Tiêu đề Chương 3 - Chủ đề 3 - Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ - GV.docx ✅

CHƯƠNG III – TỪ TRƯỜNG Chủ đề 3 : TỪ THÔNG. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ • Yêu cầu cần đạt (Trích từ CTGDPT Vật lí 2018): – Định nghĩa được từ thông và đơn vị weber. – Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ. – Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ. • Cấu trúc nội dung: I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ………………………………………………………………… Lý thuyết chung của chủ đề + Phương pháp giải kèm ví dụ. II. BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ……………………………………………….. (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT) 1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn 2. Câu trắc nghiệm đúng sai: 3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn: III. BÀI TẬP LUYỆN TẬP………………………………………………………………… (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT)
Chủ đề 3: TỪ THÔNG. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Từ thông: Xét một vòng dây dẫn kín (C) có diện tích S, được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ .B Vectơ pháp tuyến n của S. Góc hợp thành bởi B và n là  .  Khi đó, từ thông qua diện tích S được tính: cosBS  00090 → cos0 → 0  0090180 → cos0 → 0  090 → cos0 → 0  Chú ý: + Nếu cuộn dây có N vòng thì từ thông của cuộn dây lúc này là: cosNBS + Khi o0 hoặc o180 thì từ thông có độ lớn cực đại NBS max
+ Đơn vị của từ thông  trong hệ SI là vêbe (weber), kí hiệu là Wb với 1 Wb = 1T.1m 2 + Khi không có những điều kiện bắt buộc về vectơ n , ta thường chọn chiều của n sao cho α là góc nhọn để từ thông có giá trị dương. + Từ thông qua diện tích S diễn tả lượng đường sức từ xuyên qua diện tích đó. Nếu lượng đường sức xuyên qua nhiều ta nói từ trường mạnh và ngược lại là yếu. 2. Hiện tượng cảm ứng điện từ 2.1. Thí nghiệm minh họa hiện tượng cảm ứng điện từ TN1: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm vĩnh cửu (1): Nam châm (2): Cuộn dây (3): Điện kế * Tiến hành TN: + Bố trí TN, điều chỉnh kim điện kế chỉ đúng vạch 0 + Lần lượt dịch chuyển cực Bắc lại gần và ra xa cuộn dây, quan sát chiều lệch của kim điện kế * Kết quả TN: + Trong quá trình đưa nam châm lại gần hay ra xa khung dây, ta thấy kim điện kế bị lệch, điều này chứng tỏ đã có dòng điện qua cuộn dây. Ngoài ra chiều lệch của kim điện kế trong hai trường hợp là ngược nhau, cho thấy hai dòng điện ngược chiều nhau. + Khi nam châm dừng lại, ta thấy kim điện kế dừng lại ở vạch số 0, chứng tỏ không có dòng điện qua khung dây. * Nhận xét: Việc đưa nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây làm thay đổi độ lớn cảm ứng từ B qua cuộn dây (tăng lên hoặc giảm xuống) từ đó thay đổi từ thông  (tăng lên hoặc giảm xuống) qua cuộn dây. Chỉ khi từ thông  thay đổi thì trong cuộn dây mới xuất hiện dòng điện cảm ứng. Khi từ thông tăng hoặc giảm thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây là ngược chiều nhau. TN2: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm điện (1) Nam châm điện (2) Cuộn dây (3) Điện kế (4) Khóa K (5) Nguồn điện (6) Biến trở * Tiến hành TN: + Bố trí TN, điều chỉnh kim điện kế chỉ đúng vạch số 0 + Quan sát kim điện kế khi đóng hoặc ngắt khóa K
+ Đóng khóa K rồi di chuyển con chạy trên biến trở sang trái hoặc sang phải. Quan sát kim điện kế. * Kết quả TN: + Khi đóng hoặc ngắt khóa K, ta thấy kim điện kế bị lệch, điều này chứng tỏ đã có dòng điện qua cuộn dây. Ngoài ra chiều lệch của kim điện kế trong hai trường hợp là ngược nhau, cho thấy hai dòng điện ngược chiều nhau. Hiện tượng chỉ xảy ra ngay khi đóng hoặc ngắt khóa K + Khi di chuyển con chạy trên biến trở sang trái hoặc sang phải, ta thấy kim điện kế bị lệch, điều này chứng tỏ đã có dòng điện qua cuộn dây. Ngoài ra chiều lệch của kim điện kế trong hai trường hợp là ngược nhau, cho thấy hai dòng điện ngược chiều nhau. Hiện tượng chỉ xảy ra trong quá trình di chuyển con chạy, khi con chạy đã đứng yên thì không còn dòng điện cảm ứng nữa. * Nhận xét: Việc đóng hoặc ngắt khóa K hay điều chỉnh biến trở sang trái hoặc sang phải làm thay đổi cường độ dòng điện qua nam châm điện → thay đổi độ lớn cảm ứng từ B qua cuộn dây → từ đó thay đổi từ thông  (tăng lên hoặc giảm xuống) qua cuộn dây. Chỉ khi từ thông  thay đổi thì trong cuộn dây mới xuất hiện dòng điện cảm ứng. Khi từ thông tăng hoặc giảm thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây là ngược chiều nhau. 2.2. Kết luận  Khi một trong các đại lượng B, S hoặc  thay đổi thì từ thông  biến thiên.  Khi từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.  Hiện tượng này chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên. 3. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Lenz: Theo định luật Lenz: “Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường do nó sính ra có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch kín đó.” 4. Suất điện động cảm ứng. Định luật Faraday  Định luật Faraday về cảm ứng điện từ: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch  Xét trong khoảng thời gian t đủ nhỏ, từ thông qua mạch kín biến thiên một lượng  thì t  là tốc độ biến thiên của từ thông. Vì vậy, biểu thức định luật Faraday được viết: tkec     Trong hệ SI, hệ số tỉ lệ .1k Kết hơp với định luật Lenz ta có biểu thức xác định suất điện động cảm ứng tec    Nếu trường hợp mạch điện là cuộn dây có N vòng dây,  là từ thông qua diện tích giới hạn bởi một vòng dây tNec     Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động:  Khi một đoạn dây dẫn lMN chuyển động với vận tốc v cắt các đường sức từ (có cảm ứng từ B ) thì trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động cảm ứng tec   