Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ như sau: dùng một cuộn dây có hai đầu dây nối vào điện kế G, đặt một nam châm thẳng dọc theo trục của cuộn dây nh
21/28
Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ như sau: dùng một cuộn dây có hai đầu dây nối vào điện kế G, đặt một nam châm thẳng dọc theo trục của cuộn dây như hình vẽ.
Cho cuộn dây đứng yên, đưa nam châm dịch chuyển ra xa cuộn dây thì dòng điện cảm ứng trong mạch có chiều từ M đến N.
Cho nam châm đứng yên, dịch chuyển cuộn dây ra xa nam châm thì dòng điện cảm ứng trong mạch có chiều từ N đến M.
Cho cuộn dây đứng yên, đưa nam châm dịch chuyển lại gần cuộn dây, quan sát thấy kim điện kế G lệch khỏi vạch số 0. Khi nam châm ngừng chuyển động thì kim điện kế G về lại vạch số 0.
Biết điện trở tổng cộng của cuộn dây, dây nối và điện kế G là \(2\;\Omega \). Cho nam châm dịch chuyển đều ra xa cuộn dây, số chỉ của điện kế G là 4 m.A. Tốc độ biến thiên của từ thông qua cuộn dây là \({8.10^{ - 3}}\;Wb/s\).
Khi nam châm hoặc cuộn dây chuyển động tương đối với nhau thì từ thông qua cuộn dây biến thiên, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chiều dòng điện cảm ứng tuân theo định luật Lenz: dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu.
a) Sai.
Khi đưa nam châm ra xa cuộn dây, từ thông qua cuộn dây giảm. Theo quy tắc Lenz và chiều quấn dây trong hình, dòng điện cảm ứng có chiều từ N đến M, không phải từ M đến N.
b) Đúng.
Khi giữ nam châm đứng yên và dịch chuyển cuộn dây ra xa nam châm, hiện tượng tương đương với việc đưa nam châm ra xa cuộn dây. Vì vậy dòng điện cảm ứng có chiều từ N đến M.
c) Đúng.
Khi đưa nam châm lại gần cuộn dây, từ thông qua cuộn dây biến thiên nên kim điện kế lệch khỏi vạch số 0. Khi nam châm ngừng chuyển động, từ thông không còn biến thiên nên không còn dòng điện cảm ứng, kim điện kế trở về vạch số 0.
d) Đúng.
Suất điện động cảm ứng có độ lớn: \(e = IR\).
Với \(I = 4\;mA = {4.10^{ - 3}}\;A\), \(R = 2\;\Omega \): \(e = {4.10^{ - 3}}.2 = {8.10^{ - 3}}\;V\).
Mà \(e = \left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right|\), nên tốc độ biến thiên từ thông là: \(\left| {\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}} \right| = {8.10^{ - 3}}\;Wb/s\).