SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG ĐOẠN DÂY CHUYỂN ĐỘNG
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Yêu cầu:
- Các tính chất của suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động: chiều (quy tắc bàn tay phải), độ lớn.
- Ứng dụng trong máy phát điện.
Nội dung:
1. Hiện tượng
Khi một đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ thì trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Hình 1. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi dây dẫn chuyển động.
2. Suất điện động cảm ứng
- Chiều (quy tắc bàn tay phải): Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đoạn dây dẫn đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.
- Độ lớn:
Trong đó, θ là góc hợp bởi 
và 
.
Hình ảnh trên internet
3. Máy phát điện
Máy phát điện đơn giản gồm một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD có thể quay quanh trục. Khi khung dây quay, các cạnh AD, BC cắt các đường sức. Vì vậy, trong các đoạn dây đó xuất hiện suất điện động cảm ứng. Tùy theo cách đưa suất điện động ra mạch ngoài, ta sẽ có máy phát điện xoay chiều và máy phát điện một chiều.
Hình 2. Máy phát điện một chiều.
Hình 3. Máy phát điện xoay chiều.
BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Một thanh dẫn điện dài 20 cm tịnh tiến trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 5.10-4 T. Vector vận tốc của thanh vuông góc với vector cảm ứng từ và có độ lớn bằng 5 m/s. Tính suất điện động cảm ứng trong thanh.
Lời giải:
Độ dài thanh l = 20 cm = 0,2 m.
Góc hợp bởi giữa vector vận tốc và vector cảm ứng từ là 900. Suất điện động cảm ứng trong thanh là:
ĐS: 5.10-4 V
Bài 2: Một thanh dẫn điện dài 20 cm được nối hai đầu của nó với hai đầu của một đoạn mạch điện có điện trở 0,5 Ω. Cho thanh tịnh tiến trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08 T với tốc độ 7 m/s. Hỏi số chỉ của ampe kế đặt trong mạch điện đó là bao nhiêu? Cho biết vector vận tốc của thanh vuông góc với các đường sức từ và điện trở của thanh rất nhỏ.
Lời giải:
Độ dài thanh l = 20 cm = 0,2 m.
Thanh chuyển động vuông góc với các đường sức từ nên trong thanh xuất hiện suất động cảm ứng có độ lớn là:
Thanh đóng vai trò như nguồn điện khi nối hai đầu với mạch ngoài. Dòng điện trong mạch điện khi đó là:
Vậy số chỉ của ampe kế đặt trong mạch là 0,224 A
ĐS: 0,224 A
-
(1)
Để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường người ta dùng:
quy tắc đinh ốc 2
quy tắc đinh ốc 1
quy tắc bàn tay phải
quy tắc bàn tay trái
-
(2)
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Một thanh dây dẫn chuyển động thẳng đều trong một từ trường đều sao cho thanh luôn nằm dọc theo một đường sức điện thì trong thanh xuất hiện một điện trường cảm ứng.
Một thanh dây dẫn chuyển động cắt các đường sức từ của một từ trường đều sao cho thanh luôn vuông góc với đường sức từ thì trong thanh xuất hiện một điện trường cảm ứng.
Một thanh dây dẫn chuyển động theo một quỹ đạo bất kì trong một từ trường đều sao cho thanh luôn nằm dọc theo các đường sức điện thì trong thanh xuất hiện một điện trường cảm ứng.
Một thanh dây dẫn chuyển động dọc theo một đường sức từ của một từ trường đều sao cho thanh luôn vuông góc với đường sức từ thì trong thanh xuất hiện một điện trường cảm ứng.
-
(3)
Nguyên nhân gây ra suất điện động cảm ứng trong thanh dây dẫn chuyển động trong từ trường là:
Lực ma sát giữa thanh và môi trường ngoài làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh.
Lực hoá học tác dụng lên các êlectron làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn không có dòng điện đặt trong từ trường làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh.
Lực Lorenxơ tác dụng lên các êlectron làm các êlectron dịch chuyển từ đầu này sang đầu kia của thanh.
-
(4)
Chọn phát biểu đúng :
Khi thanh kim loại MN ở hình bên chuyển động theo hướng vecto
trong từ trường đều thì dòng điện cảm ứng có chiều như hình vẽ. Nếu vậy thì các đường sức từ :
vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng ra phía sau
nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với MN
vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng ra phía trước
nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với hai thanh ray
-
(5)
Một đoạn dây dẫn chuyển động với vận tốc v trong một từ trường đều B và có điện tích xuất hiện ở hai đầu của đoạn dây như hình vẽ. Cảm ứng từ có đặc điểm là:
Hai.02
hướng từ ngoài vào mặt phẳng hình vẽ
Hung.06
hướng xuống thẳng đứng
-
(6)
Hình vẽ nào xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường:
3
1
4
2
-
(7)
Đặt khung dây dẫn ABCD cạnh một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua như hình vẽ. Thanh AB có thể trượt trên hai thanh DE và CF. Điện trở R không đổi và bỏ qua điện trở của các thanh. AB song song với dòng điện thẳng và chuyển động thẳng đều với vận tốc vuông góc với AB. Dòng điện cảm ứng có:
chiều từ A đến B, độ lớn thay đổi
chiều từ B đến A, độ lớn thay đổi
chiều từ A đến B, độ lớn không đổi
chiều từ B đến A, độ lớn không đổi
-
(8)
*Cho thanh dẫn điện MN đặt trên hai thanh ray xx’ và yy’ như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều. lúc đầu MN đứng yên, người ta tác dụng một lực làm MN chuyển động, bỏ qua mọi ma sát. Hỏi nếu hai thanh ray đủ dài thì cuối cùng MN đạt đến trạng thái chuyển động như thế nào?
chậm dần đều hoặc nhanh dần đều tùy vào từ trường mạnh hay yếu
chuyển động đều
chuyển động nhanh dần đều
chuyển động chậm dần đều
-
(9)
Một thanh dẫn dài 25cm, chuyển động trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-3T. Vecto vận tốc
vuông góc với thanh và cũng vuông góc với vectơ cảm ứng từ 
, cho v = 3m/s. Suất điện động cảm ứng trong thanh là :5.10-2 V
5.10-5 V
6.10-3 V
6.10-4 V
-
(10)
Một đoạn dây dẫn dài 0,5m chuyển động trong từ trường đều có cảm ứng từ
hợp với hướng của vận tốc 
một góc θ = 300 thì suất điện động cảm ứng trên đoạn dây là 0,5V. Biết B = 0,4T. Tính v.6m/s
5m/s
7m/s
4m/s
-
(11)
Một đoạn dây dẫn dài 0,35m chuyển động theo hướng vuông góc với đường sức từ của một từ trường đều có hướng như hình vẽ, B = 0,026T, vận tốc của đoạn dây là 7m/s. Hiệu điện thế hai đầu đoạn dây dẫn là:
0
0,091V
0,13V
0,064V
-
(12)
Thanh dẫn điện MN dài 80cm nối với mạch ngoài kín chuyển động tịnh tiến đều trong từ trường đều, véc tơ vận tốc vuông góc với thanh. Cảm ứng từ vuông góc với thanh và hợp với vận tốc một góc 300 như hình vẽ. Biết B = 0,06T, v = 50cm/s. Xác định chiều dòng điện cảm ứng và độ lớn suất điện động cảm ứng trong thanh:
0,012V; chiều từ N đến M
0,012V; chiều từ M đến N
0,01V; chiều từ N đến M
0,01V; chiều từ M đến N
-
(13)
Xét mạch điện, AB trượt thẳng đều trên mặt phẳng ngang theo chiều như hình vẽ, vận tốc của thanh AB có độ lớn 2m/s, vận tốc của AB vuông góc với các đường cảm ứng, AB = 40 cm, B = 0,2T, E = 2V, r = 0 (Ω), RAB = 0,8 Ω, bỏ qua điện trở của dây nối và Ampe kế. Số chỉ của Ampekế sẽ là:
2,5 A
2,7 A
2,4 A
2,6 A
-
(14)
Hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, hai đầu trên nối với điện trở R = 0,5Ω; phía dưới thanh kim loại MN có thể trượt theo hai thanh ray. Biết MN có khối lượng m = 10g, dài l = 25cm có điện trở không đáng kể. Hệ thống được đặt trong từ trường đều B = 1T có hướng như hình vẽ, lấy g = 10m/s2, sau khi thả tay cho MN trượt trên hai thanh ray, một lúc sau nó đạt trạng thái chuyển động thẳng đều với vận tốc v bằng bao nhiêu?
0,5m/s
0,7m/s
0,8m/s
0,6m/s