Đang tải... (xem toàn văn)
VẬT LÝ 11_HK2 TỪ TRƯỜNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VÀ QUANG HÌNHTừ trường là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện, có sự chuyển động như nam châm, dòng điện,... Từ trường gây ra lực từ tác động lên các vật có từ tính đặt trong nó.Bản chất của từ trường do là do xung quanh các điện tích chuyển động có từ trường gây ra.Vậy nên xung quanh hạt mang điện đứng yên chỉ có điện trường, hạt mang điện chuyển động có cả điện trường và từ trường.
Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG BÀI 19 TỪ TRƯỜNG I NAM CHÂM Ngày vật liệu thường dùng để chế tạo nam châm : Trên nam cham có miền hút sắt vụn mạnh gọi : - Mỗi nam châm có - Nếu khơng có nam châm khác(hoặc dòng điện nào) đặt gần kim nam châm - Ký hiệu Các nam châm có tương tác với thơng qua - Hai cực khác tên hai cực tên - Lực tương tác gọi nam chm có II TỪ TÍNH CỦA DÂY DẪN CĨ DỊNG ĐIỆN Thực nghiệm chứng tỏ dây dẫn mang điện có từ tính nam châm : - Dịng điện tác dụng lực lên dịng điện - Nam châm tác dụng lực lên nam châm - Dịng điện tác dụng lực lên nam châm Kết luận : - Giữa hai dây dẫn mang điện, có lực tương tác Những lực tương tác gọi - Ta nói III TỪ TRƯỜNG Xung quanh nam châm hay dòng điện tồn Định nghĩa: Từ trường Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 Quy ước: Hướng từ trường IV ĐƯỜNG SỨC TỪ Định nghĩa: Đường sức từ Các ví dụ : Ví dụ 1: Từ trường dòng điện thẳng dài + Dòng điện thẳng dài dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài + Dạng đường sức từ: Các đường sức từ dòng điện thẳng dài đường tròn đồng tâm nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện Tâm đường sức từ giao điểm mặt phẳng dây dẫn + Quy tắc: Chiều đường sức từ xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: "để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, đỏ ngón khum lại cho ta chiều đường sức từ" Ví dụ : Từ trường dòng điện tròn : + Dòng điện tròn dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn + Dạng đường sức từ: Các đường sức từ dòng điện trịn đường cong có chiều vào mặt Nam, mặt Bắc dòng điện tròn (hình vẽ bên) Trong số đó, có đường sức từ qua tâm O đường thẳng vô hạn hai đầu - Mặt Nam : mặt nhìn vào - Mặt Bắc : mặt nhìn vào Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 + Chiều đường sức từ xác định quy tắc nắm tay phải: “Khum bàn tay phái theo vòng dây khung dây cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung; ngón chỗi chiều đường sức từ xun qua mặt phẳng dịng điện” Ví dụ : Từ trường dòng điện chạy ống dây (MỞ RỘNG) - Quy tắc nắm tay phải 2: Dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây cho ngón trỏ, ngón giữa… hướng theo chiều dịng điện, ngón chỗi chiều đường sức từ Tính chất đường sức từ : - Tại điểm từ trường, vẽ đường sức từ qua mà - Các đường sức từ đường cong kín Trong trường hợp nam châm, nam châm đường sức từ từ cực Bắc, vào cực Nam nam châm - Các đường sức từ không cắt - Nơi cảm ứng từ lớn đường sức từ vẽ mau (dày hơn), nơi cảm ứng từ nhỏ đường sức từ vẽ thưa V TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT: (ĐỌC THÊM SGK VL11 - TRANG 123) CÂU HỎI ÔN TẬP Câu Phát biểu định nghĩa từ trường ? Câu Phát biểu định nghĩa đường sức từ ? Câu Nêu tính chất đường sức từ ? Từ em so sánh tính chất với tính chất đường sức điện ? Câu Đặt kim nam châm nhỏ mặt phẳng vng góc với dịng điện thẳng Khi cân bằng, kim nam châm nằm theo hướng nào ? Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 Câu Hai kim nam châm nhỏ đặt xa dòng điện nam châm khác, đường nối hai trọng tâm chúng nằm theo hướng Nam – Bắc Khi cân bằng, hướng hai kim nam châm nào ? Câu Vận dụng quy tắc học em xác định chiều dòng điện chiều đường sức từ hình vẽ sau ? a b I I c d I Lưu hành nội I 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ I LỰC TỪ: Vật lý 11 BÀI 20 LỰC TỪ – CẢM ỨNG TỪ Từ trường đều: − Từ trường từ trường mà đặc tính giống điểm Đường sức từ từ trường đường thẳng song song, cách Xác định lực từ tác dụng từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn có dịng điện Thí nghiệm (SGK) Khi chưa có dịng điện qua M1M2 Khi có dịng điện cường độ I qua M1M2 Kết qủa : F có phương : Độ lớn F xác định công thức : II CẢM ỨNG TỪ Thí nghiệm : phần cho phép xác định có cường độ I chạy qua Tiếp tục thí nghiệm thay đổi I l thấy thương số Thương số phụ thuộc vào vị trí .Thương số đặc trưng cho thương số định nghĩa cảm ứng từ Ký hiệu là : Công thức Đơn vị Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là : Trong công thức đơn vị : F (………), I(…….…) l (……….) Véctơ cảm ứng từ : Véctơ cảm ứng từ B điểm : Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 + Tại điểm không gian có từ trường xác định vectơ cảm ứng từ: − Có hướng trùng với hướng từ trường; − Có độ lớn với F độ lớn lực từ tác dụng lên phân tử dòng điện có độ dài , cường độ I, đặt vng góc với hướng từ trường điểm − Đơn vị cảm ứng từ tesla (T) Biểu thức tổng quát lực từ F theo B + Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài , mang dòng điện I chạy qua đặt từ trường: − Có điểm đặt trung điểm đoạn dây; − Có phương vng góc với đoạn dây đường sức từ; − Có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái cho véc tơ cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay đến ngón chiều dịng điện chạy đoạn dây, chiều ngón tay chỗi chiều lực từ − Có độ lớn: CÂU HỎI ƠN TẬP Câu Phát biểu định nghĩa : Từ trường ; lực từ , cảm ứng từ ? Câu Cho biết cách xác định hướng độ lớn vecto cảm ứng từ điểm ? Câu 3: Một dậy dẫn thẳng di mang dòng điện 20A, đặt từ trường có cảm ứng từ B = 5.10-3 T Đặt vng góc với vectơ cảm ứng từ chịu lực từ 10-3 N Chiều dài đoạn dây dẫn ? ĐS: 1cm Câu 4: Xác định lực từ (phương, chiều, độ lớn) tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường hình vẽ sau, cho biết I = 5A, B = 0,01T, l = 10cm I b S a N B c I N I B d + I S Câu 5: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt từ trường cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ B gĩc = 300 Biết dịng điện chạy qua dây 10A, cảm ứng từ B= 2.10-4 T Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn ? Lưu hành nội 2019-2020 ĐS: 2.10-4 N Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 Câu 6: Treo đồng có chiều dài l = 1m có khối lượng 200g vào hai sợi dây thẳng đứng chiều dài từ trượng có B = 0,2T có chiều thẳng đứng từ lên Cho dòng điện chiều qua đồng thấy dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng góc a = 600 a Xác định cường độ dòng điện I chạy đồng lực căng dây ? b Đột nhiên từ trường bị mất.Tính vận tốc đồng qua vị trí cân bằng.Biết chiều dài dây treo 40cm Bỏ qua ma sát sức cản khơng khí Lấy g=10m/s2 Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 BÀI 21 TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT Thực nghiệm lý thuyết xác định Cảm Ứng Từ B điểm từ trường dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng gay : + Tỉ lệ với cường độ dòng điện gây từ trường + Phụ thuộc vào dạng hình học dây dẫn + Phụ thuộc vào vị trí điểm khảo sát + Phụ thuộc mơi trường xung quanh dịng điện I TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI: CẢM ỨNG TỪ B TẠI MỘT ĐIỂM M DO DÂY DẪN THẲNG DÀI GÂY RA : Trước hết ta xác định đường sức từ I qua M: + Dòng điện thẳng dài dòng điện chạy B dây dẫn thẳng dài M r O + Dạng đường sức từ: Các đường sức từ dòng điện thẳng dài đường trịn đồng tâm nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện Tâm đường sức từ giao điểm mặt phẳng dây dẫn + Chiều đường sức từ xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: "để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dòng điện, đỏ r B ngón khum lại cho ta chiều đường sức từ" Véctơ cảm ứng từ B M : ".- Véctơ cảm ứng từ điểm M đường sức từ có: M Điểm đặt: điểm M Phương: tiếp tuyến với đường sức từ điểm M Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải Độ lớn: Với I: cường độ dòng điện r: khoảng cách từ dây dẫn tới điểm khảo sát Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN TRÒN Đường sức từ dòng điện tròn: - + Dòng điện tròn dòng điện chạy B dây dẫn uốn thành vòng tròn + Dạng đường sức từ: Các đường r sức từ dòng điện trịn đường O I cong có chiều vào mặt Nam, mặt Bắc dòng điện trịn (hình vẽ bên) Trong số đó, có đường sức từ qua tâm O đường thẳng vô hạn hai đầu + Chiều đường sức từ xác định quy tắc nắm tay phải: “Khum bàn tay phái theo vòng dây khung dây cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung; ngón choãi chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện” Véctơ cảm ứng từ B tâm O dây dẫn : Cảm ứng từ tâm vịng dây có: M Điểm đặt: tạo tâm O Phương: vng góc với vịng dây Chiều: xác định theo quy tắc vào Nam Bắc Độ lớn: III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG ỐNG DÂY DẪN HÌNH TRỤ Đường sức từ ống dây dẫn hình trụ: + Dạng đường sức từ: Bên ống dây, đường sức từ song song với trục ống dây cách Bên ống dây, dạng đường sức giống nam châm thẳng + Chiều đường sức từ: xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: “Khum bàn tay phải sau cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùny với chiều dịng điện ốn dây; ngón chỗi chì chiều điròng sức từ ống dây " Lưu hành nội 2019-2020 Trang Trường THCS - THPT HỒNG HÀ Vật lý 11 Véctơ cảm ứng từ B điểm ống dây: - Cảm ứng từ lịng ống dây có: Điểm đặt: điểm xét Phương: song song với trục ống dây Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải Độ lớn: Với Với: n:số vòng mét chiều dài dây (vòng/m) N: số vòng dây ống dây ( vòng ) , l: chiều dài ống dây (m) Cảm ứng từ tâm dòng điện trịn (khung dây trịn) có bán kính r, gồm N vịng dây IV TỪ TRƯỜNG CỦA NHIỀU DỊNG ĐIỆN Vectơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng vectơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm M B I1 O1 O1 R I1 R1 M B2 Lưu hành nội B B1 B M RB 2 B1 B B2 I2 R2 O O2 I2 2019-2020 Trang 10