Ôn thi THPT quốc gia 2018 - Chương 4+5: Từ trường. Cảm ứng điện từ

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
Buổi 1+2: TỪ TRƯỜNG. CẢM ỨNG TỪ. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT. LỰC LORENXƠ
A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I.Từ trường.
1.Định nghĩa.
Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.
2.Hướng của từ trường.
-Từ trường định hướng cho cho các nam châm nhỏ.
-Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
2.Đường sức từ.
a.Định nghĩa.
-Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
-Qui ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.
b.Các ví dụ về đường sức từ.
*Dòng điện thẳng rất dài:
-Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.
-Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ.
*Dòng điện tròn:
-Qui ước: Mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại.
-Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.
3.Các tính chất của đường sức từ.
+Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức.
+Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
+Chiều của đường sức từ tuân theo những qui tắc xác định.
+Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa ở chổ có từ trường yếu.
II.Cảm ứng từ.
1.Cảm ứng từ.
Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó.


2.Đơn vị cảm ứng từ.
Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).

3.Véc tơ cảm ứng từ.
-Véc tơ cảm ứng từ
tại một điểm:
+Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
+Có độ lớn là:

4.Biểu thức tổng quát của lực từ.
Lực từ
tác dụng lên phần tử dòng điện
đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là
:
+Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây dẫn
.
+Có phương vuông góc với mặt phẳng chứa
và
.
+Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái.
+Có độ lớn
với

III.Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt.
1.Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài.
-Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dây dẫn.
-Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải.
-Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r là

2.Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn.
-Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu còn các đường khác là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.
-Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây:
với R là bán kính vòng dây.
-Khi dây dẫn điện (bọc chất cách điện mỏng) được quán sát thành cuộn dây tròn gồm N vòng, có bán kính R thì tại tâm O của cuộn dây:

3.Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ.
+Trong ống dây các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
+Cảm ứng từ trong lòng ống dây:

4.Từ trường của nhiều dòng điện.