Công thức tính suất điện động cảm ứng và bài tập có lời giải lớp 11

Suất điện động cảm ứng là gì? Công thức tính suất điện động cảm ứng như thế nào? Bài tập về suất điện động cảm ứng? Đây là những câu hỏi đang được các bạn học sinh lớp 11 rất quan tâm. Câu trả lời cho những câu hỏi này sẽ có trong bài viết dưới đây.

Xem thêm:

• Công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế
• Công thức liên hệ công suất của dòng điện cường độ dòng điện và bài tập
• Công thức tính suất điện động tự cảm và bài tập có lời giải lớp 11

Khái niệm của suất điện động cảm ứng là gì?

Suất điện động cảm ứng được hiểu là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

Công thức tính suất điện động cảm ứng

Suất điện động cảm ứng có công thức là:

e_c = -(Δϕ/Δt)

Nếu chỉ xét mỗi về độ lớn thì |e_c| = |Δϕ/Δt|

Trong đó có: e_c là suất điện động cảm ứng (V)

                      Δϕ = ϕ₂ – ϕ₁ chính là độ biến thiên của từ thông (Wb)

                      Δt là khoảng thời gian mà từ thông biến thiên (s)

Từ thông được xác định bởi công thức tính là:

Φ = N.B.S.cossa

Trong đó có ϕ chính là từ thông

                     B là cảm ứng từ (T)

                     S là diện tích mặt kín C (m²)

                     a là góc giữa pháp tuyến n và B

                     N là số vòng giây (Nếu chỉ có 1 vòng dây thì N = 1, thì ϕ = Bscosa)

Một số chú ý về suất điện động cảm ứng

• Dấu (-) trong biểu thức được hiểu là để phù hợp với định luật Len – xơ về chiều của dòng điện cảm ứng.
• Mạch kín (C) phải được định hướng, dựa vào chiều đã chọn trên mạch kín C ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông ϕ qua mạch kín C (ϕ chính là một đại lượng đại số)
• Nếu ϕ tăng thì e_c < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) sẽ ngược chiều của mạch.
• Nếu ϕ giảm thì e_c > 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) sẽ là chiều của mạch.

Đơn vị suất điện động cảm ứng

• Đơn vị đo của suất điện động cảm ứng là Vôn được ký hiệu là V

Kiến thức mở rộng

• Suất điện động cảm ứng trong khung dây có N vòng thì được tính theo công thức như sau:

e_c = -N.(Δϕ/Δt) => |e_c| = N.(|Δϕ|/Δt)

• Dòng điện cảm ứng khi chạy trong dây dẫn có điện trở R:

i_c = e_c/R

Chú ý:

• Nếu B biến thiên thì Δϕ = S.cosα.ΔB = S.cosα.Δ(B₂ – B₁)
• Nếu S biến thiên thì Δϕ = B.cosα.ΔS = B.cosα.Δ(S₂ – S₁)
• Nếu A biến thiên thì Δϕ = B.S.Δ(cosα) = B.S.Δ(cosα₂ – cosα₁)
• Khi mặt phẳng của khung dây hợp với cảm ứng từ B một góc β thì α = 90 ± β

Một số bài tập tính suất điện động cảm ứng có lời giải dễ hiểu

Bài tập 1: Từ thông ϕ qua một khung dây biến đổi, trong khoảng thời gian là 0,2s từ thông tăng dần từ 0,7 (Wb) đến 1,7 (Wb). Hỏi suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn là bao nhiêu?

Lời giải

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn là:

|e_c| = |Δϕ|/Δt = (|1,7 – 0,7|)/0,2 = 5 (V)

Bài tập 2: Một khung dây dẫn hình vuông với cạnh a=10cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vecto cảm ứng từ vecto B vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian Δt = 0,06s, cho độ lớn của vecto B tăng từ 0 đến 0,6T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây đó?

Lời giải

Suất điện động cảm ứng trong khung dây là:

|e_c| = |Δϕ/Δt| = |ΔBS/Δt) = (0,6.0,1²)/0,06 = 0,1 (V)

Bài tập 3: Một khung dây dẫn đặt vuông góc với một từ trường đều, cảm ứng từ B có độ lớn biến đổi theo thời gian. Hỏi suất điện động cảm ứng và tốc độ biến thiên của cảm ứng từ là bao nhiêu? Biết rằng cường độ dòng điện cảm ứng I_c = 0,5 A, điện trở của khung dây R = 2Ω và diện tích của khung dây là s = 100cm².

Lời giải

Ta có I_c = |e_c|/R => |e_c| = I_cR = 0,5.2 = 1 (V)

|e_c| = (|ΔB|.S)/Δt => |ΔB|/Δt = |e_c|/S = 100 (T/s)

Trên đây là những thông tin về khái niệm, công thức và bài tập về suất điện động cảm ứng sẽ giúp bạn đọc hiểu, dễ nhớ công thức và biết áp dụng công thức vào đúng bài tập.