Ví dụ · Định luật Lenz · Vật lý 12

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (nam châm lại gần)

Đưa cực Bắc của một nam châm thẳng lại gần một vòng dây kín (trục nam châm vuông góc mặt vòng). Xác định chiều dòng điện cảm ứng khi nhìn từ phía nam châm và cho biết vòng dây bị hút hay đẩy.

Giải.

Đường sức đi ra từ cực Bắc nên $\vec B$ qua vòng hướng từ nam châm vào vòng.
Nam châm lại gần, $B$ qua vòng tăng: $\Phi$ tăng.
$\vec B_c$ ngược $\vec B$ , tức hướng về phía nam châm (vào mắt người nhìn từ phía nam châm).
Nắm tay phải: dòng ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ phía nam châm.

Mặt vòng dây đối diện nam châm thành cực Bắc (cùng cực với đầu nam châm đang tới) nên vòng dây đẩy nam châm: ta phải tốn công để đưa vào.

Ví dụ 2 (nam châm ra xa)

Cũng nam châm ở ví dụ 1 nhưng bây giờ kéo cực Bắc ra xa vòng dây. Chiều dòng điện cảm ứng nhìn từ phía nam châm? Hút hay đẩy?

Giải. $\vec B$ vẫn hướng từ nam châm vào vòng nhưng $\Phi$ giảm. $\vec B_c$ cùng chiều $\vec B$ , tức hướng ra xa nam châm (đi ra xa mắt). Dòng cùng chiều kim đồng hồ khi nhìn từ phía nam châm. Mặt đối diện nam châm là cực Nam: vòng dây hút nam châm lại (cản việc kéo ra).

Ví dụ 3 (đổi cực của nam châm)

Làm lại ví dụ 1 nhưng đưa cực Nam lại gần vòng dây.

Giải. Đường sức đi vào cực Nam nên $\vec B$ tại vòng hướng về phía nam châm. $\Phi$ tăng $\Rightarrow$ $\vec B_c$ ngược $\vec B$ , hướng ra xa nam châm. Dòng cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ phía nam châm; mặt đối diện thành cực Nam, vòng vẫn đẩy nam châm. Vậy đổi cực nam châm thì đổi chiều dòng điện cảm ứng, nhưng hút hay đẩy thì chỉ phụ thuộc "lại gần" hay "ra xa".

Ví dụ 4 (khung dây vào và ra khỏi vùng từ trường)

Khung dây hình chữ nhật chuyển động đều sang phải, đi vào rồi đi ra khỏi vùng có từ trường đều hướng vào trang giấy (kí hiệu $\otimes$ ). Xác định chiều dòng cảm ứng khi (a) khung đang đi vào, (b) khung nằm hoàn toàn trong vùng, (c) khung đang đi ra.

Giải. (a) Phần diện tích nằm trong vùng tăng, $\Phi$ (hướng vào trang) tăng, $\vec B_c$ hướng ra khỏi trang: dòng ngược chiều kim đồng hồ. (b) Khung nằm hoàn toàn trong vùng đều, $\Phi=BS$ không đổi: không có dòng. (c) Phần diện tích trong vùng giảm, $\Phi$ giảm, $\vec B_c$ cùng chiều $\vec B$ (vào trang): dòng cùng chiều kim đồng hồ.

Bước 1 / 4

Từ trường đều hướng vào trang (kí hiệu

\otimes

) trong vùng chữ nhật; khung chuyển động sang phải với vận tốc

v

Ví dụ 5 (thanh trượt trên ray)

Hai ray ngang song song, nối với nhau ở phía trái. Thanh dẫn vuông góc hai ray trượt sang phải. Từ trường đều hướng vào trang. Xác định chiều dòng điện trong thanh.

Giải. Thanh trượt sang phải làm diện tích mạch (phần bên trái thanh) tăng nên $\Phi$ hướng vào trang tăng. $\vec B_c$ ra khỏi trang, dòng trong mạch ngược chiều kim đồng hồ; ở cạnh bên phải (chính là thanh), dòng đi lên (về phía mép trên trang). Kiểm bằng lực từ: $\vec F=I\vec\ell\times\vec B$ với $\vec\ell$ hướng lên, $\vec B$ vào trang cho lực hướng sang trái, ngược chiều chuyển động: thanh bị cản, đúng với Lenz.

Ví dụ 6 (cuộn dây gần nhau)

Hai cuộn dây đặt đồng trục. Cuộn $1$ nối với nguồn qua công tắc; cuộn $2$ nối kín. Ngay khi đóng công tắc, cuộn $2$ có dòng cảm ứng không? Chiều so với dòng ở cuộn $1$ ?

Giải. Đóng công tắc, dòng cuộn $1$ tăng từ $0$ lên, từ trường qua cuộn $2$ tăng: $\Phi$ tăng. $\vec B_c$ ngược $\vec B$ nên dòng cảm ứng ở cuộn $2$ ngược chiều dòng cuộn $1$ (cùng trục, cùng chiều quấn). Chỉ có trong khoảnh khắc dòng cuộn $1$ tăng; sau đó dòng ổn định, cuộn $2$ hết dòng. Ngắt công tắc thì $\Phi$ giảm, dòng cảm ứng cùng chiều dòng cuộn $1$ cũ.

Tiếp theoLuyện tập →