Với Bài tập xác định chiều dòng điện cảm ứng và cách giải được chúng tôi biên soạn trong bài viết dưới đây sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật lí 11. Mời các độc giả cùng tìm đọc!
Mục lục bài viết
1. Lí thuyết về dòng điện cảm ứng:
Để hiểu rõ hơn về chiều dòng điện cảm ứng theo định luật Len – xơ, chúng ta có thể xem xét cụ thể hơn các trường hợp khi có sự biến thiên về từ thông trong mạch kín.
Khi độ lớn của từ thông tăng, điện cảm ứng sẽ tạo ra một từ trường ngược chiều để chống lại sự biến đổi này. Điều này có thể được hiểu như một phản ứng tự nhiên của hệ thống để giữ cho mức độ từ thông ổn định. Một ví dụ cụ thể có thể là khi một dây dẫn được đặt trong một từ trường có biến động, điện cảm ứng sẽ tạo ra một dòng điện ngược chiều với hướng của từ trường này.
Ngược lại, khi độ lớn của từ thông giảm, điện cảm ứng sẽ tạo ra một dòng điện cùng chiều với từ trường ban đầu. Điều này giúp giảm hiệu ứng của biến động từ trường, hỗ trợ việc duy trì ổn định trong hệ thống. Ví dụ, khi đưa một vật dẫn vào một từ trường, điện cảm ứng sẽ tạo ra một dòng điện hỗ trợ để duy trì mức độ từ thông ban đầu.
Trong cả hai trường hợp, nguyên tắc cơ bản là sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng nhằm duy trì ổn định hệ thống khi có biến động về từ thông. Điều này làm nổi bật tính ổn định và tự điều chỉnh của các mạch kín trong môi trường từ trường biến động.
Cách xác định chiều dòng điện cảm ứng IC:
Bước 1: Xác định chiều vectơ cảm ứng từ B→ xuyên qua khung dây:
+ Nam châm thẳng: chiều đường sức từ đi từ cực Nam đến cực Bắc.
+ Dây dẫn thẳng dài: Dùng quy tắc nắm bàn tay phải: “Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của đường sức từ”.
+ Vòng dây tròn, ống dây dài: Dùng quy tắc bàn tay phải: “Khum tay phải theo vòng dây (nắm lấy ống dây) sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện”.
Bước 2: Xét từ thông Φ qua nam châm, dây dẫn thẳng, vòng dây tròn hay ống dây…tăng hay giảm.
+ Nếu Φ tăng thì Bc→ ngược chiều B→
+ Nếu Φ giảm thì Bc→ cùng chiều B→.
Quy tắc chung: gần ngược – xa cùng. Nghĩa là khi nam châm hay khung dây lại gần nhau thì Bc→ và B→ ngược chiều nhau. Còn khi nam châm hay khung dây ra xa nhau thì Vc→ và B→ cùng chiều nhau.
Bước 3: Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo quy tắc nắm bàn tay phải.
2. Bài tập xác định chiều dòng điện cảm ứng có đáp án chi tiết:
Bài 1: Đặt một thanh nam châm thẳng ở gần một khung dây kín ABCD như hình vẽ. Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong trường hợp đưa nam châm lại gần khung dây?
A. Theo chiều từ A đến B
B. Theo chiều từ B đến A
C. Không xuất hiện dòng điện cảm ứng
D. Không xác định được chiều dòng điện cảm ứng
Lời giải chi tiết
Khi đưa nam châm lại gần khung dây, từ thông qua khung dây tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung dây gây ra từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ngoài (chống lại sự tăng của từ thông qua khung dây) nên dòng điện cảm ứng chạy trên cạnh AB theo chiều từ B đến A. (xác định theo quy tắc bàn tay phải).
Chọn đáp án B
Bài 2: Cho hệ thống như hình vẽ dưới đây. Khi nam châm đi lên thì dòng điện cảm ứng trong vòng dây sẽ có chiều như thế nào? Khi đó, vòng dây sẽ chuyển động như thế nào?
A. Dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều kim đồng hồ và khung dây chuyển động xuống dưới.
B. Dòng điện cảm ứng có chiều ngược chiều kim đồng hồ và khung dây chuyển động lên trên.
C. Dòng điện cảm ứng có chiều cùng chiều kim đồng hồ và khung dây chuyển động lên trên.
D. Dòng điện cảm ứng có chiều ngược chiều kim đồng hồ và khung dây chuyển động xuống dưới.
Lời giải chi tiết
Từ trường do nam châm sinh ra có chiều vào nam ra bắc (chiều từ trên xuống dưới).
– Nam châm đang đi ra xa nên từ trường cảm ứng Bc→ do khung dây sinh ra có chiều cùng chiều với từ trường B→ của nam châm từ trên xuống.
– Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều dòng điện cảm ứng được biểu diễn như hình.
– Cảm ứng từ do khung dây sinh ra (cảm ứng từ cảm ứng) có chiều đi vào mặt nam và ra mặt bắc.
– Vì mặt nam của khung dây đối diện với cực bắc của nam châm nên chúng sẽ hút nhau do đó khung dây chuyển động lên trên.
Chọn đáp án C
3. Bài tập vận dụng có đáp án:
Bài 1: Trong hình a, b dưới đây nam châm thằng đang chuyển động đến gần hoặc ra xa vòng dây theo mũi tên. Vòng dây dẫn kín cố định, mũi tên chỉ chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trên vòng dây. Khi xác định cực của nam châm thì kết luận nào sau đây là đúng?
A. Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Bắc. Hình b, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Bắc.
B. Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Bắc. Hình b, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Nam.
C. Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Nam. Hình b, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Nam.
D. Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Nam. Hình b, đầu nam châm gần với vòng dây là cực Bắc.
Chọn đáp án B
Bài 2: Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây kín ABCD, biết rằng cảm ứng từ B đang tăng dần.
A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều B→
D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều B→
Chọn đáp án B
Bài 3: Một nam châm đưa lại gần vòng dây như hình vẽ. Hỏi dòng điện cảm ứng trong vòng dây có chiều như thế nào và vòng dây sẽ chuyển động về phía nào?
A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị đẩy ra xa.
B. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị hút lại gần.
C. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị đẩy ra xa.
D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều kim đồng hồ và vòng dây bị hút lại gần.
Chọn đáp án A
Bài 4: Cho thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch C khi con chạy của biến trở đi lên?
A. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều B→
D. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều B→
Chọn đáp án B
Bài 5: Dùng định luật Len – xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới đây?
A. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều B→
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
D. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều B→
Chọn đáp án C
Bài 6: Dùng định luật Lenxo xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới đây?
A. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều B→
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
D. Không xác định được
Chọn đáp án C
Bài 7: Dùng định luật Lenxo xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới đây?
A. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều vectơ cảm ứng từ B→
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
D. Không xác định được
Chọn đáp án A
Bài 8: Dùng định luật Lenxo xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong trường hợp dưới đây?
A. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ
B. Chiều dòng điện cảm ứng ngược chiều vecto cảm ứng từ B→
C. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều vecto cảm ứng từ B→
D. Chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ
Chọn đáp án D
Bài 9: Khi cho nam châm lại gần vòng dây treo như hình vẽ thì chúng tương tác với nhau như thế nào?
A. Ban đầu hút nhau, sau đó đẩy nhau.
B. Hút nhau
C. Đẩy nhau
D. Không tương tác
Chọn đáp án C
Bài 10: Khi cho khung dây kín chuyển động ra xa dòng điện thẳng dài như hình dưới đây thì chúng tương tác với nhau như thế nào?
A. Ban đầu hút nhau, sau đó đẩy nhau.
B. Hút nhau
C. Đẩy nhau
D. Không tương tác
Chọn đáp án B
