Bài 19. Từ trường

TƯƠNG TÁC TỪ
+ Mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ











Hãy quan sát và cho biết hiện tượng xảy ra ?
- Khi hai dây dẫn đặt gần nhau và song song với nhau mang dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.
Cho biết đó là loại tương tác gì ?
TƯƠNG TÁC TỪ


+ Giả thuyết 1
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của electron nên tương tác giữa chúng là tương tác điện.

TƯƠNG TÁC TỪ

+ kiểm tra giả thuyết 1 :
Mắc mạch điện như trên nhưng lúc này chỉ cho dòng điện chạy qua dây dẫn AB, còn dây dẫn CD thì không có dòng điện mà chỉ có điện tích đứng yên.
+ Đóng mạch điện : không xảy ra tương tác.

Qua thí nghiệm cho biết tương tác giữa hai dòng điện đặt song song nhau có phải là tương tác điện không? Nếu không thì đó là loại tương tác nào?
Hãy quan sát và cho biết hiện tượng xảy ra?
Thí nghiệm cho thấy khi có dòng điện chạy qua dây dẫn AB còn dây dẫn CD thì không có dòng điện chạy qua, khi đó không xảy ra tương tác. Chứng tỏ chỉ khi hai dây dẫn AB và CD có dòng điện chạy qua thì giữa chúng mới có tương tác. Vậy tương tác giữa chúng không phải là tương tác điện.
TƯƠNG TÁC TỪ
Hãy cho biết đó là loại tương tác gì ?

+ Giả thuyết hai:
Tương tác giữa hai dây dẫn đặt gần nhau và song song với nhau ( như hình vẽ) là một loại tương tác mới.
- Đến đây ta đã khẳng định được tương tác giữa hai dây dẫn đặt gần nhau và song song nhau không phải là tương tác điện còn có phải là tương tác mới không thì ta sẽ xét đến sau.


Cho biết giữa hai đầu của hai thanh nam châm có tương tác với nhau không ?
- xét sự tương tác giữa hai nam châm:
- Giữa hai đầu của hai thanh nam châm có lực tương tác, hai đầu cùng tên thì đẩy nhau, hai đầu khác tên thì hút nhau.

N (North): cực bắc
S (South): cực nam
+ Thí nghiệm kiểm tra
TƯƠNG TÁC TỪ
- Thí nghiệm cho thấy đúng như vậy, đến đây ta nói rằng tương tác giữa hai đầu của hai thanh nam châm không phải là tương tác điện.
- Để khẳng định điều này thì chứng minh rằng nam châm không tích điện.
Vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để nhận biết nam châm không tích điện ?

- Cho nam châm tiếp xúc với cột tua tĩnh điện nếu các sợi dây của cột tua tĩnh điện không bị xòe ra chứng tỏ nam châm không tích điện.
+ Tiến hành thí nghiệm kiểm tra:
TƯƠNG TÁC TỪ
+ Kết luận: các sợi dây của cột tua tỉnh điện không bị xòe ra.
- Tương tác giữa hai đầu của hai thanh nam châm không phải là tương tác điện.
- Vậy cần tìm hiểu xem tương tác đó thuộc nhóm nào đã biết, hay nói cách khác tương tác giữa hai đầu của thanh nam châm có phải là tương tác mới không, vấn đề này ta sẽ xét sau.

Năm 1820 , trong buổi báo cáo với sinh viên , nhà vật lý học người Đan Mạch - Oserted đã vô tình đặt một nam châm thử gần một dây dẫn có dòng điện chạy qua , một sinh viên đã nhận thấy kim nam châm thử bị lệch và hỏi Oserted tại sao.Từ đó ông nghiên cứu hiện tượng này
A
B
N
S
- Bây giờ ta xét tương tác giữa dòng điện và nam châm.
+ Thí nghiệm: mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:
TƯƠNG TÁC TỪ
S
N
N
A
B
- Bây giờ ta xét tương tác giữa dòng điện và nam châm.

+ Thí nghiệm: mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:
TƯƠNG TÁC TỪ


Khi dòng điện chạy theo chiều từ A đến B thì thanh đồng bị hút vào.
- Khi dòng điện chạy theo chiều từ B đến A thì thanh đồng bị đẩy ra.
TƯƠNG TÁC TỪ
- Bây giờ ta xét tương tác giữa dòng điện và nam châm.
+ Thí nghiệm: mắc sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:
+ Kết luận:
- Nam châm có thể tác dụng lên dòng điện.
- Chiều của lực tương tác cùng chiều với dòng điện và nam châm.
Các thí nghiệm cho biết dòng điện tương tác với dòng điện, dòng điện tương tác với nam châm, nam châm tương tác với nam châm. Những tương tác này có cùng bản chất không ?
TƯƠNG TÁC TỪ
Qua các thí nghiệm thấy rằng có thể thay thế một nam châm bằng một dòng điện hay nói cách khác trong tương tác thì nam châm có thể coi tương đương với dòng điện. Vậy về bản chất cả ba tương tác trên là cùng môt loại tương tác mới.
Hãy chứng minh nó là một loại tương tác mới.
+ Gợi ý: chúng ta đã biết những loại tương tác nào mà trong khi xảy ra tương tác hai vật đặt cách nhau.

Có hai tương tác đã được học là tương tác điện và tương tác hấp dẫn. Tương tác ở trên không phải là tương tác hấp dẫn vì trong tương tác hấp dẫn chỉ tồn tại lực hút, mà trong tương tác ta đang nghiên cứu còn xuất hiện lực đẩy. Vậy đó là loại tương tác mới. ( giả thuyết hai được khẳng định).
Giữa hai dây dẫn có dòng điện ( gọi tắt là hai dòng điện ), giữa hai nam châm, giữa dòng điện và nam châm đều có tương tác, những lực tương tác ấy gọi là lực từ. Ta cũng nói dòng điện và nam châm có từ tính.
Khi nghiên cứu tương tác từ giữa hai dòng điện, hai nam châm, dòng điện và nam châm trong khi xảy ra tương tác chúng được đặt cách nhau, cho biết sự truyền tương tác từ bằng cách nào ?
TƯƠNG TÁC TỪ
Để có thể truyền tương tác từ giữa chúng cần có một vật trung gian hoặc một môi trường đặc biệt (ví dụ: điện trường). Do đó muốn truyền tương tác từ thì cần có một môi trường vật chất đặc biệt tồn tại xung quanh dòng điện và nam châm mà ta không nhìn thấy, chính môi trường này đã gây ra lực tác dụng lên một dòng điện, hay một nam châm khác đặt trong nó. Môi trường đó gọi là từ trường.


2.TỪ TRƯỜNG
+ Định nghĩa:
Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.
Bằng cách nào để có thể phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó ?
2.TỪ TRƯỜNG
- Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ có thể quay tự do xung quanh trục đi qua trọng tâm của nó. Đặt tại vị trí bất kỳ trong khoảng không gian đó.
- Nếu không có tác dụng của từ trường của một dòng điện hay một nam châm thì kim nam châm nói trên luôn nằm theo hướng nam bắc.
- Khi có tác dụng của từ trường của một dòng điện hay một nam châm thì kim nam châm nói trên sẽ quay đến vị trí cân bằng xác định, vị trí này tùy thuộc vào vị trí đặt kim nam châm trong từ trường.
+ Thí nghiệm kiểm tra:
2.TỪ TRƯỜNG
+ Định nghĩa:
Tại sao khi ở xa dòng điện hoặc một nam châm, kim nam châm luôn chỉ theo hướng nam bắc ?
2.TỪ TRƯỜNG
Vì kim nam châm chịu tác dụng của từ trường trái đất.
Trái đất là một nam châm khổng lồ cực bắc gần trùng với cực nam địa lý còn cực nam gần trùng với cực bắc địa lý.
Vì đặt tính tại mỗi điểm trong từ trường kim nam châm thử nằm ở một vị trí cân bằng xác định nên có thể quy ước: hướng của từ trường tại một điểm là hướng nam- bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
Hãy lập luận để thấy từ trường của nam châm và dòng điện có cùng bản chất?
Phân biệt từ trường và điện trường?
Điện và từ có mối liên hệ như thế nào?


3.CỦNG CỐ