TỪ TRƯỜNG

BÀI 19. TỪ TRƯỜNG

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. NAM CHÂM

2. TỪ TÍNH CỦA DÂY DẪN CÓ DÒNG ĐIỆN

Dây dẫn có dòng điện (gọi tắt là dòng điện) cũng có từ tính như nam châm, cụ thể:

+ Dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm

+ Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện

+ Hai dòng điện có thể tương tác với nhau

⇒ Giữa hai dòng điện, hai nam châm, giữa một dòng điện và một nam châm đều có lực tương tác, những lực tương tác ấy gọi là lực tự. Ta cũng nói dòng điện và nam châm có từ tính…

3. TỪ TRƯỜNG

a. Định nghĩa từ trường

+ Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.

+ Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỉ, đặt tại những vị trí bất kì trong khoảng không gian ấy. Nếu không có tác dụng của từ trường thì kim nam châm luôn nằm cân bằng theo hướng Nam – Bắc.

+ Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

b. Đường sức từ

+ Định nghĩa: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

-) Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài.

+ Dạng của các đường sức từ: là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện. Tâm của các đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dây dẫn.

+ Chiều của các đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải: "Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái vuông góc với các ngón còn lại, nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó chiều nắm của các ngón còn lại cho ta chiều của các đường sức từ".

-) Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn được uốn thành vòng tròn.

+ Dạng của các đường sức từ: là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam, đi ra ở mặt Bắc của dòng điện tròn, trong số đó có đường sức từ đi qua tâm O là đường thẳng.

+ Dòng điện theo chiều quay kim đồng hồ, ta tưởng tượng viết được chữ S, chính là viết tắt của chữ South, nghĩa là Nam.

+ Dòng điện theo chiều ngược chiều quay kim đồng hồ, ta tưởng tượng viết được chữ N, chính là viết tắt của chữ North, nghĩa là Bắc.

+ Quy tắc nắm tay phải xác định chiều của các đường sức trong dòng điện tròn: “Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa trùng với chiều dòng điện trong khung; khi đó ngón tay cái choãi ra 900 sẽ chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dây dẫn”.

c. Các tính chất của đường sức từ

-) Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được 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)

-) Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào yếu thì các đường sức từ thưa.

d. Từ trường Trái Đất

+ Trái Đất được xem như một nam châm khổng lồ có hai đầu hướng về hai địa cực từ. Từ trường Trái Đất làm cho kim la bàn có một hướng xác định gần trùng với hướng Nam Bắc của Trái Đất.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Xác định chiều đường sức từ do dòng điện thẳng và dòng điện tròn gây ra

+ Để giải quyết tốt dạng bài này, chúng ta cần nắm vững phần lí thuyết về đặc điểm đường sức từ do các dòng điện gây ra.

+ Cần chú ý phân biệt cách sử dụng quy tắc nắm tay phải trong hai trường hợp dòng điện thẳng dài và dòng điện tròn như hình bên dưới.

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Bài 1 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Phát biểu định nghĩa từ trường.

Lời giải:

Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự tác dụng lực từ lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.

Bài 2 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Phát biểu đinh nghĩa đường sức từ.

Lời giải:

Đường sức từ là những đường cong vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

Bài 3 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

So sánh những tính chất của đường sức điện và đường sức từ.

Lời giải:

Bài 4 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

So sánh bản chất của điện trường và từ trường

Lời giải:

Bài 5 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Phát biểu nào dưới đây sai?

Lực từ là lực tương tác

A. giữa hai nam châm. B. giữa hai điện tích.

C. giữa hai dòng điện. D. giữa một nam châm và một dòng điện.

Lời giải: Chọn B.

Nếu hai điện tích đứng yên thì chỉ có tương tác tĩnh điện.

Bài 6 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Phát biểu nào dưới đây đúng?

Từ trường không tương tác với

A. Các điện tích chuyển động. B. các điện tích đứng yên.

C. nam châm đứng yên. D. nam châm chuyển động.

Lời giải: Chọn B.

Từ trường không tương tác với các điện tích đứng yên.

Bài 7 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Đặt một kim nam châm nhỏ trên một mặt phẳng vuông góc với một dòng điện thẳng. Khi cân bằng, kim nam châm đó sẽ nằm theo hướng nào?

Lời giải:

Bài 8 (trang 124 SGK Vật Lí 11):

Hai kim nam châm nhỏ đặt xa các dòng điện và các nam châm khác; đường nối hai khối tâm của chúng nằm theo Nam-Bắc. Khi cân bằng, hướng của hai kim nam châm đó sẽ như thế nào?

Lời giải:

Khi cân bằng, hướng của hai kim nam châm đó sẽ nằm theo hướng Nam – Bắc.

IV. HOẠT ĐỘNG

Câu C1 (trang 118 SGK Vật Lí 11):

Vật liệu nào sau đây không thể làm nam châm?

A. Sắt non. B. Đồng ôxít. C. Sắt ôxít. D. Mangan ôxít.

Trả lời:

Các vật liệu làm nam châm là sắt, sắt ôxít, mangan ôxít. Vật liệu không thể làm nam châm là đồng ôxít.

Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 11 bài từ trường do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ