Ở bài học trước chúng ta đã biết, xung quanh một dây dẫn có dòng điện luôn tồn tại một từ trường. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng của từ trường là véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) , vậy, véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) phụ thuộc vào yếu tố nào ?
Để trả lời cho câu hỏi trên, cũng là nội dung chính của bài học , mời các em cùng tìm hiểu bài mới- Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dây dẫn.
Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải.
Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r:
\(B = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r}\)
Lưu ý : Qui tắc nắm tay phải : “tay phải nắm lấy vòng dây sao cho ngón cái choãi ra là chiều dòng điện, khí đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của Đường sức từ”
Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu còn các đường khác là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.
Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây:
\(B = 2\pi {.10^{ - 7}}.N\frac{I}{R}\)
Trong ống dây các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
Cảm ứng từ trong lòng ống dây:
\(B = 4\pi {.10^{ - 7}}.nI = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{N}{\ell }I\)
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 ấy
\(\overrightarrow B = {\overrightarrow B _1} + {\overrightarrow B _2} + ... + {\overrightarrow B _n}\)
Cảm ứng từ trong từ trường của dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Cảm ứng từ trong từ trường của dòng điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện gây ra từ trường, dạng hình học của dây dẫn, vị trí của điểm khảo sát và môi trường xung quanh dòng điện.
Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài thay đổi thế nào khi điểm ấy dịch chuyển:
a) song song với dây?
b) vuông góc với dây?
c) theo một đường sức từ xung quanh dây?
a) Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài không thay đổi khi điểm ấy dịch chuyển song song với dây.
\(B = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r}\), khi r không đổi thì B cũng không đổi.
b) Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài sẽ tăng nếu điểm ấy dịch chuyển lại gần đây dẫn và giảm nếu dịch chuyển ra xa dây dẫn khi điểm ấy dịch chuyển vuông góc với dây.
\(B = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r}\), khi r tăng thì B giảm và ngược lại.
c) Độ lớn của cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng dài không thay đổi khi điểm ấy dịch chuyển theo một đường sức từ xung quanh dây.
\(B = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r}\), khi r không đổi thì B cũng không đổi. Nhưng ở đây phương của vectơ cảm ứng từ luôn thay đổi.
Hai dòng điện đồng phẳng: dòng thứ nhất thẳng dài, \(I_1 = 2A\); dòng thứ hai hình tròn, tâm O cách dòng thứ nhất \(R_2 = 40 cm\), bán kính = 20 cm, \(I_2 = 2A\). Xác định cảm ứng từ tại \({O_2}\) .
Ta có:
Cảm ứng từ tại \({O_2}\) do dòng điện \({I_1}\) gây ra: \({B_1} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}}}{{{r_1}}} = \,{2.10^{ - 7}}.\frac{2}{{0,4}} = {10^{ - 6}}(T)\)
Cảm ứng từ tại \({O_2}\) do dòng điện \({I_2}\) gây ra: \({B_2} = {2.10^{ - 7}}\pi .\frac{{{I_2}}}{{{r_2}}} = \,{2.10^{ - 7}}\pi .\frac{2}{{0,2}} = 6,{28.10^{ - 6}}(T)\)
Cảm ứng từ tổng hợp tại \({O_2}\) : \(\overrightarrow B = \overrightarrow {{B_1}} + \overrightarrow {{B_2}} \)
• Trường hợp dòng điện trong vòng dây thứ hai chạy theo chiều kim đồng hồ:
Vì \(\overrightarrow {{B_1}} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{B_2}} \) nên \(B = {B_1} + {B_2} = 7,{28.10^{ - 6}}(T)\)
• Trường hợp dòng điện trong vòng dây thứ hai chạy ngược chiều kim đồng hồ (như hình 21.3b).
Vì \(\overrightarrow {{B_1}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{B_2}} \) nên \(B = {B_1} - {B_2} = 5,{28.10^{ - 6}}(T)\)
Vậy, \(B = 7,{28.10^{ - 6}}(T)\) hoặc \(B = 5,{28.10^{ - 6}}(T)\)
Một dây dẫn rất dài thẳng hai đầu, ở giữa dây uốn thành vòng tròn có bán kính R =6 cm mang dòng điện 4A . Tính cảm ứng từ tại tâm vòng dây .
Ta có: \(I{\rm{ }} = {\rm{ }}4A;{\rm{ }}R{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}cm{\rm{ }} = {\rm{ }}{6.10^{ - 2}}m.\)
Độ lớn cảm ứng từ của dây dẫn thẳng gây ra tại O :
\({B_1} = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{R}\)
\( \Rightarrow B = {2.10^{ - 7}}.\frac{4}{{{{6.10}^{ - 2}}}} = 1,{3.10^{ - 5}}T\)
Phương và chiều như hình vẽ.
Độ lớn cảm ứng từ của vòng tròn gây ra tại O :
\({B_2} = 2.\pi {.10^{ - 7}}.\frac{I}{R}\)
\( \Rightarrow B = 2.3,{14.10^{ - 7}}.\frac{4}{{{{6.10}^{ - 2}}}} = 4,{2.10^{ - 5}}T\)
Phương và chiều như hình vẽ.
Độ lớn cảm ứng từ tổng hợp tại O :
\(\vec B = \overrightarrow {{B_1}} + \overrightarrow {{B_2}} \)
Mà \(\overrightarrow {{B_1}} ,\overrightarrow {{B_2}} \) cùng chiều nên :
\( \Rightarrow B = {B_1} + {B_2} = 1,{3.10^{ - 5}} + {\rm{ }}4,{2.10^{ - 5}} = 5,{5.10^{ - 5}}T\)
Qua bài giảng Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được cách xác định phương chiều và viết được công thức tính cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, dòng điện chạy trong dây dẫn tròn và dòng điện chạy trong ống dây.
Vận dụng được nguyên lí chồng chất từ trường để giải các bài tập.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 21 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 10A đặt trong chân không sinh ra 1 từ trường tại điểm cách dây dẫn 50 cm có độ lớn cảm ứng từ là:
Một khung dây tròn bán kính 314 cm có 10 vòng dây quấn cách điện với nhau, đặt trong không khí, có dòng điện I chạy qua. Cảm ứng từ tại tâm khung dây là 2.10-5 T. Cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là:
Một ống dây dài 25 cm có dòng điện 0,5 A chạy qua đặt trong không khí. Cảm ứng từ bên trong ống dây là 6,28.10-3 T. Số vòng dây được quấn trên ống dây là:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 21để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 133 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 151 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 151 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 151 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 151 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 5 trang 151 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 21.1 trang 52 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.2 trang 52 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.3 trang 52 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.4 trang 52 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.5 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.6 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.7 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.8 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.9 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.10 trang 53 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.11 trang 54 SBT Vật lý 11
Bài tập 21.12 trang 54 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 10A đặt trong chân không sinh ra 1 từ trường tại điểm cách dây dẫn 50 cm có độ lớn cảm ứng từ là:
Một khung dây tròn bán kính 314 cm có 10 vòng dây quấn cách điện với nhau, đặt trong không khí, có dòng điện I chạy qua. Cảm ứng từ tại tâm khung dây là 2.10-5 T. Cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là:
Một ống dây dài 25 cm có dòng điện 0,5 A chạy qua đặt trong không khí. Cảm ứng từ bên trong ống dây là 6,28.10-3 T. Số vòng dây được quấn trên ống dây là:
Độ lớn cảm ứng từ tại tâm một dòng điện tròn:
Hai dòng điện đồng phẳng: dòng thứ nhất thẳng dài, \(I_1 = 2A\); dòng thứ hai hình tròn, tâm O cách dòng thứ nhất \(R_2 = 40 cm\), bán kính = 20 cm, \(I_2 = 2A\). Xác định cảm ứng từ tại \({O_2}\) theo chiều kim đồng hồ.
Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không có cường độ I=10 A. Cảm ứng từ tại một điểm nằm cách dòng điện 2cm có độ lớn là
Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Biết cảm ứng từ tại vị trí cách dòng điện 3cm có độ lớn là 2.10-5T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là
Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng dài, dài đặt trong chân không có cường độ I=5A. Gọi M là một điểm gần dòng điện , cảm ứng từ tại M có độ lớn là 2.10-5T. Khoảng cách từ M đến dòng điện là
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện trong một dây dẫn không phụ thuộc vào
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng, rất dài không thay đổi khi điểm đó dịch chuyển
Cho dòng điện cường độ 20 A chạy qua một dây đồng có tiết diện 1,0 mm2 được uốn thành một vòng tròn đặt trong không khí. Khi đó cảm ứng từ tại tâm của vòng dây đồng có độ lớn bằng 2,5.10-4 T. Cho biết dây đồng có điện trở suất là l,7.10-8 Ω.m. Xác định hiệu điện thế giữa hai đầu vòng dây đồng.
Xác định số vòng dây có trên mỗi cm dọc theo chiều dài của ống dây dẫn hình trụ (không lõi sắt) để cảm ứng từ bên trong ống dây dẫn có độ lớn không nhỏ hơn 8,2.10-3T khi dòng điện trong ống dây có cường độ 4,35 A.
Hai dây dẫn thẳng dài có dòng điện chạy qua được đặt song song và cách nhau 12 cm trong không khí. Dây dẫn thứ nhất dài 2,8 m bị dây dẫn thứ hai hút bởi một lực 3,4.10-3 N khi dòng điện trong dây dẫn thứ nhất có cường độ 58 A. Xác định cường độ và chiều dòng điện chạy trong dây dẫn thứ hai.
Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song cách nhau 10 cm trong không khí. Dòng điện chạy qua hai dây dẫn theo chiều ngược nhau và có cùng cường độ bằng 5,0 A. Xác định cảm ứng từ tại điểm nằm cách đều hai dây dẫn một đoạn 10 cm.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Làm thế nào để tạo được nam châm điện mạnh với điều kiện dòng điện đưa vào nam châm điện tương đối yếu?
Câu trả lời của bạn
Quấn nhiều vòng dây bằng dây dẫn mảnh.
Câu trả lời của bạn
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *