Bài tập ôn tập Vật Lí 12 Kết nối tri thức Chương 3 (có đúng sai, trả lời ngắn)

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 3 (Bài 14–20) trình bày về từ trường và cảm ứng điện từ. Từ trường tồn tại xung quanh nam châm và dòng điện; chiều đường sức từ của dòng điện xác định bằng quy tắc nắm tay phải. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: $F = BIl\sin\alpha$, chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái. Cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra: $B = 2 \times 10^{-7} \dfrac{I}{r}$; do dòng điện tròn tại tâm: $B = 2\pi \times 10^{-7} \dfrac{NI}{R}$; trong lòng ống dây: $B = 4\pi \times 10^{-7} nI$.

Từ thông qua diện tích $S$: $\Phi = BS\cos\alpha$, đơn vị vêbe (Wb). Hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua mạch kín biến thiên, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Định luật Faraday: $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$; định luật Lenz cho biết chiều dòng điện cảm ứng chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó. Máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ cảm ứng điện từ, suất điện động cực đại $E_0 = NBS\omega$. Máy biến áp biến đổi điện áp xoay chiều: $\dfrac{U_2}{U_1} = \dfrac{N_2}{N_1}$. Sóng điện từ là sóng ngang, lan truyền trong chân không với tốc độ $c = 3 \times 10^8,\text{m/s}$.

2. Ví dụ minh họa

Một khung dây có $N = 50$ vòng, diện tích mỗi vòng $S = 0{,}04,\text{m}^2$, đặt trong từ trường đều $B = 0{,}2,\text{T}$ sao cho mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ. Từ thông qua khung là $\Phi = NBS = 50 \times 0{,}2 \times 0{,}04 = 0{,}4,\text{Wb}$. Nếu từ thông giảm đều về không trong $\Delta t = 0{,}1,\text{s}$ thì suất điện động cảm ứng là $e_c = \dfrac{0{,}4}{0{,}1} = 4,\text{V}$. Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường của nó cùng chiều với từ trường ngoài, chống lại sự giảm của từ thông. Đây là dạng bài tập điển hình kết hợp từ thông và định luật Faraday.

3. Ghi nhớ

• Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$; quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ.
• Cảm ứng từ: dây thẳng, vòng dây, ống dây — nhớ đúng công thức từng trường hợp.
• Từ thông $\Phi = BS\cos\alpha$; suất điện động cảm ứng $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
• Máy biến áp: $\dfrac{U_2}{U_1} = \dfrac{N_2}{N_1}$; máy phát điện: $E_0 = NBS\omega$.
• Sóng điện từ là sóng ngang, tốc độ trong chân không $c = 3 \times 10^8,\text{m/s}$.