BÀI 12. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Hiện nay, để giảm bớt lượng khí thải độc hại ra môi trường cũng như giảm các nguy hiểm từ việc rò rỉ khí gas, người ta có thể sử dụng bếp tử trong nấu ăn (Hình 12.1). Vậy bếp từ hoạt động theo nguyên tắc nào?

1. TỪ THÔNG

Thảo luận 1: Hãy nêu sự phụ thuộc của từ thông vào góc hợp bởi vectơ cảm ứng

Thảo luận 2: Từ biểu thức (12.1) và kiến thức đã học, hãy biểu diễn đơn vị của từ thông qua các đơn vị cơ bản trong hệ SI.

2. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Thảo luận 3: Hãy dự đoán khoảng thời gian xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ trong khung dây khi thực hiện thí nghiệm ở bước 2 và 3.

Thảo luận 4: Trong bước 2 và bước 3 của thí nghiệm, từ thông qua khung dây biến thiên như thế nào trong quá trình đưa nam châm lại gần hay ra khung dây?

Thảo luận 5: Hãy đề xuất các phương án khác để làm xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Thảo luận 6: Trong thí nghiệm ở Hình 12.3:

a) Nếu ta giữ nguyên vị trí của nam châm và cho khung dây chuyển động lại gần hay ra xa nam châm thì chiều dòng điện cảm ứng qua khung dây có thay đổi không? Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng và so sánh kết quả với thí nghiệm khi dịch chuyển nam châm lại gần hay ra xa khung dây.

b) Nếu ta cho nam châm và khung dây chuyển động với cùng vận tốc thì trong khung dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng không? Vì sao?

Thảo luận 7: Trong hiện tượng cảm ứng điện từ như thí nghiệm ở Hình 12.5, có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng nào sang điện năng?

Thảo luận 8: Nêu vai trò của nam châm vĩnh cửu trong đàn guitar điện.

Luyện tập: Một khung dây dẫn kín có diện tích 20 cm², quay đều trong từ trường đều có cảm ứng từ bằng 0,02 T. Tính độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong vòng dây khi góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và vectơ đơn vị pháp tuyến của mặt phẳng khung dây thay đổi từ 30⁰ đến 60⁰ trong khoảng thời gian 0,1 giây.

Vận dụng: Dựa vào sách, báo, internet,...em hãy tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của bếp từ.

3. SÓNG ĐIỆN TỪ

Thảo luận 9: So sánh hình dạng của đường sức điện từ của điện trường tĩnh và điện trường xoáy?

Thảo luận 10: Nhắc lại một số tính chất cơ bản của sóng điện từ mà em đã được học trong Chương trình Vật lí 11.

Luyện tập: Xác định vectơ cảm ứng từ  của sóng điện từ tại một thời điểm trong hình 12.10.

Vận dụng: Dựa vào kiến thức đã học và sách báo, internet,...em hãy viết bài luận ngắn về ứng dụng của tia tử ngoại trong việc điều trị bệnh còi xương cho trẻ em.

BÀI TẬP

Câu hỏi 1. Xét một khung dây và nam châm thẳng đang chuyển động cùng chiều sang phải với tốc độ lầ lượt là v₁ và v₂. Hình nào biểu diễn đúng chiều dòng điện cảm ứng qua khung dây?

Câu hỏi 2. Thành phần từ trường của một sóng điện từ tại điểm M biến thiên theo phương trình B = 3cos( (mT). Tại thời điểm cường độ điện trường tại M đạt cực đại thì độ lớn cảm ứng từ tại điểm đó bằng bao nhiêu?

Câu hỏi 3. Một khung dây dẫn kín, phẳng có diện tích 10 cm², gồm 100 vòng dây, đặt trong từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây. Độ lớn cảm ứng từ biến thiên theo thời gian như đồ thị trong Hình 12P.1. Vẽ đồ thị độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây theo thời gian.

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

MỞ ĐẦU

Đáp án CH: Hiện tượng cảm ứng điện từ.

1. TỪ THÔNG

Đáp án TL1: càng lớn → cos càng nhỏ → từ thông càng nhỏ.

Đáp án TL2: T.m²

2. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Đáp án TL3: Dự đoán: khi cho nam châm tiến lại gần khung dây và ra xa khung dây.

Đáp án TL4: Khi nam châm lại gần khung dây, số đường sức từ xuyên qua khung dây tăng dần và ngược lại.

Đáp án TL5: Đề xuất phương án:Thay nam châm thẳng bằng nam châm điện. 

Đáp án TL6: a) Chiều dòng điện cảm ứng qua khung dây không thay đổi.

b) Trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Bởi vì  khoảng cách giữa nam châm và khung dây giữ nguyên.

Đáp án TL7: Có sự chuyển hóa từ cơ năng sang điện năng.

Đáp án TL8: Vai trò: tạo ra sự biến thiên từ thông qua cuộn dây của bộ cảm ứng khi gảy đàn, từ đó tạo ra một dòng điện cảm ứng, giúp tạo ra âm thanh.

Đáp án LT: (V) 

Đáp án VD: * Cấu tạo: Bề mặt kính; Bảng điều khiển; Mâm nhiệt (cuộn cảm);  Quạt làm mát (quạt tản nhiệt); Bo mạch điện tử

* Nguyên lí: dùng dòng Fuco để làm nóng trực tiếp nồi nấu. 

3. SÓNG ĐIỆN TỪ

Đáp án TL9: - Điện trường tĩnh là các đường cong không khép kín, đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm

- Điện trường xoáy là các đường cong khép kín, không có điểm đầu và điểm cuối.

Đáp án TL10:

- Tốc độ truyền sóng trong chân không là 3.10⁸ m/s;

- Trong các môi trường vật chất, tốc độ truyển của sóng điện từ đều nhỏ hơn 3.10⁸ m/s

- Một số hiện tượng đặc trưng là: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ,...

Đáp án LT:

Hình ảnh trên xác định vecto cảm ứng ừ

Đáp án VD: Ứng dụng của tia tử ngoại trong việc điều trị bệnh còi xương cho trẻ em

Nguyên nhân gây còi xương do thiếu vitamin D, canxi, phốt pho ... vì thế để điều trị bệnh còi xương ở trẻ em, các chuyên gia có thể chỉ định dùng tia tử ngoại chữa bệnh còi xương. 

BÀI TẬP

Đáp án CH1: A. 

Đáp án CH2:3 T.

Đáp án CH3: