Vòng dây nằm trọn trong từ trường vẫn có cảm ứng khi dịch chuyển
Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT
Diện tích vòng dây không đổi vẫn có thể có suất điện động cảm ứng, nếu từ thông thay đổi vì vòng chuyển tới nơi có B khác. “Nằm trọn trong từ trường” chỉ đủ làm từ thông không đổi khi từ trường đồng đều và tư thế không đổi.
Một vòng chữ nhật diện tích S = 0,020 m² chuyển động ngang với v = 3 m/s. Từ trường vuông góc mặt vòng, hướng cố định; độ lớn tăng tuyến tính theo vị trí x với hệ số b = 0,50 T/m. Vòng luôn nằm trọn trong vùng này, không đi qua mép vùng từ trường.
Do B(x) tuyến tính, giá trị trung bình trên diện tích vòng bằng B tại tâm. Từ thông Φ = S B_tâm. Trong Δt = 0,10 s, tâm đi 0,30 m, nên B trung bình tăng 0,15 T. Từ thông tăng 0,0030 Wb.
Theo Faraday, |e| = ΔΦ/Δt = 0,030 V. Công thức gọn là |e| = Sbv. Nếu mạch kín có R = 2 Ω, bỏ qua tự cảm, dòng là 0,015 A.
Kiểm tra đơn vị: m² × T/m × m/s = T·m²/s = Wb/s = V. Định luật Lenz cho chiều dòng tạo trường chống sự tăng từ thông đang có, không chống chuyển động trong mọi trường hợp bất kể dấu gradient.
Lỗi thường gặp: chỉ xét biến đổi diện tích nằm trong vùng từ trường, bỏ qua biến đổi B; hoặc thay B ở một góc vòng làm đại diện khi trường biến thiên phi tuyến mạnh. Mô hình tuyến tính đã cho giúp lấy giá trị tại tâm chính xác.
Tự luyện: Nếu v tăng lên 6 m/s, các điều kiện giữ nguyên, |e| = 0,060 V và I = 0,030 A. Nếu b = 0, vòng dịch chuyển trong vùng đều sẽ không có cảm ứng ở tư thế này.