Lý thuyết và bài tập từ trường

TỪ TRƯỜNG
1.Xác định cảm ứng từ của một dòng điện:

*Dòng điện thẳng dài:










Véc tơ cảm ứng từ
tại A có: + Phương: Vuông góc với mặt phẳng (A, MN)
+ Chiều: Tuân theo quy tắc nắm tay phải
+ Độ lớn:


Nếu dây dẫn dài vô hạn (
) thì

*Khung dây tròn:
Véc tơ cảm ứng từ
tại tâm O có: + Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây
+ Chiều: Tuân theo quy tắc nắm tay phải
+ Độ lớn:

*Ống dây dài:
Véc tơ cảm ứng từ tại mỗi điểm trong lòng ống dây có:








Chú ý: * Qui tắc nắm tay phải: Dùng bàn tay phải nắm lấy dây dẫn, nhón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện trong dây, khi đó chiều nắm của các ngón tay là chiều của các đường sức từ.
Với dòng điện tròn hoặc ống dây dài thì chiều nắm các ngón tay là chiều dòng điện, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của đường sức từ


*Xác định cảm ứng từ tổng hợp: Áp dụng sự chồng chất từ trường:

2.Xác định lực từ.
a)Lực từ tác dụng lên đọan dây dẫn mang dòng điện:
Độ lớn: F = I.B.l.sin(
Phương :
với mặt phẳng (
)
Chiều : Theo qui tắc bàn tay trái
Điểm đặt: Trung điểm đoạn dây.
( : Góc giữa
và hướng của I
b)Lực tương tác từ giữa 2 dây dẫn thẳng song song mang dòng điện:
Độ lớn của lực từ tác dụng lên 1 đọan dây dẫn có chiều dài l :

d: khỏang cách giữa 2 dòng điện(m)

là lực hút nếu 2 dòng điện cùng chiều;
là lực đẩy nếu 2 dòng điện ngược chiều.
c)Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện :
Mô men của ngẫu lực từ: M = IBSsin( S: diện tích khung dây (m2) ; ( =


hướng ra khỏi mặt bắc của khung (mặt bắc khi nhìn vào thấy dòng địên chạy ngược chiều kim đồng hồ).
d)Lực Lorenz (lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường):







Chú ý: * Nếu
vuông góc
thì quĩ đạo của điện tích là cung tròn. Lực hướng tâm
R: bán kính quỹ đạo.

không vuông góc
thì quĩ đạo của điện tích là đường đinh ốc
Qui tắc bàn tay trái: Xoè bàn tay trái cho các đường cảm ứng hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều chuyển động của hạt mang điện, chiều ngón cái choãi ra 90o là chiều của
đặt lên hạt mang điện dương (với hạt mang điện âm, lực có chiều ngược lại).




BÀI TẬP:
CẢM ỨNG TỪ
Dòng điện thẳng dài có cường độ I = 0,5A đặt trong kkhí.
a) Hãy tính cảm ứng từ tại M cách dòng điện r=4cm. ĐS:0,25.10-5T ; 10cm
b) Cảm ứng từ tại N là B` =10-6T. Hãy tính khoảng cách từ N đến dòng điện.
Cuộn dây tròn bán kính R =5cm (gồm n=100 vòng) dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong không khí có dòng điện I trong mỗi vòng dây, gây nên từ trường ở tâm vòng dây có B=5.10-4T. Hãy tính cường độ dòng điện I trong mỗi vòng dây.
Một ống dây dài, chiều dài 20cm gồm N=5000 vòng quấn đều theo chiều dài ống, ống dây không có lõi và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây của ống dây là I = 0,5A. Tính cảm ứng từ trong lòng ống dây. ĐS 15,7.10-3T
Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300 m, được quấn đều thành ống dây có chiều dài 80 cm, đường kính 20 cm. Cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 375.10– 6 T. Tính cường độ dòng điện qua ống dây.
Dùng 1 dây đồng đường kính d=0,8 mm có 1 lớp sơn cách