Tiêu đề DANG 1. TU TRUONG CUA DAY DAN CO HINH DANG DAC BIET 13tr.pdf ✅

1 PHẦN IV. TỪ TRƯỜNG I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Từ trường  Xung quanh mỗi nam châm hay mỗi dòng điện tồn tại một từ trường.  Từ trường là một dạng vật chất mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong khoảng không gian có từ trường.  Tại một điểm trong không gian có từ trường, hướng của từ trường là hướng Nam - Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.  Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó.  Các tính chất của đường sức từ:  Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được 1 đường sức từ.  Các đường sức từ là các đường cong kín, còn gọi là từ trường xoáy.  Nơi nào cảm ứng từ lớn thì các đường sức từ dày hơn, nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn. 2. Cảm ứng từ  Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường xác định một véc tơ cảm ứng từ:  Có hướng trùng với hướng của từ trường;  Có độ lớn bằng , với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử F B I.   dòng điện có độ dài ,  cường độ I, đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó.  Đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).  Từ trường đều là từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau. Đường sức từ của từ trường đều là các đường thẳng song song, cách đều nhau.
2 Chuyên đề 1. TỪ TRƯỜNG CỦA DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT. Dạng 1. Từ trường của dây dẫn có hình dạng đặc biệt A. Phương pháp giải 1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn  Đường sức từ của dòng điện thẳng có dạng các đường tròn đồng tâm.  Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải: “Đặt bàn tay phải nắm lấy dây dẫn sao cho chiều của ngón cái chỉ chiều dòng điện, khi đó chiều quấn của các ngón tay còn lại chỉ chiều đường sức từ”  Độ lớn cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài vô hạn gây ra tại một điểm: 7 I B 2.10 r   Trong đó: B là cảm ứng từ (T), I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn (A), r là khoảng cách từ dây dẫn đến điểm đang xét. Cảm ứng từ tại một điểm M cách dây dẫn một đoạn r do dây dẫn điện có:  Điểm đặt tại M  Phương phương tiếp tuyến với đường tròn (O, r) tại M.  Chiều là chiều của đường sức từ. Chú ý: Nếu dây dẫn có chiều dài hữu hạn thì cảm ứng từ do dây dẫn gây ra tại M được tính theo công thức:   7 1 2 I B 10 . sin sin r      Trong đó:   1  2  I: r OM m AMO, BMO           C­êng ®é dßng ®iÖn(A) lμ kho¶ng c ̧ch tõ M ®Õn d©yAB  Nhận thấy khi AB =   1 2 2     Quy tắc nắm bàn tay phải M B  Chiều vectơ B tại  điểm M I A B M  1  2 B  O
3 7 7 I I B 10 . sin sin 2.10 . r 2 2 r               2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn  Các đường sức từ có chiều được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: “Khum ban tay phải theo chiều dòng điện trong vòng dây, khi đó ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện”  Độ lớn của cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn: 7 I B 2 .10 r    Trong đó: r là bán kính của vòng dây (m), I là cường độ dòng điện (A)  Nếu khung dây gồm N vòng dây quẫn sít thì: 7 I.N B 2 .10 r    3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ  Bên trong ống dây, các đường sức song song với trục ống dây và cách đều nhau (nếu chiều dài ống dây lớn hơn nhiều so với đường kính tiết diện ngang thì từ trường là đều).  Chiều của đướng sức bên trong ống dây được xác định theo quy tắc nắm tay phải “đặt bàn tay phải nắm lại dọc theo ống dây, chiều quấn của các ngón tay chỉ chiều dòng điện, khi đó chiều tiến của ngón cái chỉ chiều đường sức từ bên trong ống dây”  Độ lớn cảm ứng từ bên trong ống dây: 7 N 7 .I B 4 .10 4 .10 n.I        Trong đó: N là số vòng dây trên ống dây, là  chiều dài của ống dây (m), n là mật độ vòng dây (với )   N n Dạng đường sức dòng điện tròn Quy tắc nắm bàn tay phải với dòng điện tròn
4 B. VÍ DỤ MẪU Ví dụ 1: Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10 A. 1) Hãy xác định độ lớn cảm ứng từ do dòng điện trên gây ra tại: a) Điểm M nằm cách dây dẫn 5cm. b) Điểm N nằm cách dây dẫn 8 cm. 2) Ở điểm D có cảm ứng từ là 2.10-5 T, điểm D nằm cách dây dẫn 1 đoạn bằng bao nhiêu ? Hướng dẫn giải Độ lớn cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra tại một điểm được xác định theo công thức: . Như vậy nếu có được cường độ dòng điện và khoảng cách 7 I B 2.10 .r   từ điểm đang xét tới dây dẫn chứa dòng điện là ta sẽ giải quyết được bài toán. 1) Xác định độ lớn cảm ứng từ a) Cảm ứng từ tại M:   7 7 5 M I 10 B 2.10 . 2.10 . 4.10 T r 0,05       b) Cảm ứng từ tại N:   7 7 5 N I 10 B 2.10 . 2.10 . 2,5.10 T r 0,08       2) Khoảng cách từ D đến dòng điện Nếu có cảm ứng từ, yêu cầu tìm khoảng cách thì từ công thức ta suy 7 I B 2.10 .r   ra r là xong. Ta có:     7 7 D I I B 2.10 . r 2.10 . 0,1 m 10 cm r B        Ví dụ 2: Một dây dẫn thẳng dài vô hạn xuyên qua và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dòng điện I = 6A có chiều như hình vẽ. Xác định vecto cảm ứng từ tại các điểm: A (x = 6cm; y = 2cm), B (x = 0cm; y = 5cm), C (x = -3cm ; y = -4cm), D (x = 1cm ; y = -3cm) Hướng dẫn giải Để xác định vecto cảm ứng từ tại một điểm do dòng điện thẳng dài vô hạn gây ra tại một điệm ta cần xác định: + Điểm đặt (vị trí cần xác định cảm ứng từ). + Phương và chiều của nó (áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải). + Độ lớn. (áp dụng công thức: ) 7 I B 2.10 .r   Sau đây ta sẽ đi vào tìm vecto cảm ứng từ tại 4 điểm theo đề yêu cầu. x y I