BÀI 3. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Mở đầu: Dòng điện tạo ra từ trường ở không gian xung quanh nó. Từ trường có gây ra dòng điện được không?

Đáp án chuẩn:

Từ trường có thể sinh ra dòng điện.

I. TỪ THÔNG

Câu 1: Một vòng dây dẫn phẳng có diện tích 0,10 m² được đặt vuông góc với từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 2,0.10^-3 T. Tính từ thông qua vòng dây này.

Đáp án chuẩn:

2,0.10^-4 Wb.

II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Câu 2: Lập phương án và thực hiện phương án thí nghiệm minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ với các dụng cụ thực hành ở trường của bạn.

Đáp án chuẩn:

Bước 1: Ta mắc các dụng cụ thực hành như hình 3.2.

Bước 2: Đưa cực bắc của nam châm lại gần và ra xa ống dây. Quan sát hiện tượng. 

Bước 3: Làm tương tự như vậy, nếu cho nam châm đứng yên và dịch chuyển ống dây lại gần hay ra xa nam châm. Quan sát hiện tượng. 

Câu 3: Ở thí nghiệm (Hình 3.3), từ thông qua ống dây biến thiên như thế nào trong hai trường hợp sau đây?

- Khi đưa cực bắc của nam châm lại gần ống dây.

- Khi đưa cực bắc của nam châm ra xa ống dây.

Đáp án chuẩn:

- Từ thông qua ống dây tăng.

- Từ thông qua ống dây giảm.

Câu 4: Nêu điểm giống và khác nhau giữa thí nghiệm ở Hình 3.3 và thí nghiệm ở Hình 3.4.

Đáp án chuẩn:

Giống nhau: Đều chứng minh sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Khác nhau: 

- Hình 3.3: Sử dụng nam châm vĩnh cửu.

- Hình 3.4: Sử dụng từ trường của ống dây mang điện 

Câu 5: Ở thí nghiệm Hình 3.6, nếu đưa cực của nam châm lại gần đầu 1 của ống dây thì đầu 1 là cực nào của ống dây?

Đáp án chuẩn:

Cực bắc.

Luyện tập 1: Khung dây MNPQ quay trong từ trường đều. Tìm chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây tại thời điểm mặt phẳng khung dây song song với phương của đường sức từ (Hình 3.7).

Đáp án chuẩn:

Chiều của dòng điện cảm ứng trong mạch sẽ theo chiều MNPQ.

III. VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT LENZ VÀ ĐỊNH LUẬT FARADAYIV. GIẢI THÍCH MỘT SỐ ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Câu 6: Nếu thay đĩa kim loại đặc trong Hình 3.11 bằng đĩa có xẻ rãnh (Hình 3.12) thì dao động sẽ diễn ra lâu hơn. Giải thích tại sao.

Đáp án chuẩn:

Trong đĩa có xẻ rãnh, dòng điện được tạo ra không chỉ trên bề mặt mà còn phải vượt qua không gian trong các xẻ rãnh. Do đó, dòng điện gặp phải điều kiện dẫn điện khó khăn hơn, khi đó sẽ làm giảm khả năng cản trở chuyển động.

Luyện tập 2: Hình 3.13 mô tả sơ lược sơ đồ nguyên lý hoạt động của một loại đàn ghita điện. Phía dưới mỗi dây đàn có một nam châm được đặt bên trong một cuộn dây dẫn. Cuộn dây dẫn được

nối với máy tăng âm. Đoạn dây đàn ở sát bên trên nam châm bị từ hoá. Khi gảy đàn thì trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng này được biến đổi qua máy tăng âm và loa làm

ta nghe được âm do dây đàn phát ra.

Giải thích vì sao khi gảy đàn thì trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng.

Đáp án chuẩn:

Khi gảy đàn làm rung dây đàn, từ trường biến thiên qua cuộn dây dẫn kín, sinh ra dòng điện cảm ứng theo định luật Faraday

Câu 7: Tại sao lõi biến áp như Hình 3.14 lại làm giảm được cường độ dòng điện xoáy trong nó?

Đáp án chuẩn:

Bởi vì: những lá mỏng này lại được đặt song song với đường sức từ. 

V. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

Câu 8: Từ lớp 11, bạn đã biết, trong vùng không gian bao quanh một điện tích có điện trường. Liệu quanh điện tích đó có cả điện trường và từ trường không?

Đáp án chuẩn:

Có cả điện trường và từ trường.

Câu 9: Sóng điện từ là gì?

Hãy lấy ví dụ về công cụ có thể thu và phát sóng điện từ thường được dùng trong cuộc sống.

Đáp án chuẩn:

Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian, trong đó các trường điện và từ trường dao động vuông góc với nhau và lan truyền theo phương vuông góc với phương của điện trường và từ trường. 

Ví dụ: radio. 

Câu 10: Sử dụng mô hình sóng điện từ, chứng tỏ rằng sóng điện từ lan truyền được trong chân không.

Đáp án chuẩn:

Trong chân không, phương trình sóng điện từ cho thấy rằng sóng điện từ có thể lan truyền thông qua không gian mà không cần một phương tiện truyền truyền nào cả. 

Vận dụng: Ở hai vị trí A và B cách nhau 1 km có hai nguồn phát sóng điện từ giống hệt nhau. Tín hiệu mà máy thu sóng nhận được có như nhau tại các vị trí khác nhau không? Tại sao?

Đáp án chuẩn:

Tín hiệu mà máy thu sóng nhận được có thể khác nhau.

Bởi vì do sự phản xạ và giao thoa sóng điện từ.