Từ Trường

TỪ TRƯỜNG

A: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1. Từ trường. Cảm ứng từ

- Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện đặt trong nó.

- Vectơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ. Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T).

- Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí:

\[B={{2.10}^{-7}}\frac{I}{r}\]

  r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dây dẫn.

- Từ trường tại tâm của dòng điện trong khung dây tròn:

\[B={{2.10}^{-7}}\frac{NI}{R}\]

  R là bán kính của khung dây, N là số vòng dây trong khung, I là cường độ dòng điện trong mỗi vòng.

- Từ trường của dòng điện trong ống dây:    

                                                                         \[B={{4.10}^{-7}}nI\]                                                                  

  n là số vòng dây trên một đơn vị dài của ống.

2. Lực từ

- Lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện ngắn: F = BIlsinα

α là góc hợp bởi đoạn dòng điện và vectơ cảm ứng từ.

- Lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị dài của hai dòng điện song song:

\[F={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}\]

r là khoảng cách giữa hai dòng điện.

B: BÀI TẬP MẪU

Các hạt mang điện chuyển động theo quỹ đạo tròn thì đường sức từ trường là các đường tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua.

=> Quỹ đạo của nó không phải là một đường sức của từ trường.

Đặt hai thanh gần nhau thì hút nhau nên có thể hai thanh là nam châm hoặc một thanh nam châm một thanh sắt.(nam châm có thể hút nam châm và nam châm có thể hút sắt).

Các đường sức từ quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua.

Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.

Từ phổ là hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường.

Hình ảnh đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra.

 

Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.

          Từ cực Bắc của Trái Đất lệch  11⁰ so với cực Nam địa lí của Trái Đất.

C: BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1: Vật liệu nào sau đây không thể dùng làm nam châm?

A. Sắt và hợp chất của sắt;          

B. Niken và hợp chất của niken;

C. Cô ban và hợp chất của cô ban;         

D. Nhôm và hợp chất của nhôm.

 

Câu 2: Nhận định nào sau đây không đúng về nam châm?

A. Mọi nam châm khi nằm cân bằng thì trục đều trùng theo phương bắc nam;

B. Các cực cùng tên của các nam châm thì đẩy nhau;

C. Mọi nam châm đều hút được sắt;

D. Mọi nam châm bao giờ cũng có hai cực.

Câu 3: Cho hai dây dây dẫn đặt gần nhau và song song với nhau. Khi có hai dòng điện cùng chiều chạy qua thì 2 dây dẫn

A. hút nhau. 

D. đẩy nhau.

C. không tương tác.

D. đều dao động.

Câu 4: Lực nào sau đây không phải lực từ?

A. Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng;  

B. Lực Trái đất tác dụng lên kim nam châm ở trạng thái tự do làm nó định hướng theo phương bắc nam;

C. Lực nam châm tác dụng lên dây dẫn bằng nhôm mang dòng điện;

D. Lực hai dây dẫn mang dòng điện tác dụng lên nhau.

Câu 5: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và

A. tác dụng lực hút lên các vật.

B. tác dụng lực điện lên điện tích.

C. tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện.

D. tác dụng lực đẩy lên các vật đặt trong nó.

Câu 6: Các đường sức từ là các đường cong vẽ trong không gian có từ trường sao cho

A. pháp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

B. tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

C. pháp tuyến tại mỗi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi.

D. tiếp tuyến tại mọi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi.

Câu 7: Đặc điểm nào sau đây không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài?

A. Các đường sức là các đường tròn;

B. Mặt phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn;

C. Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay trái;

D. Chiều các đường sức không phụ thuộc chiều dòng dòng điện.

Câu 8:  Đường sức từ không có tính chất nào sau đây?

A. Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức;

B. Các đường sức là các đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu;

C. Chiều của các đường sức là chiều của từ trường;

D. Các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau.

Câu 9: Một kim nam châm ở trạng thái tự do, không đặt gần các nam châm và dòng điện. Nó có thề nằm cân bằng theo bất cứ phương nào. Kim nam châm này đang nắm tại

A. địa cực từ.         

B. xích đạo. 

C. chí tuyến bắc.    

D. chí tuyến nam.

Câu 10: Nhận xét nào sau đây không đúng về từ trường Trái Đất?

A. Từ trường Trái Đất làm trục các nam châm thử ở trạng thái tự do định vị theo phương Bắc Nam.

B. Cực từ của Trái Đất trùng với địa cực của Trái Đất.

C. Bắc cực từ gần địa cực Nam.

D. Nam cực từ gần địa cực Bắc.

Bài 11: Một đoạn dây dẫn dài 5 (cm) đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 (A). Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10^-2 (N). Tính độ lớn Cảm ứng từ của từ trường

1. B = 0.2 T
2. B = 0,4 T
3. B = 0,6T
4. B = 0,8T

Bài 12: Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 (cm) có dòng điện I = 5 (A) đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 (T). Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10^-2(N). Tính góc $\alpha $ hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ.

1. 10
2. 20
3. 30
4. 40

Bài 13: Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài. Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện.  So sánh độ lớn của cảm ứng từ tại M và N

1. 0.5
2. 1
3. 1.5
4. 3

Bài 14: Dòng điện I = 1 (A) chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10 (cm) có độ lớn bằng bao nhiêu?

1. 4.10^-6
2. 3.10^-6
3. 2.10^-6
4. 1.10^-6

Bài 15: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10^-6(T). Tiinhs đường kính của dòng điện đó.

1. 40 cm
2. 30 cm
3. 20 cm
4. 10 cm

Bài 16: Một dòng điện có cường độ I = 5 (A) chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10^-5 (T). Điểm M cách dây một khoảng bao nhiêu?

1. 5 cm
2. 3 cm
3. 6 cm
4. 2,5 cm

Bài 17: Một dòng điện thẳng, dài có cường độ 20 (A), cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 (cm) có độ lớn bằng bao nhiêu?

1. 2.10^-5 (T)
2. 4.10^-5 (T)
3. 6.10^-5 (T)
4. 8.10^-5 (T)

Bài 18: Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Tại điểm A cách dây 10 (cm) cảm ứng từ do dòng điện gây ra có độ lớn 2.10^-5 (T). Tính cường độ dòng điện chạy trên dây.

1. 30 (A)
2. 10 (A)
3. 40 (A)
4. 20 (A)

Bài 19: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, cường độ dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), cường độ dòng điện chạy trên dây 2 là I₂. Điểm M nằm trong mặt phẳng 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách dòng I₂ 8 (cm). Để cảm ứng từ tại M bằng không thì dòng điện I₂ co chiều và độ lớn như thế nào?

1. cường độ I₂ =  1 (A) và ngược chiều với I₁
2. cường độ I₂ =  2 (A) và ngược chiều với I₁
3. cường độ I₂ =  1 (A) và cùng chiều với I₁
4. cường độ I₂ =  2 (A) và cùng chiều với I₁

Bài 20: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I₂ = 1 (A) ngược chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M.

1. 7,5.10^-6 (T)
2. 7,5.10^-6 (T)
3. 7,5.10^-6 (T)
4. 7,5.10^-6 (T)

Bài viết gợi ý: