Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Kiểm tra bài cũ
1. Từ trường là gì? Nêu đặc điểm của véc tơ cảm ứng từ tại một điểm ?
Trả lời:
-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 nam châm hay một dòng điện đặt trong đó.
-Đặc điểm của véc tơ cảm ứng từ tại một điểm:
+Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó;
+Có độ lớn là:
2. Phát biểu quy tắc bàn tay trái ?
Bàn tay trái duỗi thẳng
xuyeân vaøo loøng baøn tay

Chieàu töø coå tay ñeán ngoùn tay : chieàu doøng ñieän.

Ngoùn caùi choaõi ra 90 ¨chæ chieàu cuûa löïc töø.
3 . Lực từ taùc duïng leân ñoaïn daây ñieän AB :
ñieåm ñaët, phöông, chieàu, ñoä lôùn ?
- Điểm đặt : trung điểm của đoạn dây AB;
- Phương :
- Chiều : xác định theo quy tắc bàn tay trái;
- Độ lớn :
NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ
ĐƯỜNG SỨC TỪ CUÛA DOØNG ÑIEÄN TRONG DAÂY DAÃN THAÚNG DAØI
Các đường sưc� từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm nằm trên dây dẫn.
ĐƯỜNG SỨC TỪ CUÛA DOØNG ÑIEÄN TRONG KHUNG DAÂY DAÃN TROØN
Đường sức từ qua tâm O của khung dây và vuông góc với mặt phẳng khung dây là đường thẳng, các đường cảm ứng từ khác không qua O là những đường cong.
Phía mà các đường sức từ đi ra là mặt bắc (N).



Phía mà các đường sức từ đi vào là mặt nam (S).
Tiết 40. Bài 21-TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
Đặc điểm của cảm ứng từ tại một điểm M:
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 điểm M;
Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
Hãy nêu những đặc điểm của cảm ứng từ tại một điểm M trong từ trường của một dòng điện?
I-Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Đường sức từ đi qua M là đường tròn nằm trong mặt phẳng đi qua M vuông góc với dây dẫn, có tâm O nằm trên dây dẫn.
I
M
P
Q
.
Véc tơ cảm ứng từ tại điểm M:
Phương: vuông góc mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn, tiếp tuyến với đường sức từ qua M
O
Chiều: xác định bởi quy tắc nắm bàn tay phải
Độ lớn:
Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy
*Từ trường của nhiều dòng điện:
Đây chính là nguyên lý chồng chất từ trường
Hệ quả:
Khi có hai dòng điện I1 và I2 chạy trong hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách nhau một đoạn r cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra dọc trên dây dẫn mang dòng điện I2 là:
r
I1
I2
Lực từ của từ trường của dòng điện I1 tác dụng lên mỗi đoạn l của dòng I2 là:
II-Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Đường sức từ của dòng điện tròn là những đường cong có chiều đi vào mặt nam, đi ra mặt bắc
Đường đi qua tâm O là đường thẳng dài vô hạn ở hai đầu.
O
.
I
I
Cảm ứng từ tại tâm của vòng dây có:
-Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện
* Nếu có N vòng:
-Chiều:đi vào mặt Nam, đi ra mặt Bắc
Độ lớn:
III-Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
Ống dây dẫn hình trụ tạo thành bởi một dây dẫn quấn đều quanh một lõi hình trụ (thường có chiều dài lớn hơn nhiều so với đường kính tiết diện).
Thí nghiệm:
Bên ngoài ống dây các đường sức từ giống các đường sức của nam châm thẳng
Bên trong ống dây các đường từ là những đường thẳng song song cùng chiều, cách đều nhau.
Vậy từ trường trong lòng ống dây là từ trường đều.
Cảm ứng từ trong lòng ống dây được xác định:
Trong đó N(vòng) là tổng số vòng dây, l(mét) là độ dài hình trụ
n = (N/l) là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài(vòng/m).
Quy tắc nắm tay phải
Chiều các đường sức từ được xác định bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Tưởng tượng dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây sao cho các ngón trỏ, ngón giữa.. Hướng theo chiều dòng điện; khi đó ngón cái choãi ra cho ta chiều của đường sức từ.
Củng cố
Ghép một mệnh đề ở cột bên trái với một mệnh đề ở cột bên phải để được câu đúng
Xác định tại điểm M (OM = r)
Điểm đặt : M
Phương : tiếp tuyến với đường tròn (O,r).
Chiều : theo chiều của đường cảm ứng từ.
Độ lớn :
Điểm đặt : tâm khung dây;
Phương : mặt phẳng khung dây;
Chiều : xác định theo quy tắc nắm tay phải;
Độ lớn :
Vòng dây
Vectơ cảm ứng từ trong lòng ống dây
Điểm đặt : tại điểm khảo sát trong lòng ống dây;
Phương : song song với trục ống dây;
Chiều : xác định bởi quy tắc nắm tay phải;
Độ lớn :

với số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây.
Nếu dòng điện lần lượt gây tại một điểm M nào đó các vectơ cảm ứng từ

thì vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại điểm đó là :