TỪ TRƯỜNG CỦA ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA
A)Tóm tắt lý thuyết:
1,Từ phổ - Đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua:
-Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ bên ngòa của một thanh nam châm thẳng.
-Đường sức từ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua là những đường cong khép kín. Bên trong lòng ống dây là những đoạn thẳng song song nhau.
-Ống dây có dòng điện chạy qua cũng được xem như là một nam châm. Hai đầu của nó cũng như là hai cực từ. Đầu ống dây có các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia có các đường sức từ đi vào là cực Nam.
2,Quy tắc nắm bàn tay phải:
-Chiều đường sức từ của ống dây phụ thuộc vào chiều của dòng điện chạy qua các cuộn dây.
-Để xác định một cách thuận tiện chiều đường sức từ của ống dây khi biết chiều dòng điện, ta sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải:
Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
3,Phương pháp giải:
a,Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây:
-Bằng cách áp dụng quy tắc nắm tay phải ta có thể suy ra được:
+Chiều đường sức từ trong lòng ống dây khi biết chiều dòng điện qua ống dây.
+Chiều dòng điện trong ống dây khi biết chiều đường sức từ trong lòng ống dây khi có dòng điện chạy qua.
b,Xác định sự định hướng của nam châm thử khi đặt gần một ống dây có dòng điện chạy qua:
-Vẽ đường sức từ của ống dây có dòng điện.
-Xác định chiều đường sức từ của ống dây thep quy tắc nắm bàn tay phải.
-Xác định sự định hướng của nam châm thử theo quy tắc: Trục của kim nam châm thử trùng với tiếp tuyến của đường sức từ tại điểm đặt đó, chiều cực Bắc của nam châm thử trùng với chiều đường sức từ.
B)Bài tập minh họa:
Câu 1: Vì sao có thể coi ống dây có dòng điện một chiều chạy qua như một thanh nam châm thẳng?
A.Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim nam châm.
B.Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim sắt.
C.Vì ống dây có hai cực từ như thanh nam châm.
D.Vì một kim nam châm đặt trong lòng ống dây cũng chịu tác dụng của một lực từ giống như khi đặt trong lòng thanh nam châm.
Hướng dẫn
Có thể coi ống dây có dòng điện một chiều chạy qua như một thanh nam châm thẳng vì ống dây có hai cực từ như thanh nam châm.
Chọn đáp án C.
Câu 2: Các đường sức từ ở trong lòng ống dây có dòng điện một chiều chạy qua có những đặc điểm:
A.Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và vuông góc với trục của ống dây.
B.Là những vòng tròn cách đều nhau, có tâm nằm trên trục của ống dây.
C.Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Bắc đến cực Nam của ống dây.
D.Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây.
Hướng dẫn
Các đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây.
Chọn đáp án D.
Câu 3: Quy tắc nào sau đây xác định được chiều của đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua?
A.Quy tắc bàn tay phải.
B.Quy tắc bàn tay trái.
C.Quy tắc nắm bàn tay phải.
D.Quy tắc nắm bàn tay trái.
Hướng dẫn
Quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua.
Chọn đáp án C.
Câu 4: Quy tắc nắm bàn tay phải được phát biểu?
A.Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của đường sức từ trong lòng ống dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện chạy qua các vòng dây.
B.Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
C.Nắm tay phải, rồi đặt sao cho ngón tay cái hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay còn lại chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
D.Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái khom lại theo bốn ngón tay chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Hướng dẫn
Sử dụng phát biểu về quy tắc nắm bàn tay phải.
Chọn đáp án B.
Câu 5: Nếu dùng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì ngón cái choãi ra chỉ điều gì?
A.Chiều của dòng điện trong ống dây.
B.Chiều của lực từ lên nam châm thử.
C.Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt ở ngoài ống dây.
D.Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử trong lòng ống dây.
Hướng dẫn
Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Hay chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử trong lòng ống dây.
Chọn đáp án D.
Câu 6: Cho ống dây AB có dòng điện chạy qua. Một nam châm thử đặt ở đầu B của ống dây, khi đứng yên nằm định hướng như hình sau:
Tên các từ cực của ống dây được xác định là:
A.A là cực Bắc, B là cực Nam.
B.A là cực Nam, B là cực Bắc.
C.Cả A và B là cực Bắc.
D.Cả A và B là cực Nam.
Hướng dẫn
Ta có:
-Giống như thanh nam châm, tại hai đầu ống dây, các đường sức từ có chiều cùng đi vào một đầu và cùng đi ra ở đầu kia.
-Hai đầu của ống dây có dòng điện chạy qua cũng là hai từ cực. Đầu có các đường sức từ đi ra gọi là cực Bắc, đầu có các đường sức từ đi vào gọi là cực Nam.
Từ hình, ta nhận thấy: Đầu của kim nam châm gần ống dây là cực Nam của nam châm.
$\Rightarrow $ Đầu B của ống dây là cực Bắc và đầu A của ống dây là cực Nam.
Chọn đáp án B.
Câu 7: Trong hình sau, kim nam châm nào bị vẽ sai chiều?
.png)
A.Kim nam châm số 1.
B.Kim nam châm số 3.
C.Kim nam châm số 4.
D.Kim nam châm số 5.
Hướng dẫn
Kim nam châm số 5 phải có chiều như sau:
Chọn đáp án D.
Câu 8: Ống dây có chiều dòng điện chạy qua như hình vẽ:
Chọn phương án đúng về từ cực của ống dây?
A.A là từ cực Nam của ống dây.
B.B là từ cực Bắc của ống dây.
C.A là từ cực Bắc của ống dây.
D.Không xác định được.
Hướng dẫn
Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Từ quy tắc nắm bàn tay phải, ta suy ra:
+A là từ cực Bắc của ống dây.
+B là từ cực Nam của ống dây.
Chọn đáp án C.
Câu 9: Một ống dây được đặt sao cho trục chính của nó nằm dọc theo thanh nam châm như hình dưới. Đóng công tắc K, đầu tiên thấy nam châm bị đẩy ra xa.
Đầu B của nam châm là cực gì?
A.Cực Bắc.
B.Cực Nam.
C.Cực Bắc Nam.
D.Không đủ dữ kiện đề bài.
Hướng dẫn
Ta có:
+Đóng công tắc K: dòng điện chạy trong dây dẫn theo chiều từ cực dương sang cực âm.
+Áp dụng quy tắc nắm tay phải, ta thấy đường sức từ trong ống dây hướng theo chiều từ P sang Q.
$\Rightarrow $ Đầu Q là từ cực Bắc của ống dây.
Mặt khác, theo đề bài thanh nam châm khi đó bị đẩy ra xa $\Rightarrow $ đầu A là cực Bắc và đầu B là cực Nam.
Chọn đáp án B.
Câu 10: Một dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế) có cầu tạo được mô tả như hình sau:
Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục OO’ đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy. Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị sẽ?
A.Quay sang bên phải.
B.Quay sang bên trái.
C.Đứng yên.
D.Dao động xung quanh vị trí cân bằng.
Hướng dẫn
Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình thì đường sức từ trong ống dây hướng thẳng đứng lên trên.
Cực Bắc của nam châm luôn quay theo chiều đường sức từ của từ trường ngoài nên bị đẩy lên.
$\Rightarrow $ Kim chỉ thị quay sang bên phải.
Chọn đáp án A.
