Ôn tập lý thuyết về Từ trường. Lực từ và Cảm ứng từ. Lực Lo-ren-xơ năm 2020

ÔN TẬP LÝ THUYẾT VỀ TỪ TRƯỜNG. LỰC TỪ VÀ CẢM ỨNG TỪ. LỰC LO-REN-XƠ

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 bàng 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 vectơ cảm ứng từ:

− Có hướng trùng với hướng của từ trường;

− Có độ lớn bằng  \(B = \frac{F}{{I.\ell }};\) với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên phân tử 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.

3. Từ trường của một số dòng điện có dạng đặc biệt

a) Từ trường của dòng điện thẳng dài

+ Dòng điện thẳng dài là dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài.

+ Dạng của các đường sức từ: Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện. Tâm của các đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dây dẫn.

+ Chiều của các đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: "để bàn tay phải sao cho ngón cái nam dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiểu dòng điện, khi đỏ các ngón kia khum lụi cho ta chiểu của các đường sức từ".

+ Vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) do dòng điện thẳng rất dài gây ra tại điểm M có:

− Điểm đặt tại M

− Phương tiếp tuyến với đường tròn (O, r) tại M.

− Chiều là chiều của đường sức từ.   

−  Có độ lớn: \(B = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{r}\)

b) Từ trường của dòng điện tròn

+ Dòng điện tròn là dòng điện chạy trong dây dẫn được uốn thành vòng tròn + Dạng của các đường sức từ: Các đường sức từ của dòng điện tròn là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam, đi ra ở mặt Bắc của dòng điện tròn ấy (hình vẽ bên). Trong số đó, có đường sức từ đi qua tâm O là đường thẳng vô hạn ở hai đầu.

+ Chiều của các đường sức từ được xác định bởi quy tắc nắm tay phải: “Khum bàn tay phái theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong khung; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện” + Vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \)  tại tâm O của vòng dây có: − Có điểm đặt tại tâm O của vòng dây

− Có phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây

− Có chiều: Xác định theo quy tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc.

− Có độ lớn: \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{NI}}{r}\) (N là số vòng dây).

c) Từ trường của dòng điện trong ống dây

+ Dạng các đường sức từ: Bên trong ống dây, các đường sức từ song song với trục ống dây và cách đều nhau. Bên ngoài ống dây, dạng các đường sức giống như ở một nam châm thẳng. + Chiều của đường sức từ: được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: “Khum bàn tay phải sau cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùny với chiều dòng điện trong ốn dây; ngón cái choãi ra chì chiều các điròng sức từ trong ống dây ".

+ Vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) trong lòng ống dây có:

− Có điểm đặt tại điểm ta xét.

− Có phương song song với trục của ống dây.

− Có chiều xác định theo quy tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc.

− Có độ lớn: \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}.\frac{N}{\ell }.I = 4\pi {.10^{ - 7}}.n.I\)  (n là mật độ vòng dây).

d) Nguyên lý chồng chất từ trường: Cảm ứng từ tổng hợp do nhiều dòng diện hay nhiều nam châm gây ra tại một điểm M bằng tổng các vectơ cảm ứng từ thành phần của các dòng điện hoặc các nam châm đó gây ra tại M.

Ta có:  \(\overrightarrow B = {\overrightarrow B _1} + {\overrightarrow B _2} + ... + {\overrightarrow B _n}\)

4. Lực từ

+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l, mang dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường:

− Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây; − Có phương vuông góc với đoạn dây và đường sức từ; − Có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái sao cho véc tơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay đến ngón giữa là chiều dòng điện chạy trong đoạn dây, khi đó chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều lực từ  \(\overrightarrow F\) − Có độ lớn:  \(F = B.I.\ell .\sin \alpha \)

5. Lực Lo−ren−xơ

+ Lực Lo−ren−xơ là lực do từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động.

+ Lực Lo−ren−xơ  :

− Có điểm đặt trên điện tích;

− Có phương vuông góc với \(\overrightarrow v\) và  \(\overrightarrow B \) ;

− Có chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái “đặt bàn tay trái mở rộng để các vetơ \(\overrightarrow B \) hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều của \(\overrightarrow v\), khi đó ngón cái choãi ra 90° chi chiều của lực Lorenxơ nếu hạt mang điện dương; hạt mang điện âm thì lực Lorenxơ có chiều ngược với chiều ngón tay cái"

− Có độ lớn:  \({f_L} = B.v.\left| q \right|.\sin \alpha ;\,\,\,\,\alpha = \left( {\angle \overrightarrow v ,\overrightarrow B } \right)\)

 

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Ôn tập lý thuyết về Từ trường. Lực từ và Cảm ứng từ. Lực Lo-ren-xơ năm 2020. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Tóm tắt kiến thức và công thức chương 1 Điện tích- Điện tích trường môn Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp Điện tích- Điện trường hay và khó Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp nâng cao Điện tích- Định luật Culong Vật lý 11

Chúc các em học tập tốt !