Tìm kiếm Bài giảng
Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Vũ Xuân Hoan
Ngày gửi: 22h:31' 29-12-2022
Dung lượng: 1.0 MB
Số lượt tải: 388
Nguồn:
Người gửi: Vũ Xuân Hoan
Ngày gửi: 22h:31' 29-12-2022
Dung lượng: 1.0 MB
Số lượt tải: 388
Số lượt thích:
0 người
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 1: Hãy nêu đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ
trường?
Đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Hướng: Cùng hướng của từ trường tại điểm đó
F
+ Độ lớn: B =
Il
Hướng của từ trường tại một điểm
+ Là hướng nam – bắc của nam châm thử nằm cân bằng tại đó
+ Có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó và cùng chiều đường sức
từ qua điểm đó
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 2: Hãy nêu đặc điểm của vectơ lực từ tác dụng lên phần tử dòng
điện trong từ trường?
Đặc điểm của vectơ lực từ tại tác dụng lên phần tử dòng điện
+ Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây là phần tử dòng điện
+ Hướng: Phương vuông góc với phân tử dòng điện và vectơ cảm ứng từ
Chiều: Xác định bằng quy tắc bàn tay trái
+ Độ lớn: F = IlBsinα
r ur
a = I; B
( )
Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho vectơ cảm ứng từ
hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa chỉ chiều dòng điện thì
ngón cái choãi ra chỉ chiều của lực từ
Bài 21. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY
TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
Nội dung chính của bài:
I. Từ trường tại một điểm gần dòng điện
II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
III. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
IV. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn chạy trong ống dây hình trụ
V. Từ trường của nhiều dòng điện
I. Từ trường tại một điểm gần dòng điện
- Xung quanh dây dẫn mang dòng điện có từ trường
- Cảm ứng từ tại một điểm gần dây dẫn có dòng điện:
+ Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường
+ Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn
+ Phụ thuộc vào vị trí của điểm đó với dây dẫn
+ Phụ thuộc vào môi trường xung quanh dây dẫn
Sau đây là kết quả với môi trường xung quanh
là chân không (không khí)
r
I
M
ur
B
Cảm ứng từ tại
Đại
mộtlượng
điểm gần
nào
dòng
đặc trưng
điện phụ
cho
từthuộc
trường
vàotại
những
một điểm?
yếu tố
nào?
Cách xác định từ trường tại một điểm:
+ Dùng nam châm thử: Đặt nam châm thử tại
điểm đó. Hướng của từ trường (vectơ cảm ứng từ)
là hướng nam – bắc của nam châm thử cân bằng
+ Dùng đường sức từ: Vectơ cảm ứng từ tại một
điểm có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại đó,
có chiều của đường sức từ qua điểm đó
+ Từ phổ cho phép quan sát được hình ảnh của
đường sức từ
Hãy nêu cách
Hãy nêu cách
xác định từ
tạo ra từ phổ
trường tại một
của từ trường?
điểm?
II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn
thẳng dài
1. Đường sức từ là những đường tròn nằm trên
mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm là giao
của dây dẫn với mặt phẳng chứa đường sức từ
+ Chiều đường sức từ xác định bằng quy tắc nắm
bàn tay phải: Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái
chỉ chiều dòng điện thì chiều khum của các ngón
tay là chiều đường sức từ
2. Cảm ứng từ tại một điểm
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Phương: Tiếp tuyến với đường sức từ
+ Chiều: Cùng chiều đường sức từ
- 7 I
I: Cường độ dòng điện
+ Độ lớn: B = 2.10
r
r: Khoảng cách từ điểm
đó đến dây dẫn
M
Hãy
Hãynêu
môđặc
tả
Hãy nêu cách vẽ
điểm
củasức
vectơ
đường
từ
vectơ cảm ứng
cảm
ứng từ
tại
của dòng
điện
từ tại điểm M?
một
điểm?
thẳng
dài?
ur
B
r
I
r
M
ur
B
ur
B
Hãy nêu cách vẽ
vectơ cảm ứng từ tại
điểm M?
r
I
ur
B
ur
B
r
I
ur
B
III. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn
uốn thành vòng tròn
1. Đường sức từ là những đường cong nằm trên
mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng vòng dây
dẫn, càng gần tâm độ cong càng giảm, đường sức
qua tâm là đường thẳng
+ Chiều đường sức từ xác định bằng quy tắc nắm
bàn tay phải: Nắm bàn tay phải sao cho chiều
khum của các ngón tay chỉ chiều dòng điện thì
ngón tay cái chỉ chiều đường sức từ
+ Có thể xác định bằng quy tắc vào ở mặt nam ra
ở mặt bắc
Mặt nam (S): Dòng điện cùng chiều kim đồng hồ
Mặt bắc (N): Dòng điện ngược chiều kim đồng hồ
Hãy
Từ phổ
mô của
tả đường
dòng
Hãytừchạy
phát
biểu
sức
điện
củatrong
dòng
quy
tắc
nắm
bàn
điện
dây
trong
dẫn
uốn
vòng
tayvòng
phải?
thành
dây
tròn?tròn
2. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây
+ Điểm đặt: Tại tâm vòng dây
+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây
+ Chiều: Xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải
(hoặc vào ở mặt nam, ra ở mặt bắc)
I
- 7
+ Độ lớn: B = 2p.10 N
r
I: Cường độ dòng điện
r: Bán kính vòng dây
N: Số vòng dây
ur
B
Hãy nêu đặc điểm
của vectơ cảm
ứng từ tại tâm
vòng dây?
IV. Từ trường của dòng điện chạy trong pống
dây hình trụ
1. Đường sức từ
+ Phần ngoài ống dây: Giống đường sức từ của nam
châm thẳng
+ Phần trong lòng ống dây: Đường sức từ là những
đường thẳng song song cách đều nhau và song song với
trục của ống dây. Trong lòng ống dây là từ trường đều
+ Chiều đường sức từ phần trong lòng ống dây xác
định bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Nắm bàn tay
phải sao cho chiều khum của các ngón tay chỉ chiều
dòng điện thì ngón tay cái chỉ chiều đường sức từ
+ Có thể xác định bằng quy tắc vào ở đầu nam, ra ở
đầu bắc
Đầu nam (S): Dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ
Đầu bắc (N): Dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ
TừHãy
phổmô
củatảtừ
Hãy phát biểu
đường
trườngsức
củatừ
quy tắc nắm
ống
của dây
ốnghình
dây
bàn tay phải?
hình
trụtrụ?
2. Cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Phương: Song song với trục của ống dây
+ Chiều: Xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải
(hoặc vào ở đầu nam, ra ở đầu bắc)
- 7
+ Độ lớn: B = 4p.10
ur
B
N
I = 4p.10- 7 nI
l
I: Cường độ dòng điện
N: Số vòng dây của ống
l: Chiều dài của ống dây
n: Số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của ống
Chú ý: Công thức trên chỉ đúng với
ống dây có mật độ vòng dây như nhau
trên chiều dài của ống
Hãy nêu đặc điểm
của vectơ cảm ứng
từ tại một điểm
trong lòng ống dây?
V. Từ trường của nhiều dòng điện
+ Tại một điểm có thể có đồng thời từ trường
của nhiều dòng điện
+ Nguyên lý chồng chất từ trường
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng
điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do
từng dòng điện gây ra tại điểm ấy
Ví dụ 1: (SGK)
(Học sinh tự đọc)
Hãy
phát
biểu
Tại một điểm có
nguyên
lý
Hãy
phát
biểu
nhiều điện trường
chồng
chất
nguyên
lý
thì vectơ cường
điện
trường?
chồng
chất
từ
độ
điện
trường
trường?
bằng
tổng các
vectơ cường độ
điện trường
thành phần
Ví dụ 2: Hai dây thẳng dài đặt song song với nhau, cách nhau 10cm mang dòng
điện ngược chiều nhau là I1 = 20A và I2 = 30A trong không khí. Hãy xác định
cảm ứng từ tại điểm M cách các dây dẫn cùng là 5cm
Giải
uu
r
M
Tại M có từ trường của dòng điện I1: B1
uur
ur
ur
uu
r
Tại M có từ trường của dòng điện I2: B2
I2
I1
B1
uur
Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường
B2
ur uu
r uur
Cảm ứng từ tại M: B = B1 + B2
ur
uu
r
uur
ur
uu
r
B
B1 Z Z B2 ® B Z Z B1 và B = B1 + B2
Áp dụng công thức: B = 2.10
- 7
- 7
B = 2.10
I1
- 7 I2
+ 2.10
r1
r2
I
r
® B = 2.10- 7
20
30
+ 2.10- 7
= 2.10- 4 (T )
0, 05
0, 05
Nội dung tự học
1. Ôn tập nội dung bài đã học
+ Từ trường tại một điểm gần dây dẫn có dòng điện
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ của dòng điện trong trong vòng dây tròn
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ trong lòng ống dây hình trụ
+ Nguyên lý chồng chất từ trường
+ Làm các bài tập có liên quan trong SGK và tài liệu học tập
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo:
Bài 22: Lực Lo-Ren-Xơ
+ Các nội dung chính của bài
+ Các nội dung đó như thế nào
Ngủ dậy muộn thì phí mất cả ngày,
ở tuổi thanh niên mà không học tập
thì phí mất cả cuộc đời
Câu 1: Hãy nêu đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ
trường?
Đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Hướng: Cùng hướng của từ trường tại điểm đó
F
+ Độ lớn: B =
Il
Hướng của từ trường tại một điểm
+ Là hướng nam – bắc của nam châm thử nằm cân bằng tại đó
+ Có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó và cùng chiều đường sức
từ qua điểm đó
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 2: Hãy nêu đặc điểm của vectơ lực từ tác dụng lên phần tử dòng
điện trong từ trường?
Đặc điểm của vectơ lực từ tại tác dụng lên phần tử dòng điện
+ Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây là phần tử dòng điện
+ Hướng: Phương vuông góc với phân tử dòng điện và vectơ cảm ứng từ
Chiều: Xác định bằng quy tắc bàn tay trái
+ Độ lớn: F = IlBsinα
r ur
a = I; B
( )
Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho vectơ cảm ứng từ
hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa chỉ chiều dòng điện thì
ngón cái choãi ra chỉ chiều của lực từ
Bài 21. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY
TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
Nội dung chính của bài:
I. Từ trường tại một điểm gần dòng điện
II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
III. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
IV. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn chạy trong ống dây hình trụ
V. Từ trường của nhiều dòng điện
I. Từ trường tại một điểm gần dòng điện
- Xung quanh dây dẫn mang dòng điện có từ trường
- Cảm ứng từ tại một điểm gần dây dẫn có dòng điện:
+ Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường
+ Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn
+ Phụ thuộc vào vị trí của điểm đó với dây dẫn
+ Phụ thuộc vào môi trường xung quanh dây dẫn
Sau đây là kết quả với môi trường xung quanh
là chân không (không khí)
r
I
M
ur
B
Cảm ứng từ tại
Đại
mộtlượng
điểm gần
nào
dòng
đặc trưng
điện phụ
cho
từthuộc
trường
vàotại
những
một điểm?
yếu tố
nào?
Cách xác định từ trường tại một điểm:
+ Dùng nam châm thử: Đặt nam châm thử tại
điểm đó. Hướng của từ trường (vectơ cảm ứng từ)
là hướng nam – bắc của nam châm thử cân bằng
+ Dùng đường sức từ: Vectơ cảm ứng từ tại một
điểm có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại đó,
có chiều của đường sức từ qua điểm đó
+ Từ phổ cho phép quan sát được hình ảnh của
đường sức từ
Hãy nêu cách
Hãy nêu cách
xác định từ
tạo ra từ phổ
trường tại một
của từ trường?
điểm?
II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn
thẳng dài
1. Đường sức từ là những đường tròn nằm trên
mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm là giao
của dây dẫn với mặt phẳng chứa đường sức từ
+ Chiều đường sức từ xác định bằng quy tắc nắm
bàn tay phải: Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái
chỉ chiều dòng điện thì chiều khum của các ngón
tay là chiều đường sức từ
2. Cảm ứng từ tại một điểm
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Phương: Tiếp tuyến với đường sức từ
+ Chiều: Cùng chiều đường sức từ
- 7 I
I: Cường độ dòng điện
+ Độ lớn: B = 2.10
r
r: Khoảng cách từ điểm
đó đến dây dẫn
M
Hãy
Hãynêu
môđặc
tả
Hãy nêu cách vẽ
điểm
củasức
vectơ
đường
từ
vectơ cảm ứng
cảm
ứng từ
tại
của dòng
điện
từ tại điểm M?
một
điểm?
thẳng
dài?
ur
B
r
I
r
M
ur
B
ur
B
Hãy nêu cách vẽ
vectơ cảm ứng từ tại
điểm M?
r
I
ur
B
ur
B
r
I
ur
B
III. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn
uốn thành vòng tròn
1. Đường sức từ là những đường cong nằm trên
mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng vòng dây
dẫn, càng gần tâm độ cong càng giảm, đường sức
qua tâm là đường thẳng
+ Chiều đường sức từ xác định bằng quy tắc nắm
bàn tay phải: Nắm bàn tay phải sao cho chiều
khum của các ngón tay chỉ chiều dòng điện thì
ngón tay cái chỉ chiều đường sức từ
+ Có thể xác định bằng quy tắc vào ở mặt nam ra
ở mặt bắc
Mặt nam (S): Dòng điện cùng chiều kim đồng hồ
Mặt bắc (N): Dòng điện ngược chiều kim đồng hồ
Hãy
Từ phổ
mô của
tả đường
dòng
Hãytừchạy
phát
biểu
sức
điện
củatrong
dòng
quy
tắc
nắm
bàn
điện
dây
trong
dẫn
uốn
vòng
tayvòng
phải?
thành
dây
tròn?tròn
2. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây
+ Điểm đặt: Tại tâm vòng dây
+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây
+ Chiều: Xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải
(hoặc vào ở mặt nam, ra ở mặt bắc)
I
- 7
+ Độ lớn: B = 2p.10 N
r
I: Cường độ dòng điện
r: Bán kính vòng dây
N: Số vòng dây
ur
B
Hãy nêu đặc điểm
của vectơ cảm
ứng từ tại tâm
vòng dây?
IV. Từ trường của dòng điện chạy trong pống
dây hình trụ
1. Đường sức từ
+ Phần ngoài ống dây: Giống đường sức từ của nam
châm thẳng
+ Phần trong lòng ống dây: Đường sức từ là những
đường thẳng song song cách đều nhau và song song với
trục của ống dây. Trong lòng ống dây là từ trường đều
+ Chiều đường sức từ phần trong lòng ống dây xác
định bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Nắm bàn tay
phải sao cho chiều khum của các ngón tay chỉ chiều
dòng điện thì ngón tay cái chỉ chiều đường sức từ
+ Có thể xác định bằng quy tắc vào ở đầu nam, ra ở
đầu bắc
Đầu nam (S): Dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ
Đầu bắc (N): Dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ
TừHãy
phổmô
củatảtừ
Hãy phát biểu
đường
trườngsức
củatừ
quy tắc nắm
ống
của dây
ốnghình
dây
bàn tay phải?
hình
trụtrụ?
2. Cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây
+ Điểm đặt: Tại điểm ta xét
+ Phương: Song song với trục của ống dây
+ Chiều: Xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải
(hoặc vào ở đầu nam, ra ở đầu bắc)
- 7
+ Độ lớn: B = 4p.10
ur
B
N
I = 4p.10- 7 nI
l
I: Cường độ dòng điện
N: Số vòng dây của ống
l: Chiều dài của ống dây
n: Số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của ống
Chú ý: Công thức trên chỉ đúng với
ống dây có mật độ vòng dây như nhau
trên chiều dài của ống
Hãy nêu đặc điểm
của vectơ cảm ứng
từ tại một điểm
trong lòng ống dây?
V. Từ trường của nhiều dòng điện
+ Tại một điểm có thể có đồng thời từ trường
của nhiều dòng điện
+ Nguyên lý chồng chất từ trường
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng
điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do
từng dòng điện gây ra tại điểm ấy
Ví dụ 1: (SGK)
(Học sinh tự đọc)
Hãy
phát
biểu
Tại một điểm có
nguyên
lý
Hãy
phát
biểu
nhiều điện trường
chồng
chất
nguyên
lý
thì vectơ cường
điện
trường?
chồng
chất
từ
độ
điện
trường
trường?
bằng
tổng các
vectơ cường độ
điện trường
thành phần
Ví dụ 2: Hai dây thẳng dài đặt song song với nhau, cách nhau 10cm mang dòng
điện ngược chiều nhau là I1 = 20A và I2 = 30A trong không khí. Hãy xác định
cảm ứng từ tại điểm M cách các dây dẫn cùng là 5cm
Giải
uu
r
M
Tại M có từ trường của dòng điện I1: B1
uur
ur
ur
uu
r
Tại M có từ trường của dòng điện I2: B2
I2
I1
B1
uur
Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường
B2
ur uu
r uur
Cảm ứng từ tại M: B = B1 + B2
ur
uu
r
uur
ur
uu
r
B
B1 Z Z B2 ® B Z Z B1 và B = B1 + B2
Áp dụng công thức: B = 2.10
- 7
- 7
B = 2.10
I1
- 7 I2
+ 2.10
r1
r2
I
r
® B = 2.10- 7
20
30
+ 2.10- 7
= 2.10- 4 (T )
0, 05
0, 05
Nội dung tự học
1. Ôn tập nội dung bài đã học
+ Từ trường tại một điểm gần dây dẫn có dòng điện
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ của dòng điện trong trong vòng dây tròn
+ Đường sức từ, vectơ cảm ứng từ trong lòng ống dây hình trụ
+ Nguyên lý chồng chất từ trường
+ Làm các bài tập có liên quan trong SGK và tài liệu học tập
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo:
Bài 22: Lực Lo-Ren-Xơ
+ Các nội dung chính của bài
+ Các nội dung đó như thế nào
Ngủ dậy muộn thì phí mất cả ngày,
ở tuổi thanh niên mà không học tập
thì phí mất cả cuộc đời
 









Các ý kiến mới nhất