Cuộn dây kín và số đường sức xuyên qua tiết diện biến thiên
Nối hai đầu cuộn dây với điện kế thành mạch kín. Đưa một cực nam châm lại gần rồi ra xa cuộn dây: kim điện kế lệch trong lúc dịch chuyển, cho biết có dòng điện. Dòng điện xuất hiện theo cách này gọi là **dòng điện cảm ứng**; hiện tượng đó là **cảm ứng điện từ**.
Điều kiện cần nhớ: **số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín phải biến thiên**, tức là tăng hoặc giảm theo thời gian. Tiết diện ở đây là phần diện tích được vòng dây bao quanh, không phải tiết diện của sợi dây kim loại.
Có nam châm gần cuộn dây chưa đủ. Giữ nam châm và cuộn dây đứng yên, từ trường không thay đổi thì không có dòng điện cảm ứng duy trì. Cũng không thể chỉ dựa vào câu “nam châm đang chuyển động”; phải xét chuyển động ấy có làm số đường sức xuyên qua tiết diện cuộn dây thay đổi hay không.
Cùng một nam châm, ba trạng thái khác nhau
Trong bố trí nam châm thẳng hướng vào đầu cuộn dây kín:
| Thao tác | Số đường sức xuyên qua tiết diện | Dòng điện cảm ứng |
|---|---|---|
| Đưa cực nam châm lại gần | Tăng | Có trong lúc đưa lại gần |
| Giữ nguyên vị trí | Không đổi | Không có |
| Kéo cực nam châm ra xa | Giảm | Có trong lúc kéo ra xa |
Vì thế, nếu kim điện kế trở về 0 sau khi dừng nam châm, kết quả ấy phù hợp với điều kiện cảm ứng, không có nghĩa nam châm đã mất từ tính.
Bài luyện
Một nam châm và cuộn dây kín được giữ đứng yên cạnh nhau, từ trường không đổi. Phát biểu nào đúng?
Từ tính không thay thế điều kiện biến thiên.
Đúng: từ trường qua tiết diện không biến thiên.
Khoảng cách giữ nguyên không làm dòng điện cảm ứng tăng dần.
Nam châm mạnh không thay thế điều kiện số đường sức phải biến thiên.
Lời giải
Cuộn dây kín nhưng số đường sức từ xuyên qua tiết diện không đổi, nên không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chọn B.
Bài luyện
Một cuộn dây mềm kín nằm trong từ trường không đổi, có đường sức xuyên qua phần diện tích nó bao quanh. Bóp cuộn dây để diện tích này giảm, các yếu tố khác giữ nguyên. Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào?
Khi đã giữ nguyên, số đường sức không còn biến thiên.
Có thể gây cảm ứng bằng thay đổi diện tích, không chỉ bằng chuyển động nam châm.
Trước và sau khi bóp, nếu giữ nguyên mọi yếu tố thì không có biến thiên.
Đúng: diện tích giảm làm số đường sức xuyên qua nó giảm.
Lời giải
Trong khi bóp, diện tích được vòng dây bao quanh giảm nên số đường sức từ xuyên qua tiết diện giảm. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong thời gian biến thiên đó; khi giữ nguyên hình dạng mới thì không còn. Chọn D.