Title CHUYÊN ĐỀ III. TỪ TRƯỜNG.pdf ✅

BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ III. TỪ TRƢỜNG File word: [email protected] -- 2 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 CHUYÊN ĐỀ III. TỪ TRƢỜNG CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƢỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN A. TÓM TẮT KIẾN THỨC I. CÁC ĐỊNH NGHĨA, QUY TẮC  Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích chuyển động (dòng điện, nam châm) và tác dụng lực từ lên hạt mang điện khác chuyển động trong đó (dòng điện khác, nam châm khác). Hướng của từ trường tại mỗi điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm đặt tại đó.  Đường cảm ứng từ (đường sức từ) là những đường cong vẽ trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến ở mỗi điểm trùng với hướng từ trường tại điểm đó.  Phần tử dòng điện là một đoạn dây dẫn rất nhỏ (tiết diện ngang và chiều dài rất nhỏ so với chiều dài dây dẫn) mang dòng điện. Phần tử dòng điện được đặc trưng bằng cường độ dòng điện I và độ dài đoạn dây dẫn l .  Từ thông (thông lượng cảm ứng từ hay cảm ứng từ thông) qua diện tích S trong từ trường B là đại lượng:    B S BS . cos 1.1    (   B S,  là góc hợp bởi B và pháp tuyến n của mạch kín S ).  Quy tắc “Cái đinh ốc” (hay quy tắc vặn nút chai): Đặt cái đinh ốc dọc theo dây dẫn và quay cái đinh ốc sao cho nó tiến theo chiều dòng điện thì chiều quay của cái đinh ốc là chiều của đường sức từ. Quy tắc này dùng để xác định chiều đường sức từ của dòng điện thẳng, dòng điện tròn và dòng điện trong ống dây.  Quy tắc “Nắm tay phải”: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay xuống đến các ngón tay là chiều của đường sức từ. Quy tắc này dùng để xác định chiều đường sức từ của dòng điện thẳng, dòng điện tròn và dòng điện trong ống dây.  Quy tắc “Bàn tay trái”: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ đâm vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện thì chiều của ngón cái choãi ra chỉ chiều của lực từ. Quy tắc này dùng để xác định chiều của lực từ.
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ III. TỪ TRƢỜNG File word: [email protected] -- 3 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 II. TỪ TRƢỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG 1. Định luật Bi-ô-Xa-va: Cảm ứng từ do phần tử dòng điện I I . gây ra tại điểm M cách nó một đoạn r có: + Điểm đặt: tại M . + Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa phần tử dòng điện I I . và điểm M . + Chiều: tuân theo quy tắc “Cái đinh ốc”. + Độ lớn:   0 2 . .sin . 1.2 4 I l B r       . (   7   0 4 .10 / H m   : hằng số từ:    I r,  ). 2. Cảm ứng từ của một số dòng điện: Vận dụng định luật Bi-ô-Xa-va ta xác định được độ lớn cảm ứng từ của dòng điện trong một số trường hợp đặc biệt sau: a) Dòng điện thẳng:  Dây có chiều dài hữu hạn:       0 7 1 2 1 2 1 sin sin 10 . sin sin 1.3 4 I B r r            .  Dây có chiều dài vô hạn (rất dài):   0 7 2.10 . 1.4 2 I I B r r      . ( r là khoảng cách từ dây dẫn đến điểm M ). b) Dòng điện tròn:  Tại điểm M trên trục vòng dây:       0 7 3/2 3/2 2 2 2 2 2.10 . 1.5 2 IS IS B R h R h        . ( h là khoảng cách từ M đến tâm vòng dây; 2 S R  : diện tích vòng dây; R là bán kính vòng dây).  Tại tâm vòng dây     7 1 h B 0 : 2 .10 . 1.6 R     .
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 12 CHUYÊN ĐỀ III. TỪ TRƢỜNG File word: [email protected] -- 4 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 c) Ống dây thẳng (xô-lê-nô-it) mang dòng điện:  Ống dây có chiều dài hữu hạn:       0 7 2 1 2 1 cos cos 2 .10 . cos cos 1.7 2 nI B nI            . ( N n l  là mật độ vòng dây; N l, là số vòng và chiều dài của ống dây).  ống dây có chiều dài vô hạn (rất dài: 1 2      , 0 ):   7 B nI 4 .10 . 1.8    . III. NGUYÊN LÍ CHỒNG CHẤT TỪ TRƢỜNG Gọi 1 2 B B, ,... là các cảm ứng từ do các dòng điện 1 2 I I, ,... gây ra tại điểm M . Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B B B    1 2 ... 1.9  . IV. LỰC TỪ - CÔNG CỦA LỰC TỪ - NĂNG LƢỢNG TỪ CỦA MẠCH ĐIỆN 1. Lực từ: - Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện: Lực từ do từ trường tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong nó có: + Điểm đặt: tại điểm trên phần tử dòng điện. + Phương: vuông góc với mặt phẳng B I,  . + Chiều: tuân theo quy tắc “Bàn tay trái”. + Độ lớn: F BIl  sin 1.10   .