Chương V: Cảm Ứng Điện Từ – Vật Lý Lớp 11
Bài 25: Tự Cảm
Bài học cuối cùng trong chương V cảm ứng điện từ này các em sẽ được học gì? đó là bài xét về một loại cảm ứng điện từ khá đặc biệt, được gọi là tự cảm. Đó là một hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch kín khi đó có dòng điện biến thiên theo thời gian.
Để biết thêm thông tin chi tiết về hiện tượng này, mời các em cùng chúng tôi theo dõi nội dung bài học bài 25 tự cảm nhằm ôn tập và ghi sâu thêm khiến thức cho bản thân nhé.
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Từ Thông Riêng Qua Một Mạch Kín
a. Từ thông riêng
Cho mạch kìn (C) có dòng điện i chạy qua như hình bên.
Dòng điện i gây ra một từ trường, nên từ trường này gây ra từ thông Ф qua tiết diện của (C). Từ thông này được gọi là từ thông riêng của mạch
Ф = Li (1)
L gọi là hệ số tự cảm hay độ tự cảm của mạch, đơn vị là Henry (H)
Cho ống dây chiều dài l, tiết diện S và N vòng dây có dòng điện i chạy qua.
b. Độ tự cảm của ống dây
Cho ống dây chiều dài l, tiết diện S và N vòng dây có dòng điện i chạy qua như hình bên.
\(B = 4π.10^{-7}\frac{N}{l}i (2)\)
\(Ф = L.i = NBS cosα = NBS (3)\)
\(L = 4π.10^{-7}\frac{N^2}{I}S = π.10^{-7}n^2V (4)\)
Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt
\(L = 4π.10^{-7}μ\frac{N^2}{I}S = π.10^{-7}μn^2V(5)\)
μ gọi là độ từ thẩm của lõi sắt, đặc trưng cho tính từ của lõi sắt
II. Hiện tượng tự cảm
1. Định nghĩa
Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm
Thí nghiệm:
Trong mạch điện vẽ trên hình 25.2 hai đèn 1 và 2 giống nhau, điện trở R và ống dây tự cảm L có cùng giá trị điện trở. Khi đóng khoá K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ.
Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng từ cảm. Suất điện động cảm ứng xuất hiện có tác dụng cản trở nguyên nhân sinh ra nó, nghĩa là cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và qua đèn 2 tăng lên từ từ, không tăng nhanh như dòng điện qua đèn 1.
III. Suất điện động tự cảm
1. Suất điện động tự cảm
Suất điện động từ cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
\(e_{tc} = -L\frac{Δi}{Δt}\)
2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm
Năng lượng này chính là năng lượng đã được tích lũy trong ống dây tự càm khi có dòng điện chạy qua
\(W = \frac{1}{2}Li^2\)
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 25 Tự Cảm
Hướng dẫn giải bài tập sgk bài 25 tự cảm chương 5 vật lý 11. Bài giúp các bạn tìm hiểu về từ thông riêng qua một mạch kín, định nghĩa hiện tượng tự cảm và suất điện động tự cảm.
Bài Tập 1 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Trong những trường hợp nào có hiên tượng tự cảm?
>> Xem: lời giải bài tập 1 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 2 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Phát biểu định nghĩa từ thông riêng, độ tự cảm của một mạch kín.
>> Xem: lời giải bài tập 2 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 3 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Độ lớn của suất điện động tự cảm phụ thuộc các đại lượng nào?
>> Xem: lời giải bài tập 3 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 4 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Chọn câu đúng:
Một ống dây có độ tự cảm L; ống dây có số vòng dây tăng gấp đôi và diện tích mỗi vòng dây giảm một nửa so với ống dây thứ nhất. Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống dây thứ hai là:
A. L
B. 2L
C. \(\)\(\frac{L}{2}\)
D. 4L
>> Xem: lời giải bài tập 4 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 5 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Phát biểu nào dưới đây là sai?
Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi:
A. Dòng điện tăng nhanh
B. Dòng điện giảm nhanh
C. Dòng điện có giá trị không đổi
D. Dòng điện biến thiên nhanh.
>> Xem: lời giải bài tập 5 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 6 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Tính độ tự cảm của mỗi ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm có 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20cm.
>> Xem: lời giải bài tập 6 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 7 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L = 25mH; tại đó cường độ dòng điện giảm từ \(i_a\) giá trị xuống 0 trong 0,01s. Tính \(i_a\).
>> Xem: lời giải bài tập 7 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 8 Trang 157 SGK Vật Lý Lớp 11
Trong mạch điện hình 25.5, cuộn cảm L có điện trở bằng không. Dòng điện qua L bằng 1,2A; độ tự cảm L = 0,2 H. Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R.
>> Xem: lời giải bài tập 8 trang 157 sgk vật lý lớp 11
Lời kết: Vậy qua nội dung bài học bài 25 tự cảm này, các em cần nắm bắt một số nội dung quan trọng gì:
– Đầu tiên là các em cần phải phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức tính độ tự cảm của ống dây hình trụ.
– Sau đó phát biểu được định nghĩa của hiện tượng cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện.
– Viết được công thức tính suất điện động tự cảm
– Sau cùng là nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm
Vậy là các em vừa tham khảo chi tiết nội dung bài học bài 25 tự cảm của chương V cảm ứng điện từ, hu vọng qua bài học này sẽ giúp các em có kiến thức và góc nhìn tốt hơn đối với các bài tập trong sách giáo khoa. HocTapHay.Com chúc các bạn đạt kết quả học tập tốt nhất nhé.
Trả lời