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

Kiểm tra bài cũ -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: Il F B = Bài 21 TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT 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 B 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 r I B 7 10.2 − = O - Chiều: xác định bởi quy tắc nắm bàn tay phải - Độ lớn: I 1 M I 2 2 B 1 B B . B B I 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 . 21 ++= BBB *Từ trường của nhiều dòng điện: Đây chính là nguyên lý chồng chất từ trường Hệ quả: Khi có hai dòng điện I 1 và I 2 chạy trong hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách nhau một đoạn r cảm ứng từ do dòng điện I 1 gây ra dọc trên dây dẫn mang dòng điện I 2 là: r I B 1 7 1 10.2 − = r lII lIBF o 21 7 21 10.290sin − == r I 1 I 2 ⇒Lực từ của từ trường của dòng điện I 1 tác dụng lên mỗi đoạn l của dòng I 2 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 B Cảm ứng từ tại tâm của vòng dây có: -Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện R 10.2 7 I B − = π Nếu có N vòng: R 10.2 7 I NB − = π -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. B I Cảm ứng từ trong lòng ống dây được xác định: I l N B 7 10.4 − = π Trong đó N là tổng số vòng dây, l là độ dài hình trụ n là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài. Quy tắc nắm tay phải nIB 7 10.4 − = π 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 sưc từ. N S Đặc điểm của cảm ứng từ tại một điểm M nào đó: - Tỉ lệ với cường độ dòng I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI: Vectơ cảm ứng từ B tại điểm M: + vuông góc với bán kính OM = r và dòng điện I + chiều theo quy tắc nắm tay phải (1): ( HS tự ghi) I + độ lớn: B = 2.10 -7 r I Tên gọi, đơn vị các đại lượng ? I X M B B O M B tại M và N ? I x B x∙B ∙∙ M N Chiều d.điện I ? I ∙ Lực từ tương tác lên một đoạn dây dẫn dài ℓ hai dòng điện I1 và I2 đặt // và cách một khoảng r: F = B1I2 ℓ sin 90 o = 2.10 I1I2ℓ -7 r I I B1 F x ℓ B1 x r II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN UỐN THÀNH VÒNG TRÒN, BÁN KÍNH R: Vectơ cảm ứng từ B tại tâm O: + vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện + Chiều theo quy tắc nắm tay phải (2): (HS tự ghi) + độ lớn: B = 2π.10 -7N I R Tên gọi, đơn vị các đại lượng ? I 01 o B 02 III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG ỐNG DÂY DẪN HÌNH TRỤ: Từ trường bên ống dây là từ trường đều: + các đường sức từ //, chiều, cách + chiều đường sức từ theo quy tắc nắm tay phải (2) N -7 + độ lớn B: -7 B = 4π.10 nI = 4π.10 I ℓ Tên gọi, đơn vị các đại lượng ? I I IV TỪ TRƯỜNG CỦA NHIỀU DÒNG ĐiỆN: Tuân theo nguyên lý chồng chất từ trường B = B1 + B2 B2 = B12 + B22 +2B1.B2.cosα B2 M α B B1 I x x I CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP: + Xem câu và Sách giáo khoa + Giải câu 5, 6, trang 133 Sách giáo khoa vào tập bài tập + BÀI TẬP BỔ SUNG: Hai dòng điện I1 = 6A và I2 = 9A đặt song song không khí và cách một khoảng I1I2 = 10cm Xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại M là trung điểm I1I2 Tiết 40: Bài 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT NHẬN XÉT: Thực nghiệm cho thấy, cảm ứng từ tại một điểm M: - Tỉ lệ với cường độ dòng điện gây ra từ trường - Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn - Phụ thuộc vào vị trí của M - Phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Từ trường của một dây dẫn thẳng dài có phương, chiều, độ lớn như thế nào? Ta vào phần I P I Q O r M B uur Hình 21.1 Cảm ứng điện từ của dòng điện thẳng I. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: - Vectơ cảm ứng từ có phương vuông góc với OM - Chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái - Độ lớn: Với k=2.10 -7 là hệ số tỷ lệ. B ur I B k r = Ví dụ: Xác định chiều dòng điện trong hình 21.1 và độ lớn của B. biết I=10 A; r=0,1 m B ur Dòng điện Hình 21.2 B ur Dòng điện Hình 21.2 I Giải: Chiều của vectơ B như hình vẽ Độ lớn: B= 2.10-7. 10/0,1 = 2.10-5 T Vậy từ trường của dây dẫn vòng tròn như thế nào? Ta vào phần II. II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn: Quan sát hình 21.3 - Từ trường là những đường cong có chiều như hình 21.3 - Cảm ứng từ qua O là đường thẳng vuông góc với mp chứa dòng điện. - Độ lớn: II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn: 7 2 .10 . R I B N p - = 7 2 .10 R I B p - = 1 vòng dây: N vòng dây: III.Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ: Quan sát hình 21.4 - Từ trường trong lòng ống dây là từ trường đều. - Chiều được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải. - Độ lớn: III.Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ: 7 4 .10 . .B n I p - = [...]...IV Từ trường của nhiều dòng điện Véctơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng dòng 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: Il F B = M B ur 2. Phát biểu quy tắc bàn tay trái ? Bàn tay trái duỗi thẳng xuyên vào lòng bàn tay • Chiều từ cổ tay đến ngón tay : chiều dòng điện. Ngón cái choãi ra 90 ¨chỉ chiều của lực từ. B ur 3 . Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện AB : điểm đặt, phương, chiều, độ lớn ? • - Điểm đặt : trung điểm của đoạn dây AB; • - Phương : • - Chiều : xác đònh theo quy tắc bàn tay trái; • - Độ lớn : F ur ( , )⊥ ur ur r F mp B Il . . .sin ( , )= α α = ur r F B I l B Il B ur I A B F ur NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ ĐƯỜNG SỨC TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI O Các đường sưcù từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm nằm trên dây dẫn. NG SC T CUA DOỉNG ẹIEN TRONG KHUNG DAY DAN TROỉN 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. B ur B ur 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? [...]... ứng từ B tại tâm của khung dây tròn có bán kính R mang dòng điện I là 4 .Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều … 5 Độ lớn của cảm ứng từ B ở trong lòng ống dây dẫn hình trụ có dòng điện I chạy qua là a.Đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy b B = 4π 10 −7 N I = 4π 10 −7.nI l c I B = 2.10 −7 d đường tròn nằm trong những mặt R phẳng vng góc với dòng điện và có tâm nằm trên dây dẫn. .. nhiều dòng điện: 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 B = B1 + B2 + Đây chính là ngun lý chồng chất từ trường Hệ quả: Khi có hai dòng điện I1 và I2 chạy trong I1 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: I2 r I1 B1 = 2.10 r ⇒Lực từ. .. của từ trường của dòng điện I1 tác dụng lên mỗi đoạn l của dòng I2 là: −7 F = B1 I Câu hỏi kiểm tra học trước 1) Hãy phát biểu phương lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện ? Cho đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm mặt phẳng hình vẽ , vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng hình vẽ Hãy xác đònh lực từ tác dụng lên dây dẫn ? B I F Câu hỏi kiểm tra học trước 2) Phát biểu quy tắc bàn tay trái ? Hãy xác đònh lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện hình vẽ sau : B F I Câu hỏi kiểm tra học trước 3) Nêu đònh nghóa, biểu thức đơn vò cảm ứng từ trường điểm ? B= F I l Khi đặt nam châm thử gần nam châm, quan sát tượng : Đường cảm ứng từ nam châm : Khi đặt nam châm thử gần dây dẫn mang dòng điện, quan sát tượng : I Đường cảm ứng từ dây dẫn mang dòng điện ? Tiết học thứ 50 - 51 TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MẠCH CÓ DẠNG KHÁC NHAU I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN Thí nghiệm : I Dòng điện gây từ trường khoảng không gian xung quanh I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN Từ trường dòng điện phụ thuộc vào dạng mạch mang dòng điện I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN Đối với dạng mạch điện xác đònh Cảm ứng từ điểm phụ thuộc vào yếu tố : I II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI  QUY TẮC CÁI ĐINH ỐC Đặt đinh ốc dọc theo dây dẫn quay đinh ốc cho tiến theo chiều dòng điện, chiều quay đinh ốc chiều đường cảm ứng từ I O B A II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI  Độ lớn cảm ứng từ B = 2.10 -7 I r I B O r A III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN TRÒN I  B I B Đường cảm ứng đường cong, gần tâm O độ cong giả Đường cảm ứng từ qua tâm O đường thẳng III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN TRÒN  Chiều cảm ứng từ I  B Theo quy đinh ốc I B III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN TRÒN QUY TẮC CÁI ĐINH ỐC  Đặt đinh ốc dọc theo trục vuông góc với mặt phẳng khung dây quay theo chiều dòng điện khung, chiều tiến đinh ốc chiều đường cảm ứng từ xuyên qua phần mặt phẳng giới hạn khung dây I B III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KHUNG DÂY DẪN TRÒN  Độ lớn cảm ứng từ B = 2.π.10 -7 I r I r B IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY DẪN DÀI B I  Từ phổ bên ống dây giống từ phổ bên nam châm thẳng IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY DẪN DÀI  Chiều cảm ứng từ B I  Theo quy đinh ốc IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY DẪN DÀI QUY TẮC CÁI ĐINH ỐC B I IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY DẪN DÀI Chú ý B I Bên ống dây đường cảm ứng từ đường thẳng song song, cách Từ trường ống dây từ trường  IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY DẪN DÀI  Độ lớn cảm ứng từ bên ống dây dài đặt không khí B B = 4.π.10-7 n.I I  n n : Số vòng dây mét chiều dài ống CỦNG CỐ Câu : Chọn công thức tính cảm ứng từ qua khung dây tròn : -7 I a) B = 2.10  r b) B = 2.π 10-7.I.r-1 c) B = 2.π I r d) B = 4.π 10-7.n.I CỦNG CỐ Câu : Chọn câu câu sau :  a) Đường cảm ứng từ trêm mặt phẳng vuông góc với khung dây dẫn mang dòng điện đường tròn đồng tâm b) Mọi điểm xung quanh ống dây dẫn mang dòng điện đường thẳng song song cách c) Trên mặt phẳng qua tâm vuông góc với khung dây tròn mang dòng điện chứa đường cảm ứng từ có dạng đường cong, gần tâm, độ cong đường cảm ứng giảm CỦNG CỐ Câu : Chọn câu câu sau :  a) Chiều đường cảm ứng từ dây điện thẳng mang dòng điện dựa theo quy tắc đinh ốc hai b) Chiều đường cảm ứng từ dòng điện dây dẫn tròn xác đònh qui tắc đinh ốc c) p sụng quy tắc đinh ốc để xác đònh chiều đường cảm ứng từ qua ống dây dẫn mang dòng điện d) Cả ba câu [...]...I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN Đối với một dạng mạch điện xác đònh Cảm ứng từ tại một điểm phụ thuộc vào 2 yếu tố : I  Cường độ dòng điện trong mạch I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN  Môi trường xung quanh dòng điện B = µ.BO B0 : Cảm ứng từ tại một điểm gây bởi dòng điện trong chân không µ : Độ từ thẩm của môi trường điện môi II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI I  Đường... ỐNG DÂY DẪN DÀI B I  Từ phổ bên ngoài ống dây giống từ phổ bên ngoài của một nam châm thẳng IV TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN I-Từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài Đường sức từ qua M đường tròn nằm mặt phẳng qua M vuông góc với dây dẫn, có tâm O nằm dây dẫn Véc tơ cảm ứng từ điểm M: -Phương: vuông góc mặt phẳng tạo M dây dẫn, tiếp tuyến với đường sức từ qua M Q I -Chiều: xác định quy tắc nắm bàn tay phải -Độ lớn: B  2.10 O 7 I r B M P B I B B2 I1 M I2 B B1 *Từ trường nhiều dòng điện: Véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng véc tơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm B  B1  B2   Bn Đây nguyên lý chồng chất từ trường Hệ quả: Khi có hai dòng điện I1 I2 chạy hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách I1 đoạn r cảm ứng từ dòng điện I1 gây dọc dây dẫn mang dòng điện I2 là: I2 r I1 B1  2.10 r Lực từ từ trường dòng điện I1 tác dụng lên đoạn l dòng I2 là: 7 I1I 2l F  B1I 2l sin 90  2.10 r o 7 II-Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn Đường sức từ dòng điện tròn đường cong có chiều vào mặt nam, mặt bắc Đường qua tâm O đường thẳng dài vô hạn hai đầu Cảm ứng từ tâm vòng dây có: B -Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện -Chiều:đi vào mặt Nam, mặt Bắc 7 I Độ lớn: B  2 10 R Nếu có N vòng: I B  2 10 N R 7 III-Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ Ống dây dẫn hình trụ tạo thành dây dẫn quấn quanh lõi hình trụ (thường có chiều dài lớn nhiều so với đường kính tiết diện) Thí nghiệm: Bên ống dây đường sức từ giống đường sức nam châm thẳng Bên ống dây đường từ đường thẳng song song chiều, cách Vậy từ trường lòng ống dây từ trường B I Chiều đường sức từ xác định quy tắc nắm bàn tay phải: Tưởng tượng dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây cho ngón trỏ, ngón Hướng theo chiều dòng điện; ngón choãi cho ta chiều đường sưc từ Cảm ứng từ lòng ống dây xác định: B  4 10 7 N I l Trong N tổng số vòng dây, l độ dài hình trụ n số vòng dây quấn đơn vị dài B  4 10 nI 7 Đặc điểm cảm ứng từ điểm M đó: -Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây từ trường -Phụ thuộc vào dạng hình học dây dẫn -Phụ thuộc vào vị trí điểm M -Phụ thuộc vào môi trường xung quanh BÀI HỌC KẾT THÚC ... đại lượng ? I 01 o B 02 III TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG ỐNG DÂY DẪN HÌNH TRỤ: Từ trường bên ống dây là từ trường đều: + các đường sức từ //, chiều, cách + chiều đường sức... một đoạn dây dẫn dài ℓ hai dòng điện I1 và I2 đặt // và cách một khoảng r: F = B1I2 ℓ sin 90 o = 2.10 I1I2ℓ -7 r I I B1 F x ℓ B1 x r II TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN...I TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI: Vectơ cảm ứng từ B tại điểm M: + vuông góc với bán kính OM = r