Từ trường – Cảm ứng từ. L11.C4.P1.

TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Yêu cầu:

– Nắm được các khái niệm: từ trường, đường sức từ, cảm ứng từ, từ trường đều.

– Nắm được nguyên lý chồng chất điện trường.

– Vận dụng được các công thức tính cảm ứng từ của một số dòng điện có dạng đơn giản.

Nội dung:

+ Từ trường: tồn tại xung quanh nam châm, dòng điện và các điện tích chuyển động.

Từ trường gây ra lực từ lên nam châm, dòng điện hoặc điện tích chuyển động trong nó.

+ Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực, kí hiệu là .

+ Đường sức từ: là đường biểu diễn từ trường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên nó cũng trùng với phương của vector cảm ứng từ tại điểm đó.

@ Các đường sức từ là những đường cong kín.

@ Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ đi qua.

@ Nơi nào cảm ứng từ lớn thì các đường sức từ dày hơn, nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ thưa hơn.

+ Từ trường đều: là từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau.

+ Nguyên lý chồng chất từ trường: Nếu tại một điểm có n cảm ứng từ thì cảm ứng từ tổng hợp sẽ là:

+ Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản:

1. Từ trường của dòng điện thẳng:

+ Dạng của đường sức từ: là các đường tròn đồng tâm nằm trong các mặt phẳng vuông góc với dòng điện.

+ Chiều của các đường sức từ: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón là chiều của đường sức từ.

+ Độ lớn cảm ứng từ:

Trong đó, r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện.

2. Từ trường của dòng điện tròn:

+ Dạng của đường sức từ: hình vẽ

+ Chiều của các đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện.

+ Độ lớn cảm ứng từ ở tâm:

Trong đó, R là bán kính của dòng điện.

3. Từ trường của dòng điện trong ống dây:

+ Dạng của đường sức từ: hình vẽ

+ Chiều của các đường sức từ: Khum bàn tay phải theo ống dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua ống dây.

+ Độ lớn cảm ứng từ bên trong ống:

Trong đó, n là số vòng dây trên 1 mét chiều dài của ống.

BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1: Cho dòng điện cường độ 1 A chạy trong dây dẫn thẳng. Tính cảm ứng từ tại một điểm cách dây dẫn 10 cm.

Lời giải:

Sử dụng công thức tính độ lớn cảm ứng từ của dây dẫn thẳng, ta có:

ĐS: B = 2.10^-6 T

Bài 2: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ I = 5 A, người ta đo được cảm ứng từ B = 31,4.10^-6 T. Đường kính của dòng điện đó bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Sử dụng công thức tính độ lớn cảm ứng từ của dòng điện tròn, ta có:

ĐS: R = 0,1 m

Bài 3: Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10^-5 T bên trong một ống dây. Cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây là I = 2 A. Ống dây dài 50 cm. Hỏi phải quấn bao nhiều vòng dây?

Lời giải:

Chiều dài ống dây là l = 50 cm = 0,5 m. Gọi số vòng dây phải quấn là N, ta có:

ĐS: 497 vòng