Khoa học tự nhiên 9 bài 49: Hiện tượng cảm ứng điện từ

A. Hoạt động khởi động

Ta đã biết thí nghiệm của nhà bác học Ơxtet người Đan Mạch, khi ông cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì kim nam châm đặt gần đó bị lệch đi khỏi vị trí cân bằng, nghĩa là dòng điện sinh ra từ trường và tác dụng lực lên kim nam châm làm cho kim nam châm chuyển động. Trong trường hợp ngược lại, nếu thay kim nam châm bằng nam châm thẳng và cho nam châm chuyển động xung quanh dây dẫn thì trong dây dẫn có xuất hiện dòng điện hay không?

Trả lời

Khi thay kim nam châm bằng nam châm thẳng và cho nam châm chuyển động xung quanh dây dẫn thì trong dây dẫn có xuất hiện dòng điện.

B. Hoạt động hình thành kiến thức

1. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Hãy tiến hành thí nghiệm và hoàn thành câu trả lời

a) Thí nghiệm 1

Thí nghiệm: sgk trang 96

Từ kết quả thí nghiệm, hoàn thành kết luận sau:

• Khi chuyển nam châm lại gần cuộn dây, thì ta thấy kim điện kế ....; Khi nam châm đứng yên trước cuộn dây, thì ta thấy kim điện kế ....; Khi kéo nam châm ra xa cuộn dây thì ta thấy kim điện kế ....
• Nếu đảo đầu nam châm và thực hiện lại thí nghiệm thì kết quả thí nghiệm sẽ như thế nào?

Hoàn thành kết luận sau:

Thí nghiệm 1 chứng tỏ đã xuất hiện .... trong cuộn dây dẫn kín ta di chuyển nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây dẫn đó hoặc ngược lại.

b) Thí nghiệm 2

Thí nghiệm: sgk trang 96

Từ kết quả thí nghiệm, hoàn thành kết luận sau::

• Khi đóng khóa K, thì ta thấy kim điện kế ....; Khi để nguyên khóa K, thì ta thấy kim điện kế ....; Khi ngắt khóa K thì ta thấy kim điện kế ....
• Nếu đảo chiều dòng điện chạy qua nam châm điện thì kết quả thí nghiệm sẽ như thế nào?

Hoàn thành kết luận sau: Thí nghiệm 2, chứng tỏ đã xuất hiện .... ở cuộn dây trong thời gian đóng và ngắt mạch của nam châm điện.

c) Hiện tượng cảm ứng điện từ

Trả lời các câu hỏi dưới đây

• Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
• Dòng điện cảm ứng điện là gì?

Trả lời

a)

• Khi chuyển nam châm lại gần cuộn dây, thì ta thấy kim điện kế bị lệch khỏi vị trí 0; Khi nam châm đứng yên trước cuộn dây, thì ta thấy kim điện kế ở vị trí 0; Khi kéo nam châm ra xa cuộn dây thì ta thấy kim điện kế bị lệch khỏi vị trí 0.
• Nếu đảo đầu nam châm và thực hiện lại thí nghiệm thì sẽ thu được kết quả tương tự.

Thí nghiệm 1 chứng tỏ đã xuất hiện dòng điện trong cuộn dây dẫn kín ta di chuyển nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây dẫn đó hoặc ngược lại.

b)

• Khi đóng khóa K, thì ta thấy kim điện kế bị lệch khỏi vị trí 0; Khi để nguyên khóa K, thì ta thấy kim điện kế ở vị trí 0; Khi ngắt khóa K thì ta thấy kim điện kế bị lệch khỏi vị trí 0.
• Nếu đảo chiều dòng điện chạy qua nam châm điện thì thu được kết quả tương tự.

Thí nghiệm 2, chứng tỏ đã xuất hiện dòng điện ở cuộn dây trong thời gian đóng và ngắt mạch của nam châm điện.

c)

• Hiện tượng cảm ứng điện từ là là hiện tượng xuất hiện dòng điện trong khung dây dẫn kín khi từ trường qua khung dây thay đổi.
• Dòng điện cảm ứng điện là dòng điện xuất hiện trong khung dây dẫn kín khi từ trường qua khung dây thay đổi.

2. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng

Từ kết quả ở thí nghiệm 1, hãy trả lời các câu hỏi sau đây:

• Khi di chuyển nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây sẽ thay đổi như thế nào?
• Khi nam châm dừng lại thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây có thay đổi gì theo thời gian không?
• Khi di chuyển nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây sẽ thay đổi như thế nào?

Từ kết quả ở thí nghiệm 2, hãy trả lời các câu hỏi sau đây:

• Khi chưa đóng khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 có giá trị bằng bao nhiêu? Vì sao?
• Khi đóng khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 thay đổi như thế nào?
• Nếu chưa ngắt khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 có thay đổi không? Vì sao?
• Khi ngắt khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 thay đổi như thế nào?

Hoàn thành kết luận sau:

Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín có sự .... số đường sức từ xuyên qua cuộn dây dẫn.

Trả lời

• Khi di chuyển nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây sẽ giảm.
• Khi nam châm dừng lại thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây không thay đổi gì theo thời gian.
• Khi di chuyển nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây sẽ tăng.
• Khi chưa đóng khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 có giá trị bằng 0 vì không có từ trường xung quanh cuộn dây thứ 2
• Khi đóng khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 tăng.
• Nếu chưa ngắt khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 không thay đổi vì lúc này từ trường gây ra bởi nam châm điện đã ổn định.
• Khi ngắt khóa K thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thứ 2 giảm.
• Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín có sự biến thiên số đường sức từ xuyên qua cuộn dây dẫn.

Vì, cấu tạo đinamô xe đạp gồm một nam châm và một cuộn dây. Khi cuộn dây hoặc nam châm quay thì đường sức từ biến thiên liên tục theo thời gian và trong cuộn dây sinh ra dòng điện cảm ứng, dòng điện cảm ứng chạy qua đèn làm đèn phát sáng.

Hình 49.3:

• Nam châm: từ phải sang trái.
• Cuộn dây: từ phải sang sái

Hình 49.4:

• Nam châm: Từ phải sang trái
• Cuộn dây: Từ trái sang phải.

Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà giảm hoặc ngược lại đang giảm lại tăng.

Máy phát điện gồm hai bộ phận chính là: Nam châm điện tạo ra từ trường và cuộn dây.