15:59:0527/11/2021 Như đã biết ở chương 1, đại lượng đặc trưng cho tác dụng của điện trường là cường độ điện trường. Vậy đại lượng đặc trưng cho tác dụng của từ trường là gì? Bài viết này sẽ giúp các em biết lực từ là gì? cách xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện. Cảm ứng từ: Đơn vị cảm ứng từ là gì? độ lớn của vecto cảm ứng từ, công thức tính lực từ. I. Lực từĐể dễ dàng khảo sát và đo đạc lực từ, trước hết ta khảo sát trong một từ trường đều. 1. Từ trường đều - Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. - Từ trường đều có thể được tạo thành giữa hai cực của một nam châm hình chữ U. 2. Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện - Trong một từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng (tạo bởi một nam châm hình chữ U như hình vẽ, ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = l vuông góc với các đường sức từ. Giả sử M1M2 được treo nằm ngang nhờ hai dây dẫn mảnh cùng độ dài O1M1 = O2M2, có hai đầu O1 và O2 được giữ cố định. Dòng điện đi vào O1 và đi ra O2 qua dây dẫn M1M2 theo chiều từ M1 đến M2.  - Kết quả là có phương nằm ngang và có chiều như hình vẽ: - Lực có cường độ được xác định bởi công thức: F= mgtanθ. II. Cảm ứng từ 1. Thí nghiệm - Tiếp tục thí nghiệm trên nhưng cho I và l thay đổi, kết quả cho thấy thương số không thay đổi. - Thương số này đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại vị trí khảo sát được gọi là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu là B: 2. Đơn vị cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). Trong công thức trên, F đo bằng niutơn (N), I đo bằng ampe (A) và l đo bằng mét (m). 3. Vectơ cảm ứng từ Người ta biểu diễn cảm ứng từ bằng một vectơ gọi là vectơ cảm ứng từ, kí hiệu là . Vectơ cảm ứng từ tại một điểm: - Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó; - Có độ lớn bằng: 4. Biểu thức tổng quát của lực từ theo Lực từ có điểm đặt tại trung điểm của M1M2 có phương vuông góc với và , có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn: F = IlBsinα trong đó α là góc tạo bởi và • Quy tắc Bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ. > Chú ý: Tương tự điện trường, từ trường cũng tuân theo nguyên lí chồng chất từ trường.
Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về Lực từ là gì? Vecto cảm ứng từ là gì? Công thức tính lực từ và Quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công.
A.LÍ THUYẾT I.Lực từ 1 .Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đặt trong từ trường – Điểm đặt: tại trung điểm của đoạn dây dẫn mang dòng điện – Phương :Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. – Chiều lực từ: Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 900 sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. – Độ lớn : Công thức định luật Ampe F = B.I.l sinα Trong đó: F: độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện có độ dài l ( N ). I: cường độ dòng điện qua l đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó (A) B: độ lớn của cảm ứng từ của từ trường tại điểm khảo sát (T ). α: là góc hợp bởi giữa dây dẫn và đường sức 2. Lực tương tác giữa hai dây dẫn đặt song song + Phương: Nằm trên mặt phẳng của dây dẫn và vuông góc với dây dẫn + Chiều: – Nếu hai dòng điện cùng chiều: thì hút nhau – Nếu hai dòng điện ngược chiều: thì đẩy nhau + Độ lớn: Lực tác dụng lên một đoạn có chiều dài l: F12 = F21 = Lên 1m chiều dài là : F = Trong đó I1, I2 là cường độ dòng điện (A); r là khỏang cách hai dây dẫn m II.Cảm ứng từ – Định nghĩa: Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho mật độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó Công thức: Trong đó: F: độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện có độ dài l ( N ). I: cường độ dòng điện qua l đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó(A). B: độ lớn của cảm ứng từ của từ trường tại điểm khảo sát (T ). – Phương : Trùng với trục của nam châm thử tại điểm đó – Chiều: Được quy ước là chiều vào Nam ra Bắc của nam châm thử tại điểm đó B.BÀI TẬP DẠNG 1: LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐOẠN DÂY DẪN VÀ ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG Bài tập về cân bằng của một thanh được treo nằm ngang bởi hai dây treo trong từ trường? I.Phương pháp 1. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn + Điểm đặt: tại trung điểm của đoạn dây dẫn mang dòng điện
+ Chiều lực từ: Qui tắc bàn tay trái: + Độ lớn : Công thức định luật Ampe Trong trường hợp dây dẫn vuông góc với các đường sức: F = B.I.l 2. Điều kiện cân bằng Fhl = 0 <=> ¨ Chú ý: <1>Có hai trường hợp +TH1: B ^ mp treo đoạn dây dẫn: lực từ thẳng đứng => Khi cân bằng các dây treo vẫn thẳng đứng +TH2: B// mp treo doạn dây dẫn: Lực từ nằm ngang=> Khi cân bằng dây treo bị nghiêng đi(Vẽ lại hình) Trường hợp 1 Trường hợp 2 <2> Xem lại bài toán điều kiện dây trùng, dây đứt DẠNG 2: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA 2 HAY NHIỀU DÂY DẪN ĐẶT SONG SONG I. Phương pháp Bước1: Xác định lực từ tác dụng lên từng đoạn dây . + Độ lớn: Lực tác dụng lên một đoạn có chiều dài l: F12 = F21 = Lên 1m chiều dài là : F = + Phương: Nằm trên mặt phẳng vuông góc với dây dẫn + Chiều: – Nếu hai dòng điện cùng chiều: thì hút nhau – Nếu hai dòng điện ngược chiều: thì đẩy nhau Bước 2: Áp dụng nguyên lý chồng chất ta có : ¨Chú ý: nếu trước đó có câu tính B sau đó tìm F thì nên áp dụng công thức F = B.I.l |
