Dạng 1: Bài tập về Từ thông – Suất điện động cảm ứng
1. Từ thông
- Từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường: ( = Bscosα
Từ thông qua khung dây có N vòng dây: ( = NBScosα
Trong đó: Φ: từ thông qua mạch kín (Wb)
S: diện tích của mạch (m2)
B: cảm ứng từ gửi qua mạch (T)

,
là pháp tuyến của mạch kín
N: số vòng dây của mạch kín.
- Tùy thuộc vào góc α mà từ thông có thể có giá trị âm hoặc dương:
+) Khi
thì Φ dương
+) Khi
thì Φ âm
+) Khi α = 90o
thì Φ = 0
+) Khi α = 0o
thì Φmax = BS
+) Khi α = 180o
thì Φmin = -BS


2. Suất điện động cảm ứng trong khung dây


+)
là suất điện động cảm ứng (V)
+)
là tốc độ biến thiên từ thông
hoặc (V)
- Lưu ý:
+) Nếu B biến thiên thì

Nếu S biến thiên thì

Nếu α biến thiên thì

+) Khi nói mặt phẳng khung dây hợp với cảm ứng từ
một góc ( thì

+) Cường độ dòng điện cảm ứng qua mạch kín:
với R là điện trở khung dây.







Ví dụ 1 : Một khung dây phẵng diện tích 20 cm2, gồm 10 vòng được đặt trong từ trường đều. Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẵng khung dây góc 300 và có độ lớn bằng 2.10-4 T. Người ta làm cho từ trường giảm đều đến 0 trong thời gian 0,01 s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi.


Lời giải:
Wb – vê be
Ta có:


Ví dụ 2 : Cuộn dây có N = 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 300 cm2 có trục song song với
của từ trường đều, B = 0,2 T. Quay đều cuộn dây để sau ∆t = 0,5 s, trục của nó vuông góc với
. Tính suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây.






Lời giải:
Ban đầu:
+) Trục của vòng dây song song với
nên:

+) Từ thông qua N vòng dây lúc đầu:

Lúc sau:
+) Trục của vòng dây vuông góc với
nên:

+) Từ thông qua N vòng dây lúc sau:

+) Độ biến thiên từ thông:

+) Độ lớn suất điện động:

Vậy: Suất điện động cảm ứng trung bình trong cuộn dây là 1,2 V.

Ví dụ 3 : Một ống dây hình trụ dài gồm N = 1000 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây S = 100 cm2. Ống dây có R = 16 Ω, hai đầu nối đoản mạch và được đặt trong từ trường đều: vectơ cảm ứng từ
song song với trục của hình trụ và độ lớn tăng đều 0,04 T/1s. Tính công suất tỏa nhiệt trong ống dây


Lời giải:
+) Từ thông qua ống dây:

+) Tốc độ biến thiên từ thông:

+) Độ lớn suất điện động trong khung dây: (xét trong 1 s)


+) Dòng điện cảm ứng trong ống dây:

+) Công suất tỏa nhiệt trên R:
.


Ví dụ 4: Vòng dây đồng
đường kính d = 20 cm, tiết diện S0 = 5 mm2 đặt vuông góc với
của từ trường đều. Tính độ biến thiên
của cảm ứng từ khi dòng điện cảm ứng trong vòng dây là I = 2A.








Lời giải:
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn:


Điện trở của vòng dây:

Cường độ dòng điện cảm ứng qua vòng dây:


(T/s).
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Một hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4T, từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb. Tính góc hợp bởi véctơ cảm ứng từ và véc tơ pháp tuyến của hình vuông đó:
A. 00 B. 300 C. 450 D. 600
Câu 2: Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2 gồm 100 vòng đặt trong từ trường đều
B = 2.10-4T, véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung một góc 300. Người ta giảm đều từ trường đến không trong khoảng thời gian 0,01s. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện