Nội dung bài giảng
Một khung dây dẫn cứng hình chữ nhật có diện tích 200 cm2, đặt ở vị trí tại đó mặt phẳng khung dây song song với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ 10 mT. Xác định chiều và độ lớn của suất điện động cảm ứng trong khung dây này khi khung dây quay đều quanh trục của nó trong 4,0 s đến vị trí tại đó mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ.
Trả lời:
Ở vị trí ban đầu, vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hợp với vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n \) của mặt phẳng khung dây góc α0 = 90°. Khi khung dây quay đều quanh trục của nó đến vị trí cuối thì \(\overrightarrow B \) hợp với \(\overrightarrow n \) góc α = 0°. Do đó, độ biến thiên từ thông qua mặt phẳng của khung dây dẫn trong khoảng thời gian Δt = 4,0s có trị số bằng :
\(\Delta \Phi = \Phi - {\Phi _0} = BS\cos {0^o} - BS\cos {90^o} = BS > 0\)
Áp dụng công thức của định luật Fa-ra-đây : \({e_c} = - {{\Delta \Phi } \over {\Delta t}}\) ta xác định được trị số của suất điện động cảm ứng trong khung dây dẫn:
\({e_c} = - {{\Delta \Phi } \over {\Delta t}} = - {{BS} \over {\Delta t}} = - {{{{10.10}^{ - 3}}{{.200.10}^{ - 4}}} \over {4,0}} = - 50\mu V < 0\)
Dấu (-) trong công thức trên chứng tỏ ectrái dấu với \(\Delta \Phi \) . Vì khi khung dây dẫn quay đều, từ thông qua mặt của nó tăng, nên \(\Delta \Phi \) > 0 và ec < 0, tức là suất điện động cảm ứng ec phải tạo ra dòng điện cảm ứng ic có chiều sao cho từ trường cảm ứng của dòng ic chống lại sự tăng từ thông qua khung dây dẫn. Như vậy, từ trường cảm ứng của dòng ic phải ngược chiều với từ trường \(\overrightarrow B \)