Bài giảng Vật lí 11 - Bài 20: Lực từ, cảm ứng từ

Lực từ. Cảm ứng từGV: Ngọc LinhVẬT LÍ 11Bài 20:I. Lực từ1. Từ trường đềuTừ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó như nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.Từ trường đều có thể được tạo ra từ một thanh nam châm hình chữ U2.Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điệna) Thí nghiệm Đặt vào trong từ trường đều một đoạn dây dẫn ngắn M1M2 có hai đầu được nối với hai dây dẫn mảnh cố định tại hai điểm O1,O2Cho dòng điện đi qua dây dẫn M1M2 nhận thấy dây dẫn bị lệch khỏi vị trí ban đầu, hai dây mảnh O1M1 và O2M2 lệch khỏi phương thẳng đứng góc θ (hình vẽ)Vẽ lại sơ đồ thí nghiệm dạng hình chiếu, ta phân tích được các tác dụng lên dây dẫn lần lượt là trọng lực P, lực căng của hai dây T và lực thứ ba F, ta gọi lực F là lực từ2.Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điệnb) Kết luậnKhi cho dòng điện có cường độ I chạy qua M1M2 thì xuất hiện lực từ F tác dụng lên M1M2. Thí nghiệm cho thấy FM1M2 và F vuông góc với đường sức từDễ thấy hợp lực của hai lực F và P cân bằng với lực căng T của dây dẫn. Nên ta dễ dàng chứng minh:Ta thấy hướng của dòng điện, của lực từ F và hướng của từ trường tạo thành một tam diện thuậnQuy tắc bàn tay trái : Để bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện, khi đó hướng ngón cái choãi ra chỉ chiều của lực từ FII. Cảm ứng từThông qua thí nghiệm về lực từ, bằng cách liên tục thay đổi cường độ dòng điện và chiều dài dây dẫn, ta thấy thương số luôn không đổi và chỉ phụ thuộc tác dụng của từ trường tại điểm đặt của dây dẫnTa gọi thương là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu là B Đơn vị của B là Tesla (T), F đo bằng Niutơn (N), I đo bằng Ampe (A), đo bằng mét (m)II. Cảm ứng từB đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực Với 1 nam châm nhất định thì cảm ứng từ có độ lớn không đổi hay không đổiTa có biểu thức tổng quát của lực từ F theo B: Với là góc tạo bởi vectơ cảm ứng từ B và đoạn dòng điện IBChú ý: F có điểm đặt tại trung điểm dây dẫnB có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đang xétCủng cố kiến thứcLí thuyếtBài tập: Bài 19/ SBT bài 19.20Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường xác định một vectơ cảm ứng từ B:Có hướng trùng với hướng của từ trường Có độ lớn bằng với F là lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ dài , cường độ I, đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đóLực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường đều, tại đó cảm ứng từ là B :Có điểm đặt tại trung điểm Có phương vuông góc và BCó chiều tuân theo quy tắc bàn tay tráiCó độ lớn:Bài học kết thúc Chúc các em học tốt