Giải Câu hỏi trang 69 SGK Vật lí 12

Lời giải

1. Kim điện kế có lệch khỏi vạch số 0 không? Giải thích.

Hiện tượng quan sát:
- Ngay lúc đóng khoá K và ngay lúc ngắt khoá K: kim điện kế lệch khỏi vạch số 0 (lệch rồi nhanh chóng trở về 0).
- Khi di chuyển con chạy trên biến trở (lúc K đang đóng): kim điện kế cũng lệch khỏi vạch số 0 trong khi con chạy đang dịch chuyển, dừng dịch chuyển thì kim về lại vạch 0.

Giải thích:
- Cuộn dây (2) nối với điện kế tạo thành một mạch kín. Nam châm điện (1) đặt gần cuộn dây (2), cảm ứng từ $B$ của nam châm điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện $i$ chạy qua nó.
- Khi đóng hoặc ngắt K: dòng điện $i$ qua nam châm điện biến thiên (từ 0 tăng lên giá trị ổn định, hoặc từ giá trị ổn định giảm về 0), nên cảm ứng từ $B$ của nam châm điện thay đổi. Do đó từ thông $\Phi$ qua cuộn dây (2) biến thiên, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng làm kim điện kế lệch.
- Khi di chuyển con chạy biến trở: điện trở của mạch nam châm điện thay đổi $\Rightarrow$ cường độ dòng điện $i$ thay đổi $\Rightarrow$ cảm ứng từ $B$ thay đổi $\Rightarrow$ từ thông $\Phi$ qua cuộn dây (2) biến thiên $\Rightarrow$ xuất hiện dòng điện cảm ứng, kim điện kế lệch.
- Khi dòng điện qua nam châm điện đã ổn định (K đóng và không dịch con chạy): $B$ không đổi $\Rightarrow$ từ thông $\Phi$ qua cuộn dây không đổi $\Rightarrow$ không có dòng cảm ứng, kim điện kế chỉ vạch số 0.

Kết luận: Kim điện kế có lệch khỏi vạch số 0, vì những thao tác trên đều làm từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên.

2. Đại lượng nào trong công thức (16.1) thay đổi?

Từ thông qua cuộn dây được tính theo công thức (16.1):

$$\Phi = NBS\cos\alpha$$

Trong đó $N$ (số vòng dây), $S$ (diện tích cuộn dây) và $\alpha$ (góc giữa vectơ pháp tuyến và $\vec{B}$) đều không đổi vì vị trí và cấu tạo cuộn dây không thay đổi.

Khi đóng hoặc ngắt khoá K, cường độ dòng điện qua nam châm điện thay đổi làm cảm ứng từ $B$ của nam châm điện thay đổi. Chính sự thay đổi của $B$ làm từ thông $\Phi$ biến thiên, do đó xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín.

Đáp số