Giải đáp câu hỏi: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều

Câu hỏi: Dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều?

A. hoàn toàn ngẫu nhiên.

B. sao cho từ trường cảm ứng luôn cùng chiều với từ trường ngoài.

C. sao cho từ trường cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch.

D. sao cho từ trường cảm ứng luôn ngược chiều với từ trường ngoài.

Đáp án đúng C.

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.

Giải thích lý do vì sao chọn C là đúng

Điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng: Khi đưa nam châm lại gần hoặc xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên.

TH1: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên đặt trong từ trường của một nam châm.

TH2: Khi đóng hay ngắt mạch điện, từ trường của nam châm đột ngột xuất hiện hay biến mất. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn biến thiên (tăng hoặc giảm). Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Tính chất của dòng điện cảm ứng

Khi từ thông biến đổi theo thời gian thực của một mạch kín trong mạch xuất hiện một dòng điện cảm ứng. Chỉ tồn tại trong thời gian từ thông biến đổi. Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông. Vậy chiều dòng điện cảm ứng được xác định như thế nào.

Định luật Lenz

Định luật Lenz

Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.

Nghĩa là: Khi từ thông qua mạch tăng lên, từ trường cảm ứng sinh ra tác dụng chống lại sự tăng trưởng của từ thông. Từ trường cảm ứng sẽ ngược chiều với từ trường ngoài.

Công thức định luật Lenz

e = – ΔФ/Δt

Trong đó:

e là cảm ứng điện từ

ΔФ là độ biến thiên của từ thông qua mạch (Dấu – để xác định chiều của dòng điện)

Δt Thời gian từ thông biến thiên khi đi qua mạch

Ứng dụng của dòng điện cảm ứng điện từ

Dòng điện cảm ứng hay hiện tượng cảm ứng điện từ được ứng dụng vào rất nhiều các lĩnh vực khác nhau trong đời sống như: Ứng dụng trong các thiết bị gia dụng, trong công nghiệp, giao thông, y học… cụ thể như sau:

 – Ứng dụng trong bếp từ: 

+ Thay vì dẫn nhiệt từ bộ phận làm nóng bằng điện như bếp điện và dẫn nhiệt từ lửa như bếp gas, bếp từ ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để làm nóng nồi nấu thức ăn. Dòng điện cảm ứng từ sẽ trực tiếp làm nóng những dụng cụ nấu ăn đặt trên bếp.

+ Bếp từ thường có kết cấu như sau: Cuộn dây đồng của bếp bao giờ cũng được thiết kế đặt dưới 1 vật cách điện như gốm, thủy tinh. Và có 1 dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộn dây đồng.

+ Nguyên lý hoạt động của bếp từ: Trong quá trình từ trường giao động sẽ tạo ra một từ thông không ngừng từ hóa nồi. Lúc này rồi sẽ đóng vai trò như là lõi từ của các máy biến áp. Chính điều này đã sản sinh ra dòng điện Fu-cô (dòng điện xoáy) lớn ở trong nồi. Dưới tác dụng của dòng điện xoáy, nồi chịu tác động của lực hãm điện từ đó tạo ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun-lenxơ làm nóng từ đáy nồi đến thức ăn được đựng bên trong.

 – Ứng dụng dòng điện cảm ứng trong đèn huỳnh quang

+ Hiện nay đèn huỳnh quang có thể nói là thiết bị chiếu sáng phổ biến nhất trong các tòa nhà thương mại cũng như các hộ gia đình.  

+ Chấn lưu của đèn huỳnh quang có cơ chế hoạt động dựa trên nguyên lý hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi chúng ta bật đèn, chấn lưu sẽ sinh ra một điện áp cao trên 2 đầu của đèn sau đó sẽ phóng điện qua đèn.

+ Dòng điện chạy qua bóng đèn sẽ tạo thành các ion kích hoạt bột huỳnh quang phát sáng. 

+ Sau khi đèn đã sáng, lúc này điện áp ở hai đầu của đèn sẽ giảm đi đồng thời dòng điện qua đèn sẽ bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô.

 – Ứng dụng trong máy phát điện

+ Cốt lõi cấu tạo của máy phát điện chính là một cuộn dây được đặt trong môi trường có từ trường. 

+ Nguyên lý hoạt động của máy phát điện như sau: Cuộn dây có khả năng dẫn điện sẽ quay với tốc độ không đổi trong từ trường, đồng thời sản sinh ra dòng điện xoay chiều.

Giải đáp thêm một số câu hỏi về Vật lý 11