Lý thuyết Vật lí Lớp 11 - Chương 4: Từ trường - Chuyên đề 1: Từ trường của dòng điện

Nội dung text: Lý thuyết Vật lí Lớp 11 - Chương 4: Từ trường - Chuyên đề 1: Từ trường của dòng điện

1. CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Từ trường - Giữa hai dẫy dẫn có dòng điện (hai dòng điện), giữa hai nam châm, giữa một dòng điện và một nam châm đều có lực tương tác; những lực tương tác ấy gọi là lực từ. Ta nói dòng điện và nam châm có từ tính. - Xung quanh mỗi nam châm hay mỗi dòng điện tồn tại một từ trường. - Từ trường là một dạng vật chất mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong khoảng không gian có từ trường. - Tại một điểm trong không gian có từ trường, hướng của từ trường là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. - Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó. Đường sức từ của nam châm Các tính chất của đường sức từ: - Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường sức từ. - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc). - Quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa. 2. Cảm ứng từ Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường xác định một véc tơ cảm ứng từ: - Có hướng trùng với hướng của từ trường; F - Có độ lớn bằng , với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ dài  , cường I độ I, đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó. Đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). STUDY TIP Từ trường đều là từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau. Đường sức từ của từ trường đều là các đường thẳng song song, cách đều nhau. 3. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt  a. Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện thẳng rất dài gây ra • Có điểm đặt: tại điểm ta xét • Có phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và điểm ta xét Trang 1
2. • Có chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải: để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ. I • Có độ lớn: B 2.10 7 . r Trong đó I là cường độ của dòng điện (A) r là khoảng cách từ điểm ta xét tới dòng điện (m).  b. Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong khung dây tròn gây ra tại tâm của vòng dây • Có điểm đặt: tại tâm vòng dây; • Có phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây; • Có chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc. NI • Có độ lớn: B 2 .10 7 (N là số vòng dây). r Trong đó N là số vòng dây I là cường độ dòng điện (A) r là bán kính của khung dây tròn (m)  c. Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong ống dây dài ở trong lòng ống dây dẫn hình trụ (vùng có từ trường đều) • Có điểm đặt: ta điểm ta xét. • Có phương: song song với trục của ống dây. • Có chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc. N • Có độ lớn: B 4 .10 7 I 4 .10 7 nI.  Trong đóN là số vòng dây I là cường độ dòng điện (A)  là chiều dài ống dây (m) N là số vòng dây trên 1 mét chiều dài (vòng/m) 4. Nguyên lý chồng chất từ trường Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm đó.     B B1 B2 Bn . Trang 2