Công thức tính từ thông cực đại hay nhất - Vật lý lớp 11

Công thức tính từ thông cực đại - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

- Giả sử có một đường cong phẳng kín (C) là chu vi giới hạn một mặt có diện tích S, được đặt trong từ trường đều $\overrightarrow{\mathrm{B}}$. Trên mặt S vẽ vecto $\overrightarrow{n}$có độ dài bằng đơn vị theo một hướng xác định (tùy ý chọn), $\overrightarrow{n}$được gọi là vecto pháp tuyến dương. Gọi α là góc tạo bởi $\overrightarrow{n}$và $\overrightarrow{B}$, ta định nghĩa từ thông qua mặt S là đại lượng kí hiệu Φ, cho bởi:

Φ = B.S.cosα

Như vậy, từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó.

- Từ thông là đại lượng đại số. Dấu của từ thông phụ thuộc vào việc chọn chiều của vectơ $\overrightarrow{n}$. Độ lớn của từ thông phụ thuộc vào góc α.

- Vì -1 ≤ cosα ≤ 1, nên từ thông qua khung dây cực đại khi cosα = 1, tức là α = 0⁰.

2. Công thức – đơn vị đo

Từ thông qua một khung dây kín cực đại khi các đường sức từ xuyên qua vuông góc với khung dây (α = 0), khi đó từ thông: Φ_max = B.S

3. Mở rộng

Khi từ thông cực đại, ta có thể suy ra công thức xác định B, S như sau:

+ B = Φ_max: S

+ S = Φ_max: B

4. Bài tập ví dụ

Bài 1:

Bài giải:

Khi quay khung dây, góc α thay đổi từ 0 đến 180⁰.

Từ thông qua khung cực đại khi α = 0; ta có

Φ = B.S = 5.10^-4.(0,03.0,04) = 6.10^-7 (T)

Đáp án: 6.10^-7 (T)

Bài 2:

Bài giải:

Từ thông cực đại Φ = B.S => S = Φ : B = 10^-6 : 4.10^-4 = 0,25.10^-2 (m²)

Vì khung hình vuông nên S = a² => a = $\sqrt{{\mathrm{0,25.10}}^{-2}}$= 0,05 (m) = 5 cm

Đáp án: a = 5 cm