Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Từ thông. Cảm ứng điện từ Vật Lí 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.
Mời các bạn đón xem:
Từ thông. Cảm ứng điện từ (Lý thuyết + 25 bài tập có lời giải)
I. Lý thuyết Từ thông. Cảm ứng điện từ
1. Từ thông
a) Định nghĩa
- Xét khung dây dẫn (C) phẳng kín, có diện tích bề mặt S, đặt trong vùng không gian có từ trường đều B→
Gọi n→ là vectơ pháp tuyến dương của khung dây
- Số đường sức từ xuyên qua một mạch kín (C) gọi là từ thông: Φ = BScosα
Với α là góc tạo bởi pháp tuyến n→ và B
- Đặc biệt, từ thông là đại lượng đại số (có thể dương, âm hoặc bằng 0)
+ Nếu α nhọn thì cosα > 0 ⇒ Φ > 0
+ Nếu α tù thì cosα < 0 ⇒ Φ < 0
+ Nếu α = 0 thì cosα = 1 ⇒ Φ = BS
+ Nếu α = 900 thì cosα = 0 ⇒ Φ = 0
b) Đơn vị từ thông
Trong hệ SI, đơn vị từ thông là vêbe (Wb)
1Wb = 1T.1m2
Chú ý: Từ thông qua N vòng dây: Φ = NBScosα
2. Hiện tượng cảm ứng điện từ
a) Thí nghiệm
∗ Thí nghiệm 1: Cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện,
Lý thuyết Từ thông. Cảm ứng điện từ | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
∗ Thí nghiệm 2: Cho nam châm dịch chuyển ra xa mạch kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện ngược chiều với thí nghiệm 1.
Lý thuyết Từ thông. Cảm ứng điện từ | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
∗ Thí nghiệm 3: Giữ cho nam châm đứng yên và dịch chuyển mạch kín (C) ta cũng thu được kết quả tương tự.
∗ Thí nghiệm 4: Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện. Khi thay đổi cường độ dòng điện trong nam châm điện thì trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện.
Lý thuyết Từ thông. Cảm ứng điện từ | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án
b) Kết luận
- Từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Khi một trong các đại lượng B, S hoặc α thay đổi thì từ thông Φ biến thiên.
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên.
c) Ứng dụng
3. Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng
- Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.
- Khi từ thông qua (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.
4. Dòng điện Fu-cô
a) Thí nghiệm 1
Một bánh xe kim loại có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay bình thường. Khi cho dòng điện chạy vào nam châm bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại.
b) Thí nghiệm 2
Một khối kim loại hình lập phương được đặt giữa hai cực của một nam châm điện. Khối ấy được treo bằng một sợi dây một đầu cố định. Trước khi đưa khối vào nam châm điện, sợi dây treo được xoắn nhiều vòng. Nếu chưa có dòng điện vào nam châm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mình nó.
Nếu có dòng điện đi vào nam châm điện , khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại.
c) Giải thích
- Khi bánh xe và khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng – những dòng điện Fu-cô.
- Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dời. Vì vậy, khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúng, những lực ấy gọi là lực hãm điện từ.
d) Tính chất và công dụng của dòng Fu-cô
- Mọi khối kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng.
- Dòng điện Fu-cô gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun - Len-xơ trong khối kim loại đặt trong từ trường biến thiên. Tính chất này được ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại.
- Trong nhiều trường hợp, dòng điện Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở của khối kim loại.
II. Bài tập Từ thông. Cảm ứng điện từ
Bài 1: Người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả
A. số đường sức từ qua một diện tích nào đó.
B. độ mạnh yếu của từ trường.
C. phương của vectơ cảm ứng từ.
D. sự phân bố đường sức từ của từ trường.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: Ý nghĩa của từ thông dùng để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó.
Bài 2: Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B→, góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến n→ của diện tích S là α. Từ thông qua diện tích S được tính theo công thức:
A. Φ = BSsinα.
B. Φ = BScosα.
C. Φ = BStanα.
D. Φ = BScotanα.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Từ thông được tính bằng công thức Φ = BScosα.
Bài 3: Đơn vị từ thông là
A. Tesla (T).
B. Vebe (Wb).
C. Fara (F).
D. Tesla trên mét vuông (T/m2).
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Đơn vị của từ thông là Vebe (Wb).
Bài 4: 1 Wb bằng
A. 1 T.m2.
B. 1 T/m.
C. 1 T.m.
D. 1 T/m2.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: Φ = BScosα ⇒ 1Wb = 1T.m2.
Bài 5: Một vòng dây kín, phẳng đặt trong từ trường đều. Trong các yếu tố sau :
I. Diện tích S của vòng dây
II. Cảm ứng từ của từ trường
III. Khối lượng của vòng dây
IV. Góc hợp bởi mặt phẳng của vòng dây và đường cảm ứng từ
Từ thông qua diện tích S phụ thuộc các yếu tố nào?
A. I và II.
B. I, II,và III.
C. I và III.
D. I, II và IV.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Φ = BScosα, Φ phụ thuộc vào diện tích S, cảm ứng từ B và góc hợp bởi mặt phẳng của vòng dây và đường cảm ứng từ α.
Bài 6: Độ lớn của từ thông qua diện tích S đặt vuông góc với đường sức từ của từ trường đều có cảm ứng từ B
A. tỉ lệ với số đường sức từ qua một đơn vị diện tích S.
B. tỉ lệ với góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ B→ và vectơ pháp tuyến n→ của diện tích S.
C. tỉ lệ với độ lớn chu vi của diện tích S.
D. tỉ lệ với độ lớn cảm ứng từ B tại nơi đặt diện tích S.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Φ = BScosα nên Φ tỉ lệ với độ lớn B.
Bài 7: Một diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B→, góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến n→ của diện tích S là α. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều luôn có giá trị khác không.
B. Đơn vị của từ thông là Tesla (T).
C. Từ thông là đại lượng đại số.
D. Từ thông Φ xuyên qua mặt S xác định theo công thức Φ = BSsinα.
Lời giải:
Đáp án: C.
HD Giải: Từ thông là đại lượng đại số, dấu của từ thông phụ thuộc vào việc chọn chiều của vecto n→ (dấu của cosα).
Bài 8: Gọi α là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến n→ của diện tích S với vectơ cảm ứng từ B→. Từ thông qua diện tích S có độ lớn cực đại khi α bằng
A. 0.
B. π/2.
C. π/4.
D. 3π/4.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: Φ = BScosα, Φmax khi cosα = 1 ⇒ α = 0.
Bài 9: Đặt một khung dây trong từ trường đều sao cho ban đầu mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây sẽ không thay đổi nếu khung dây
A. có diện tích tăng đều.
B. chuyển động tịnh tiến theo một phương bất kì.
C. có diện tích giảm đều.
D. quay quanh một trục nằm trong mặt phẳng của khung.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Khi khung dây chuyển động tịnh tiến thì B, S, α đều không đổi nên Φ không đổi.
Bài 10: Trường hợp nào xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây phẳng, kín?
A. Tịnh tiến khung dây trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung vuông góc với các đường sức từ.
B. Tịnh tiến khung dây trong từ trường đều sao cho mặt phẳng khung hợp với đường sức từ một góc α.
C. Cho khung quay trong từ trường đều xung quanh một trục cố định vuông góc với mặt phẳng khung.
D. Cho khung quay xung quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung và trục này không song song với đường sức từ.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Khi cho khung quay xung quanh một trục cố định nằm trong mặt phẳng khung và trục này không song song với đường sức từ, thì góc α thay đổi, Φ qua mạch kín biến thiên dẫn đến trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Bài 11: Một khung dây tròn, đặt trong một từ trường đều có mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ. Trong các trường hợp sau
I. Khung dây chuyển động tịnh tiến trong từ trường theo một phương bất kỳ
II. Bóp méo khung dây
III. Khung dây quay quanh một đường kín của nó
Ở trường hợp nào thì xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây?
A. I và II.
B. II và III.
C. III và I.
D. I, II và III.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Khi bóp méo khung dây (S thay đổi) hoặc khung dây quay quanh một đường kín của nó (α thay đổi) thì Φ qua mạch kín biến thiên dẫn đến trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Bài 12: Điều nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng cảm ứng điện từ?
A. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, từ trường có thể sinh ra dòng điện.
B. Dòng điện cảm ứng có thể tạo ra từ từ trường của dòng điện hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu.
C. Dòng điện cảm ứng trong mạch chỉ tồn tại khi có từ thông biến thiên qua mạch.
D. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín nằm yên trong từ trường không đổi.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Khi mạch kín nằm yên trong từ trường không đổi thì từ thông xuyên qua mạch kín không biến thiên nên trong mạch không xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Bài 13: Định luật Len-xơ được dùng để
A. xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong một mạch điện kín.
B. xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
C. xác định cường độ của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
D. xác định sự biến thiên của từ thông qua một mạch điện kín, phẳng.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Định luật Len-xơ được dùng để xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch điện kín.
Bài 14: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều
A. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch.
B. hoàn toàn ngẫu nhiên.
C. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài.
D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch.
Bài 15: Biết dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có chiều như hình vẽ. Hiện tượng xảy ra khi
A. nam châm đứng yên, vòng dây chuyển động ra xa nam châm.
B. nam châm đứng yên, vòng dây chuyển động lại gần nam châm.
C. nam châm đứng yên, vòng dây chuyển động sang phải.
D. nam châm đứng yên, vòng dây quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc mặt phẳng vòng dây.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái thì từ trường do Ic gây ra hướng từ dưới lên, ta thấy từ trường của nam châm có chiều từ trên xuống ngược với chiều cảm ứng từ của dòng điện cảm ứng nên chiều dịch chuyển của vòng dây phải làm tăng từ trường xuyên qua vòng dây (theo định luật Len-xơ) nên vòng dây phải dịch chuyển lại gần nam châm.
Bài 16: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây tịnh tiến với vận tốc v→ trong từ trường đều
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng khi từ thông qua nó biến thiên.
Theo hình vẽ từ trường đều, diện tích vòng dây không đổi, góc hợp bởi vec tơ cảm ứng từ và pháp tuyến vòng dây bằng 0.
⇒ Φ = BScosα là không đổi ⇒ vòng dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng: Icư = 0.
Bài 17: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hay ra xa vòng dây kín?
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Trong hình B khi nam châm lại gần khung dây thì số đường sức từ qua khung tăng lên (B tăng); dòng cảm ứng có chiều làm giảm sự tăng nên cảm ứng từ do khung dây gây ra có chiều từ phải sang trái. (do cảm ứng từ nam châm đi ra từ cực bắc)
Áp dụng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều dòng điện cùng chiều kim đồng hồ.
Tương tự với các hình còn lại thì thấy không đúng.
Bài 18: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong vòng dây khi nhìn vào mặt trên trong trường hợp cho nam châm rơi thẳng đứng xuyên qua tâm vòng dây giữ cố định như hình vẽ:
A. Lúc đầu dòng điện cùng kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều ngược kim đồng hồ.
B. Lúc đầu dòng điện ngược kim đồng hồ, khi nam châm xuyên qua đổi chiều cùng kim đồng hồ.
C. Không có dòng điện cảm ứng trong vòng dây.
D. Dòng điện cảm ứng cùng kim đồng hồ.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải
Lúc đầu, khi nam châm lại gần khung dây thì số đường sức từ qua khung tăng lên (B tăng); dòng cảm ứng có chiều làm giảm sự tăng nên cảm ứng từ do khung dây gây ra có chiều từ trên xuống (do cảm ứng từ nam châm có chiều từ dưới lên).
Áp dụng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều dòng điện cùng chiều kim đồng hồ.
Khi nam châm xuyên qua vòng dây thì ngược lại.
Bài 19: Dòng điện Pu-cô là
A. dòng điện chạy trong khối vật dẫn đặt đứng yên trong từ trường đều.
B. dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín khi từ thông qua mạch biến thiên.
C. dòng điện cảm ứng sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường.
D. dòng điện xuất hiện trong tấm kim loại khi nối tấm kim loại với hai cực của nguồn điện.
Lời giải:
Đáp án: C.
HD Giải: Dòng điện Pu-cô là dòng điện cảm ứng sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường.
Bài 20: Muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt của dòng điện Fu – cô gây ra trên kim loại, người ta thường
A. sơn phủ lên khối kim loại một lớp sơn cách điện.
B. đúc khối kim loại không có phần rỗng bên trong.
C. tăng độ dẫn điện cho khối kim loại.
D. chia khối kim loại thành nhiều lá kim loại mỏng ghép cách điện với nhau.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Để làm giảm hao phí do tỏa nhiệt của dòng điện Fu – cô gây ra trên kim loại, người ta thường chia khối kim loại thành nhiều lá kim loại mỏng ghép cách điện với nhau để điện trở của lõi sắt đối với dòng điện Fu-cô tăng lên và làm giảm cường độ dòng fu-cô.
Bài 21: Ứng dụng nào sau đây không phải liên quan đến dòng Foucault?
A. Phanh điện từ.
B. Nấu chảy kim loại bằng cách để nó trong từ trường biến thiên.
C. Lõi máy biến thế được ghép từ các lá thép mỏng cách điện với nhau.
D. Đèn hình TV.
Lời giải:
Đáp án: D.
HD Giải: Đèn hình Tivi là ứng dụng của tia catot.
Bài 22: Khi sử dụng điện, dòng điện Fu-cô không xuất hiện trong
A. quạt điện.
B. lò vi sóng.
C. nồi cơm điện.
D. bếp từ.
Lời giải:
Đáp án: C.
HD Giải: Nồi cơm điện cần ứng dụng của hiện tượng toả nhiệt.
Bài 23: Lõi của các máy biến thế thường làm bằng các lõi thép mỏng ghép cách điện với nhau. Mục đích của cách làm trên là gì?
A. Tăng cường từ thông qua các cuộn dây.
B. Giảm tác dụng của dòng điện Fu-cô.
C. Giảm trọng lượng của máy biến thế.
D. Làm cho từ thông qua các cuộn dây biến thiên nhanh hơn.
Lời giải:
Đáp án: B.
HD Giải: Lõi của các máy biến thế thường làm bằng các lõi thép mỏng ghép cách điện với nhau để làm giảm tác dụng của dòng điện Fu-cô.
Bài 24: Suất điện động cảm ứng là suất điện động
A. sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
B. sinh ra dòng điện trong mạch kín.
C. được sinh bởi nguồn điện hóa học.
D. được sinh bởi dòng điện cảm ứng.
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
Bài 25: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín được tính bởi công thức
Lời giải:
Đáp án: A.
HD Giải: 
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
2021 © All Rights Reserved.
