Trang Chủ Sách bài tập lớp 11 SBT Vật Lý 11 Bài 23.8, 23.9, 23.10 trang 59 SBT Lý 11: Xác định chiều...

Bài 23.8, 23.9, 23.10 trang 59 SBT Lý 11: Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn ?

CHIA SẺ
Bài 23 Từ thông, cảm ứng điện từ SBT Lý lớp 11. Giải bài 23.8, 23.9, 23.10 trang 59. Câu 23.8: Một thanh nam châm NS được đặt thẳng đứng song song với mặt phẳng chứa vòng dây dẫn (C)…; Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn ?

Bài 23.8: Một thanh nam châm NS được đặt thẳng đứng song song với mặt phẳng chứa vòng dây dẫn (C) và có trục quay O vuông góc với trục của vòng dây như Hình 23.1. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây dẫn (C) khi thanh nam châm NS chuyển động :

a) Quay góc 90° để cực Nam (S) của nó tới đối diện với vòng dây dẫn (C).

b) Quay góc 90° để cực Bắc (N) của nó tới đối diện với vòng dây dẫn (C).

c) Quay đều quanh trục O của nó.

Khi quay thanh nam châm NS để một cực của nó tới đối diện với vòng dây dẫn (C), thì từ thông qua mặt vòng dây sẽ tăng dần. Khi đó, theo định luật Len-xơ, trong vòng dây dẫn (C) sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng ic có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng ic có tác dụng chống lại chuyển động quay này của thanh nam châm NS để cản trở sự tăng từ thông qua mặt của vòng dây dẫn (C). Từ đó ta suy ra :

a) Nếu cực Nam (S) của nam châm NS quay 90° tới đối diện với vòng dây dẫn (Hình 23.3Ga), thì dòng ic trong vòng dây dẫn (C) phải có chiều thuận chiều quay của kim đồng hồ để mặt vòng dây dẫn này trở thành mặt Nam, có tác dụng cản trở cực Nam (S) của nam châm NS tới đối diện với nó.

b) Nếu cực Bắc (N) của nam châm NS quay 90° tới đối diện với vòng dây dẫn (Hình 23.3Gb), thì dòng ic trong vòng dây dẫn (C) phải có chiều ngược chiều quay của kim đồng hồ để mặt vòng dây dẫn này trở thành mặt Bắc, có tác dụng cản trở cực Bắc (N) của nam châm NS tới đối diện với nó.

c) Nếu thanh nam châm NS quay đều quanh trục O của nó, thì từ thông qua mặt của vòng dây dẫn sẽ biến thiên (cả về chiều và độ lớn) tuần hoàn theo thời gian. Do đó, chiều và cường độ của dòng điện cảm ứng ic. trong vòng dây dẫn (C) cũng biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

Bài 23.9: Một vòng dây dẫn kín (C) được đặt đối diện với đầu của ống dây dẫn L hình trụ mắc trong mạch điện như Hình 23.2. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn (C) khi cho vòng dây dẫn :

a) Dịch chuyển ra xa ống dây dẫn L.

b) Đứng yên và cho biến trở Rxtăng dần.

- Quảng cáo -

a) Nếu ta chọn chiều dương trên vòng dây dẫn (C) thuận với chiều dòng điện I1 chạy trong ống dây hình trụ L, thì khi cho vòng dây (C) dịch chuyển ra xa ống dây L : từ thông qua vòng dây (C) sẽ giảm. Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng ic xuất hiện trong vòng dây dẫn (C) phải có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng ic có tác dụng chống lại sự giảm từ thông qua nó, tức là các đường sức từ của dòng ic phải cùng chiều với các đường sức từ của ống dây L. Như vậy, chiều dòng điện cảm ứng ic trong vòng dây dẫn (C) thuận theo chiều dương đã chọn.

b) Nếu cho biến trở Rx tăng dần thì điện trở toàn mạch (R + r) tăng và dòngđiện mạch chính: \(I= {E \over {R+r}}\) giảm. Do đó, hiệu điện thế U giữa hai đầu ống dây L (bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện E) tăng, nên dòng điện I1 chạy qua ống dây L tăng và từ thông qua vòng dây dẫn (C) tăng theo. Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng ic xuất hiện trong vòng dây dẫn (C) phải có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng ic có tác dụng chống lại sự tăng từ thông qua nó, tức là các đường sức từ của dòng ic phải ngược chiều với các đường sức từ của ống dây L. Như vậy, chiều dòng điện cảm ứng ic trong vòng dây dẫn (C) ngược với chiều dương đã chọn.

Bài 23.10*: Một khung dây dẫn hình chữ nhật MNPQ đặt trong cùng một mặt phảng với một mạch điện như Hình 23.3. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây dẫn MNPQ khi :

a) Khoá K đang ngắt, sau đó đóng lại.

b) Khoá K đang đóng, sau đó dịch chuyển con chạy C về phía bên phải

Trước tiên, ta nhận thấy từ trường \(\overrightarrow B \) của dòng điện I chạy trong mạch điện có các đường sức từ xuyên vuông góc qua khung dây dẫn MNPQ từ phía trước ra phía sau (Hình 23.4G).

a) Khi khoá K đang ngắt, sau đó được đóng lại thì dòng điện I trong mạch điện tăng nhanh, do đó từ thông qua khung dây dẫn MNPQ tăng theo.Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng ic xuất hiện trong khung dây dẫn MNPQ phải có chiều thuận với chiều MNPQ sao cho từ trường cảm ứng của nó ngược hướng với từ trường \(\overrightarrow B \) , chống lại sự tăng từ thông qua khung dây MNPQ.

b) Khi khoá K đang đóng, sau đó dịch chuyển con chạy C về phía bên phải, thì điện trở mạch ngoài của nguồn điện Eđược tính bằng

\(R = {{{R_1}{R_x}} \over {{R_1} + {R_x}}} + ({R_0} – {R_x})\)

\(= {R_0} – {{R_x^2} \over {{R_1} + {R_x}}} = {R_0} – {1 \over {{{{R_1}} \over {R_x^2}} + {1 \over {{R_x}}}}}\)

trong đó Rx là điện trở của đoạn AC trên biến trở R0. Ta nhận thấy, khi Rxtăng thì R giảm và dòng điện mạch chính \(I = {E \over {R + r}}\) có cường độ tăng, do đó từ thông qua khung dây dẫn MNPQ tăng theo. Như vậy, dòng điện cảm ứng ic xuất hiện trong khung dây dẫn MNPQ phải có chiều thuận với chiều MNPQ sao cho từ trường cảm ứng của nó ngược hướng với từ trường \(\overrightarrow B \)  , chống lại sự tăng từ thông qua khung dây dẫn MNPQ.