Hãy giai chi tiet ,Câu 2. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích $20~cm^2,$ mặt phẳng khung dây đặt vuông góc với,các đường sức từ ( như hình vẽ). Từ trường biến thiên đều từ 0.1T đến 0,5T trong thời gian 0,02 s.,a). Xác định độ lớn của suất điện động cảm từ trong thời gian 0,02s. $a)~a=|\frac{B_1-B_1}{\Delta t}|=0,6h$,b). Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây?,

Question

Hãy giai chi tiet

,Câu 2. Một khung dây dẫn hình chữ nhật có diện tích $20~cm^2,$ mặt phẳng khung dây đặt vuông góc với,các đường sức từ ( như hình vẽ). Từ trường biến thiên đều từ 0.1T đến 0,5T trong thời gian 0,02 s.,a). Xác định độ lớn của suất điện động cảm từ trong thời gian 0,02s. $a)~a=|\frac{B_1-B_1}{\Delta t}|=0,6h$,b). Xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây?,

Accepted Answer

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật Faraday về cảm ứng điện từ, cho biết rằng suất điện động cảm ứng $ \mathcal{E} $ được tạo ra trong một mạch kín bằng độ biến thiên của từ thông qua mạch đó theo thời gian.

### a) Tính suất điện động cảm ứng

Đầu tiên, ta tính từ thông $ \Phi_B $ qua khung dây dẫn hình chữ nhật. Từ thông được tính bằng công thức:

$$
\Phi_B = B \cdot S
$$

Trong đó:
- $ B $ là từ trường (đơn vị là T).
- $ S $ là diện tích mặt phẳng khung dây (đơn vị là $ m^2 $).

Diện tích khung dây đã cho là $ 20~cm^2 = 20 \times 10^{-4}~m^2 = 0.002~m^2 $.

Từ trường biến thiên từ $ B_1 = 0.1~T $ đến $ B_2 = 0.5~T $.

Thay các giá trị vào công thức tính từ thông:

$$
\Phi_{B1} = B_1 \cdot S = 0.1 \cdot 0.002 = 0.0002~Wb
$$

$$
\Phi_{B2} = B_2 \cdot S = 0.5 \cdot 0.002 = 0.001~Wb
$$

Độ biến thiên của từ thông là:

$$
\Delta \Phi_B = \Phi_{B2} - \Phi_{B1} = 0.001 - 0.0002 = 0.0008~Wb
$$

Thời gian biến thiên là $ \Delta t = 0.02~s $.

Suất điện động cảm ứng được tính bằng công thức:

$$
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi_B}{\Delta t} = -\frac{0.0008}{0.02} = -0.04~V
$$

### Kết luận phần a)
Độ lớn của suất điện động cảm ứng là:

$$
|\mathcal{E}| = 0.04~V
$$

### b) Xác định chiều dòng điện cảm ứng

Theo quy tắc nắm bàn tay phải (hoặc quy tắc Lenz), chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây sẽ chống lại sự thay đổi của từ thông. Trong trường hợp này, từ trường tăng từ $ 0.1~T $ lên $ 0.5~T $, tức là từ thông tăng lên. Do đó, dòng điện cảm ứng sẽ có chiều sao cho tạo ra một từ trường ngược chiều với từ trường bên ngoài.

Với từ trường bên ngoài tăng lên, chiều dòng điện cảm ứng sẽ là chiều ngược lại. Nếu từ trường bên ngoài có chiều từ Bắc đến Nam (đi từ trên xuống dưới), thì dòng điện cảm ứng sẽ chạy theo chiều từ Nam đến Bắc.

### Kết luận phần b)
Chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây sẽ ngược lại với chiều của từ trường bên ngoài.

Tóm lại:
- a) Độ lớn của suất điện động cảm ứng là $ 0.04~V $.
- b) Chiều dòng điện cảm ứng là ngược chiều với chiều của từ trường bên ngoài.