Lý 11 Bài 19: Từ trường

Loại vật liệu có thể hút được sắt vụn gọi là nam châm.

- Mỗi nam châm có hai cực: Cực Bắc (kí hiệu là N) và cực Nam (kí hiệu là S).

• Các cực cùng tên của nam châm đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau. Lực tương tác giữa các nam châm gọi là lực từ và các nam châm có từ tính.

- Các loại nam châm:

• Giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện có sự tương tác từ.

• Dòng điện và nam châm có từ tính

a) Định nghĩa

Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.

b) Hướng của từ trường

• Từ trường định hướng cho cho các nam châm nhỏ.

• Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó

a) Định nghĩa

• Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

• Qui ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.

b) Các ví dụ về đường sức từ

- Dòng điện thẳng rất dài

• Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

• Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.

- Dòng điện tròn

• Quy ước mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ còn mặt Bắc thì ngược lại.
• Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

c) Các tính chất của đường sức từ

• Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức.

• Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.

• Chiều của đường sức từ tuân theo những qui tắc xác định.

• Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa ở chổ có từ trường yếu

Hướng dẫn giải

Đặt một kim nam châm nhỏ trên mặt phẳng vuông góc với một dòng điện thẳng. Khi cân bằng: 

Kim nam châm nhỏ nằm cân bằng dọc theo hướng một đường sức từ của dòng điện thẳng.

Câu 2: So sánh bản chất của điện trường và từ trường.

Hướng dẫn giải

Bản chất của điện trường và từ trường được hiểu như sau:

Điện trường là các dạng vật chất tồn tại xung quanh hạt mang điện và tác dụng lực điện lên các hạt mang điện tích khác đặt trong nó.

Trong khi đó từ trường có nguồn gốc từ các hạt mang điện chuyến động, nó tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó.

Câu 1: Các đường sức từ quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng gì?

Câu 2: Có hai thanh kim loại bằng sắt, bề ngoài giống nhau. Khi đặt chúng gần nhau thì chúng hút nhau. Có kết luận gì về hai thanh đó?

Câu 3: Trên hình hộp chữ nhật ABCD, MNPQ (hình vẽ), một dòng điện không đổi dài vô hạn nằm trên đường thẳng đi qua A, M và có chiều từ M đến A. Từ trường do dòng điện gây ra tại điểm O (là giao điểm của AC và BD) có hướng trùng với hướng của véctơ.

Câu 4: Trên hình hộp chữ nhật ABCD, MNPQ (hình vẽ), một dòng điện không đổi dài vô hạn nằm trên đường thẳng đi qua A, M và có chiều từ A đến M. Từ trường do dòng điện gây ra tại điểm N có hướng trùng với hướng của véctơ nào?

Câu 5: Các đường sức từ trong lòng nam châm hình chữ U là những đường có đặc điểm gì?

Câu 1: Xung quanh vật nào sau đây không có từ trường?

A. Dòng điện không đổi

B. Hạt mang điện chuyển động

C. Hạt mang điện đứng yên

D. Nam châm chữ U

Câu 2: Tính chất nào sau đây của đường sức từ không giống với đường sức của điện trường (tĩnh)?

A. Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức

B. Các đường sức là những đường cong khép kín (hoặc vô hạn ở hai đầu)

C. Chiều của đường sức tuân theo những quy tắc xác định.

D. Chỗ nào từ trường (hay điện trường) mạnh thì vẽ các đường sức mau và chỗ nào từ trường (hay điện trường) yếu thì vẽ các đường sức thưa.

Câu 3: Khi nói về tương tác từ, điều nào sau đâu là đúng?

A. Các cực cùng tên của nam châm thì hút nhau

B. Hai dòng điện không đổi, đặt song song cùng chiều thì hút nhau

C. Các cực khác tên của nam châm thì đẩy nhau

D. Nếu cực bắc của một nam châm hút một thanh sắt thì cực nam của thanh nam châm đẩy thanh sắt.

Câu 4: Tương tác từ không xảy ra trong trường hợp nào dưới đây?

A. Một thanh nam châm và một dòng điện không đổi đặt gần nhau.

B. Hai thanh nam châm đặt gần nhau.

C. Một thanh nam châm và một thanh đồng đặt gần nhau

D. Một thanh nam châm và một thanh sắt non đặt gần nhau.

Câu 5: Tính chất cơ bản của từ trường là

A. Gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.

B. Gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó.

C. Gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó.

D. Gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.

Qua bài giảng Từ trường này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Biết được từ trường là gì và nêu lên được những vật nào gây ra từ trường.

• Biết cách phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường.

• Nêu được cách xác định phương và chiều của từ trường tại một điểm.

• Phát biểu được định nghĩa và nêu được bốn tính chất cơ bản của đường sức từ.