Giải Hoạt động trang 68 SGK Vật lí 12

Lời giải

Từ công thức (16.1): $\Phi = B\,S\cos\alpha$, muốn từ thông $\Phi$ qua khung dây biến thiên ta chỉ cần làm thay đổi ít nhất một trong ba đại lượng $B$, $S$ hoặc $\alpha$ (trong đó $\alpha$ là góc giữa vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ và vectơ pháp tuyến $\vec{n}$ của mặt khung).

Trường hợp 1: Khung dây đặt cạnh nam châm vĩnh cửu (Hình 16.4)

Với nam châm vĩnh cửu, độ lớn cảm ứng từ $B$ do nam châm sinh ra là cố định, nên ta làm biến thiên từ thông bằng cách thay đổi $B$ qua khung (nhờ dịch chuyển tương đối), thay đổi diện tích $S$ hoặc thay đổi góc $\alpha$:

a) *Thay đổi $B$ qua tiết diện khung:* Dịch chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa khung dây (hoặc ngược lại, dịch chuyển khung dây lại gần/ra xa nam châm). Khi khoảng cách thay đổi, cảm ứng từ $B$ tại vị trí khung thay đổi → $\Phi$ biến thiên.

b) *Thay đổi góc $\alpha$:* Quay khung dây (hoặc quay nam châm) quanh một trục để góc $\alpha$ giữa $\vec{B}$ và pháp tuyến $\vec{n}$ của mặt khung thay đổi → $\cos\alpha$ thay đổi → $\Phi$ biến thiên.

c) *Thay đổi diện tích $S$:* Vì khung dây làm bằng dây dẫn mềm, có thể bóp méo (biến dạng) khung để thay đổi diện tích tiết diện $S$ giới hạn bởi khung → $\Phi$ biến thiên.

Trong mọi cách trên, kim điện kế G lệch khỏi vạch 0, chứng tỏ có dòng điện cảm ứng → từ thông đã biến thiên.

Trường hợp 2: Khung dây đặt cạnh nam châm điện (Hình 16.5)

Với nam châm điện, độ lớn cảm ứng từ $B$ của ống dây phụ thuộc cường độ dòng điện chạy qua nó, nên ngoài ba cách cơ học như trường hợp 1, ta còn có thêm các cách làm thay đổi $B$ bằng điện mà không cần dịch chuyển nam châm hay khung dây:

a) *Thay đổi $B$ bằng biến trở $R$:* Di chuyển con chạy của biến trở $R$ để thay đổi cường độ dòng điện qua ống dây → cảm ứng từ $B$ của nam châm điện thay đổi → $\Phi$ qua khung biến thiên.

b) *Thay đổi $B$ bằng khoá $K$:* Đóng hoặc ngắt khoá $K$ để cho dòng điện qua ống dây xuất hiện hoặc mất đi → $B$ tăng từ 0 lên hoặc giảm về 0 → $\Phi$ biến thiên.

c) *Các cách cơ học (như trường hợp 1):* Dịch chuyển nam châm điện lại gần/ra xa khung (đổi $B$ qua khung); quay khung dây để đổi góc $\alpha$; bóp méo khung dây mềm để đổi diện tích $S$.

Ở mọi cách, kim điện kế G đều lệch, chứng tỏ xuất hiện dòng điện cảm ứng do từ thông qua khung biến thiên.

Đáp số