Bài giảng Vật lý 11 - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Năm học 2022-2023

CHÀO CÁC EM ĐÃ THAM GIA 
GIỜ HỌC VẬT LÝ 
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 
+ Độ lớn: 
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 = I l Bsin α 
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 TR Ư ỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT 
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 
Nội dung chính của bài: 
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) 
Đại lượng nào đặc trưng cho từ trường tại một điểm? 
Cảm ứng từ tại một điểm gần dòng điện phụ thuộc vào những 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 xác định từ trường tại một điểm? 
Hãy nêu cách tạo ra từ phổ của từ trường? 
II. Từ tr ư ờng 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 
+ Độ lớn: 
Hãy mô tả đường sức từ của dòng điện thẳng dài? 
I: Cường độ dòng điện 
r: Khoảng cách từ điểm đó đến dây dẫn 
Hãy nêu đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm? 
Hãy nêu cách vẽ vectơ cảm ứng từ tại điểm M? 
Hãy nêu cách vẽ vectơ cảm ứng từ tại điểm M? 
III. Từ tr ư ờng 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 
Từ phổ của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn 
Hãy mô tả đường sức từ của dòng điện trong vòng dây tròn? 
Hãy phát biểu quy tắc nắm bàn tay phải? 
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) 
+ Độ lớn: 
Hãy nêu đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây? 
I: Cường độ dòng điện 
r: Bán kính vòng dây 
N: Số vòng dây 
Từ phổ của từ trường của ống dây hình trụ 
IV. Từ tr ư ờng 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 
Hãy mô tả đường sức từ của ống dây hình trụ? 
Hãy phát biểu quy tắc nắm bàn tay phải? 
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) 
+ Độ lớn: 
Hãy nêu đặc điểm của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây? 
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 
V. Từ tr ư ờng 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 nguyên lý chồng chất điện trường? 
Tại một điểm có nhiều điện trường thì vectơ cường độ điện trường bằng tổng các vectơ cường độ điện trường thành phần 
Hãy phát biểu nguyên lý chồng chất từ trường? 
Ví dụ 2: Hai dây thẳng dài đặt song song với nhau, cách nhau 10cm mang dòng điện ngược chiều nhau là I 1 = 20A và I 2 = 30A trong không khí. Hãy xác định cảm ứng từ tại điểm M cách các dây dẫn cùng là 5cm 
Giải 
Tại M có từ trường của dòng điện I 1 : 
M 
Tại M có từ trường của dòng điện I 2 : 
Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường 
Cảm ứng từ tại M: 
Áp dụng công thức: 
và 
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