặt. dφ r r r r ξ =− với dφ = B.dS = B.dS.cos(B,dS) cu dt ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ 1
2. Tóm tắt bài giảng Vật lý A1 3 r c/ Khung dây chữ nhật (ab) cách đoạn d, di chuyển ϑ ⊥ dây μ.μ .I dφ = B.dS = o .b.dx 2πx μ.μ .I d +a dx μ.μ .I.b ⎛ d + a ⎞ φ = dφ = o .b = o ln⎜ ⎟ r ∫ ∫ ϑ 2π d x 2π ⎝ d ⎠ μ.μ .I.b b ⊕ φ(t) = o ln()ϑt + a − ln(ϑt) [](vì d = ϑ t) r Icu 2π I Bcu dφ μ.μo I.b ⎡ ϑ ϑ ⎤ ⇒ ε cu = − = − dt 2π ⎣⎢ϑt + a ϑt ⎦⎥ x μ.μo I.b.ϑ ⎡ 1 1 ⎤ = ⎢ − ⎥ d a 2π ⎣d + a d ⎦ ⊕ r μ.μ I.b.ϑ ⎡ 1 1 ⎤ B = o − 2π ⎣⎢d d + a ⎦⎥ μμ o Ib ϑ⎡⎤11 ξcu =− 2π ⎣⎦⎢⎥dda+ d/ Giống ví dụ c, nhưng dòng điện I thay đổi theo: −α .t I = I o .e (Io , α là hằng số), khung đứng yên μμ b ⎛⎞da+ b φ()tIe= o ln . . −α .t ⊕ ⎜⎟o r 2π ⎝⎠d Icu I Bcu dφ μ.μo .b ⎛ d + a ⎞ −α.t ⇒ ε cu = − = ln⎜ ⎟.I o (−α)e dt 2π ⎝ d ⎠ t ↑→ I ↓⇒ φ ↓ r r x μ.μ I.b.α ⎛ d + a ⎞ ⇒ Bcu ↑↑ B = o ln⎜ ⎟ 2π ⎝ d ⎠ d ⊕ a r μμ o Ib α ⎛⎞da+ B ξcu = ln ⎜⎟ 2π ⎝⎠d ξ Chú ý: Bài toán cho mạch kín thì I = cu (ℜ: điện trở toàn mạch) cu ℜ ξ Bl ϑ μμ I l ϑ a/ I ==cu = o d l cu ℜℜ2 π x ℜ B r ϑ Icu r ϑ A B ℜ l ξμμϑ I ⎛⎞dl+ Icu b/ I ==cu o ln I r cu ⎜⎟ Fcu ℜℜ2.π ⎝⎠d A ℜ x ⊕ ⊕ r r B B ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ 3
3. Tóm tắt bài giảng Vật lý A1 5 9.6 Năng lượng của từ trường: 9.6.1 Năng lượng của từ trường của cuộn dây: 1 1 1 φ 2 φ W = LI 2 = φ.I = (vì L = ) m 2 2 2 L I ξng+=ℜξ tc .i di ξ −=ℜLi ng dt di ξ i dt=ℜ i idt + L . . idt ng dt dWng=+ dW Q dW m Wm I 1 ⇒=WdWLidiLI = = 2 mm∫∫ 002 Năng lượng của nguồn cung cấp trong khoảng dt, 1 phần tỏa nhiệt (ℜi2.dt) và 1 phần tạo nên từ trường (dWm = Li.di). 9.6.2 Mật độ năng lượng từ trường: dWm ω = m dV Năng lượng từ trường được phân bố trong không gian có từ trường và mật độ năng lượng từ trường tại 1 điểm được xác định: 2 11B 1 2 ωμμmo==B HH = 22.2μμo Chứng minh: Cuộn dây thẳng n vòng dài vô hạn 1 1 μμ nS2 LI 2 o I 2 Wm 2 2 l 1 ωμμmooo== = = nInI . VSlSl 2 1 ⇔=ω BH m 2 ĐH Bách Khoa TP.HCM – Th.S TRẦN ANH TÚ 5