BÀI 24. TỪ TRƯỜNG CỦA ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Từ phổ, đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua
- Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ bên ngoài của một thanh nam châm thẳng.
- Bên trong lòng ống dây cũng có các đường sức từ, được sắp xếp gần như song song.
- Đường sức từ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua là những đường cong khép kín, có chiều cùng đi vào một đầu và đi ra ở đầu kia.
- Ống dây có dòng điện chạy qua cũng được xem như là một nam châm. Hai đầu của nó cũng như là hai cực từ. Đầu ống dây có các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia có các đường sức từ đi vào là cực Nam.
2. Chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Chiều đường sức từ của ống dây phụ thuộc vào chiều của dòng điện chạy qua các cuộn dây.
3. Quy tắc nắm tay phải
- Quy tắc nắm tay phải được dùng để xác định một cách thuận tiện chiều đường sức từ của ống dây khi biết chiều dòng điện.
- Quy tắc: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây
- Sử dụng quy tắc nắm tay phải.
- Nếu đề bài cho biết chiều dòng điện, đặt nắm tay phải sao cho chiều bốn ngón tay khum lại chỉ chiều dòng điện, chiều ngón tay cái choãi ra 90° chỉ chiều các đường sức từ.
- Nếu đề bài cho biết chiều đường sức từ, đặt nắm tay phải sao cho chiều ngón tay cái choãi ra 90° theo chiều đường sức từ, chiều khum lại của 4 ngòn tay chỉ chiều dòng điện.
2. Xác định sự định hướng của nam châm thử khi đặt gần một ống dây có dòng điện chạy qua
- Sử dụng quy tắc nắm tay phải xác định chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện.
- Xác định sự định hướng của nam châm thử theo quy tắc: Trục của kim nam châm thử trùng với tiếp tuyến của đường sức từ tại điểm đặt nó, chiều cực Bắc của nam châm thử trùng với chiều đường sức từ.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 65 SGK Vật Lí 9):
So sánh với từ phổ của thanh nam châm và cho biết chúng có giống nhau, khác nhau.
Trả lời:
Giống nhau: Bên ngoài giống với từ phổ của thanh nam châm.
Khác nhau: Trong lòng ống dây có các đường mạt sắt được sắp xếp gần như song song với nhau.
Câu C2 (trang 65 SGK Vật Lí 9):
Nhận xét về hình dạng của các đường sức từ.
Trả lời:
Đường sức từ của ống dây tạo thành những đường cong khép kín.
- Bên trong ống dây là các đường thẳng song song cách đều nhau dọc theo trục của ống dây
- Bên ngoài ống dây là các đường cong đi đầu này đến đầu kia của hai ống dây.
Câu C3 (trang 65 SGK Vật Lí 9):
Cho nhận xét về chiều của đường sức từ ở hai đầu ống dây so với chiều của các đường sức từ ở hai cực của thanh nam châm
Trả lời:
Các đường sức từ tại hai đầu ống dây đi ra ở một đầu và đi vào ở đầu kia cũng giống như của thanh nam châm. Đường sức đi ra từ cực Bắc và đi vào ở cực Nam của ống dây.
- Cực Bắc là đầu của ống dây mà khi ta nhìn thẳng vào tiết diện thẳng của ống dây ở đầu đó thì ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ.
- Cực Nam là đầu của ống dây mà khi ta nhìn thẳng vào tiết diện thẳng của ống dây ở đầu đó thì ta thấy dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ.
Câu C4 (trang 67 SGK Vật Lí 9):
Cho ống AB có dòng điện chạy qua. Một nam châm thử đặt ở đầu B của ống dây, khi đứng yên nằm đình hướng như hình 24.4 SGK. Hãy xác định tên các từ cực của ống dây.
Trả lời:
Đầu B hút cực Nam của kim nam châm nên đầu B là cực Bắc, đầu A là cực Nam.
Câu C5 (trang 67 SGK Vật Lí 9):
Trên hình 24.5 SGK có một kim nam châm bị vẽ sai chiều. Hãy chỉ ra đó là kim nam châm nào và vẽ lại cho đúng. Dùng quy tắc nắm tay phải xác định chiều dòng điện chạy qua các vòng dây.
Trả lời:
Đầu B của cuộn dây là cực Bắc, đầu A là cực Nam.
Kim số 5 bị vẽ sai chiều.
Vẽ lại:
Theo quy tắc nắm tay phải: Nắm trục ống dây bằng tay phải, sao chữ bốn ngón tay nắm lại hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Vậy dòng điện trong ống dây có chiều đi ra ở đầu dây B.
Câu C6 (trang 67 SGK Vật Lí 9):
Hình 24.6 SGK cho biết chiều dòng điện chạy qua các vòng dây. Hãy dùng quy tắc nắm tay phải xác định tên các từ cực của ống dây.
Trả lời:
Đầu B của cuộn dây là cực Nam, đầu A là cực Bắc.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ