Bài 20. Lực từ. Cảm ứng từ

27/4/2004
1
GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
BÀI
LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN
27/4/2004
2
Trọng tâm của bài
Hiểu được ngẫu lực từ tác dụng lên khung làm khung quay về vị trí cân bằng bền.
Cách tính momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.
27/4/2004
3
1.Trường hợp mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ
Khung dây hình chữ nhật ABCD có thể quay xung quanh trục thẳng đứng OO`, đặt trong từ trường đều vuông góc mặt phẳng khung dây.
AD=BC=a
AB=DC=b
F4
a
O
O’
A
B
C
D
b
F1
F2
F3
B
27/4/2004
4
Khung dây ABCD mang điện đặt trong từ trường đều B chịu lực từ tác dụng lên các cạnh AB, BC, CD, DA lần lượt là F1 ,F2 ,F3 ,F4 có:
Điểm đặt : trung điểm mỗi cạnh
Phương chiều: hướng ra ngoài khung như hình vẽ
Độ lớn :
F1 =F3 =BIb
F2 =F4 =BIa
Tạo thành 2 cặp lực cân bằng: F1 và F3 , F2 và F4
Không làm quay khung , chỉ có tác dụng kéo dãn khung
27/4/2004
5
Đây là vị trí cân bằng bền của khung
Đổi chiều dòng điện hoặc chiều vecter cảm ứng từ
Lý luận tương tự ta được: các lực từ tác dụng lên khung như hình vẽ:





A
D
B
C
O
O’
F1
F2
F3
F4
B
Lực từ tác dụng lên khung không làm quay khung, chỉ kéo khung co lai vị trí cân bằng không bền.
27/4/2004
6
2. Trường hợp mp khung dây song song với đường cảm ứng từ





Đoạn dây AD , BC song song đường cảm ứng từ nên không có lực từ tác dụng lên chúng.
Lực từ F1 ,F2 do từ trường B tác dụng lên AB và CD có phương ,chiều như hình ve







F1
F2
A
B
C
D
O
O’
a
b
B
Độ lớn: F1 =F2 =IBb
Cặp lực F1 ,F2 tạo thành ngẫu lực làm cho khung quay quanh trục OO` và trở về vị trí cân bằng bền.
27/4/2004
7
* Nhận xét:
Khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều thì có ngẫu lực từ tác dụng lên khung làm khung quay xung quanh một trục
27/4/2004
8
3. Momen lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.
a/ Trường hợp mặt phẳng không dây B
Xét ngẫu lực F1 ,F2 tác dụng lên khung dây ABCD mang điện đặt song song với đường cảm ứng từ
Momen ngẫu lực từ ( cực đại)
M =F1*a với F1 =BIb
M=BIb.a
Gọi S là diện tích phần mp giới hạn bởi khung dây : S=a.b
27/4/2004
9
Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện I và song song đường cảm ứng từ là:
M=IBS
b/ Trường hợp B hợp với pháp tuyến khung dây một góc b
Ta chứng minh được: M=BIS sinb