Vatly1 chuong 7 tu truong

BÀI GIẢNG VẬT LÝ Chương TỪ TRƯỜNG TS PHÙNG VIỆT HẢI TRƯỜNG ĐHSP – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐT: 0983.868055 Đây tượng gì? Nó ảnh hưởng đến chúng ta? Đây phương tiện giao thơng gì? NỘI DUNG Từ trường Từ thông, Định lý O – G cho từ trường Lưu số véc tơ cường độ từ trường Tương tác từ trường lên dòng điện Chuyển động hạt tích điện từ trường 7.1 TỪ TRƯỜNG 7.1.1 Tương tác từ Cùng tên, đẩy - Nam châm đặt gần nhau, tương tác lực với - Nam chân tương tác với dòng điện - Hai dòng điện tương tác Cùng chiều, hút Khác tên, hút Ngược chiều, đẩy Tương tác từ: tương tác dòng điện với dđiện (tương tác hạt mang điện chuyển động)  7.1.2 Định luật Ampere (về lực tương tác phần tử dđ) * Phần tử dòng điện  Idl I Lực tương tác hai phần tử dòng điện  Lực từ tác dụng lên I1d l1trong chân không     0 I1.dl1  ( Idl  r ) dF1  4 r3 1 (7.1) P Lực từ mơi trường     0  I1.dl1  ( Idl  r ) dF1  4 r3   4.107 (H / m) O M   I1d l1  dF1  Id l (7.2) μ gọi độ từ thẩm môi trường Với nước, kk  1; sắt   103 – 105 Từ trường môi trường vật chất xung quanh dòng điện tác dụng lực từ lên dòng điện khác đặt  7.1.3 Vectơ cảm ứng từ Đặc trưng cho từ trường phương diện tác dụng lực từ điểm Vectơ cảm ứng từ gây phần tử dòng điện:  dB    dB  (Id   r ) 4r  (7.3)  O  dB M r   Id  • Có phương: vng góc với mp chứa phần tử dđ điểm khảo sát •Có chiều: theo qui tắc đinh ốc nắm tay phải • Độ lớn:  Id dB  sin  4r (7.4) • Điểm đặt: điểm khảo sát Đơn vị đo cảm ứng từ B T (tesla) Lực từ tác dụng lên I1dl1:    dF1  I1.dl1  dB 7.1.4 Nguyên lý chồng chất từ trường  dB Vectơ cảm ứng từ gây dòng điện bất kì:   r M I   B  dB  Id  (7.5) dd  Vectơ cảm ứng từ gây nhiều dòng điện:  B   Bi (7.6)  B2 B  B1 i 7.1.5 Véc tơ cường độ từ trường  Vectơ cường độ từ trường H điểm   B H  (7.7) Đơn vị đo cường độ từ trường H A/m 7.1.6 Ví dụ tính B, H số dạng dòng điện) a) Vectơ cảm ứng từ dòng điện thẳng  2 B  dB B R  M Id  1 dd  +dB  r  B • Có phương: •Có chiều: • Độ lớn:  B  dB  dd  dd  Id.sin  4r R.d R   R.cotg  d  ; r sin  sin  A    Vng góc với mp chứa dđ điểm khảo sát Qui tắc đinh ốc nắm tay phải  I B (cos 1  cos 2 ) 4R • Điểm đặt: Tại điểm khảo sát (7.8) 10 7.4.2 Tương tác dđ thẳng song song I1 I2 I1 I2 d Hai dđ // chiều hút, ngược chiều đẩy 24 7.4.3 Từ trường tác dụng lên khung dây kín a) Mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ:  F2 I I   F1   B F3 + I I I F2  F1 I   B F3 I  F4 I  F4 Lực từ có xu hướng làm khung dây bị biến dạng 25 b) Mặt phẳng k/dây khơng vng góc với đường sức từ Lực từ làm quay khung dây Mômen lực từ:    M  pm x B M  p m B.sin   NBIS.sin  (7.18) 26 Ứng dụng Máy phát điện 27 Tàu đệm từ (Maglev) 28 Nam châm điện siêu dẫn Nam châm điện siêu dẫn Từ trường vừa dùng để nâng vừa dùng để đẩy tàu29 7.4.5 Công lực từ     A  Fdx  BI.dx  BIdS  I.d m A  I.12  I(2  1 ) (7.19) M 2 1  F  + B I  N dx Công lực từ dịch chuyển mạch điện từ trường tích số cường độ dòng điện độ biến thiên từ thơng qua diện tích mạch điện 30 7.5 ĐIỆN TÍCH CĐ TRONG TỪ TRƯỜNG 7.5.1 Lực Lorentz Hãy quan sát    F L  q[v, B] (7.20)   • Có phương: vng góc với mp chứa vectơ (v, B)  FL •Có chiều: theo qui tắc bàn tay trái đt +, • Độ lớn: FL | q | B.v.sin  • Điểm đặt: điện tích 31 7.5.2 Điện tích chuyển động từ trường (tự đọc)    a) Nếu vectơ vận tốc đầu v0 / / B  FL  Đt cđ thẳng   b) Nếu vectơ vận tốc đầu v0  B : Điện tích chuyển động tròn r  FL v0 +  B+    FL r Lực Lorentz: v0 v FL | q | B.v  ma n  m r Bán kính quĩ đạo: 2m Chu kì quay: T  |q|B mv r |q|B (7.22) (7.21) 32   c) Nếu vectơ vận tốc đầu v0 tạo với B góc    v  v0   Theo phương / / B lực Lorentz = nên đt chuyển động thẳng  v / / Theo phương  B lực Lorentz làm đt chuyển động tròn h Kết quả: quĩ đạo đt đường xoắn lò xo mv  mv sin   Bán kính xoắn: r  |q|B |q|B 2m Bước xoắn: h  v T  v0 cos  |q|B 2m T  Chu kì: |q|B (7.23) (7.24) 33 7.5.3 Đ/tích cđ TT khơng – bẫy từ Khi điện tích chuyển động từ trường B khơng đều, bị giam miền có từ trường – gọi bẫy từ 7.5.4 Ứng dụng chuyển động hạt TT Hiện tượng cực quang 35 Máy gia tốc hạt Xiclotrơn Vòng tròn quỹ đạo Xanhclotron Fermilab (r = 1,1 km) 36 Hãy xem clip 37 Đèn hình Tin vi CRT 38 ... B  dB  Id  (7. 5) dd  Vectơ cảm ứng từ gây nhiều dòng điện:  B   Bi (7. 6)  B2 B  B1 i 7. 1.5 Véc tơ cường độ từ trường  Vectơ cường độ từ trường H điểm   B H  (7. 7) Đơn vị đo cường...   nI   I L (7. 13) n: mật độ vòng dây (số vòng quấn mét chiều dài) 14 7. 2 TỪ THÔNG, ĐỊNH LÝ GAUSS CHO TỪ TRƯỜNG 7. 2.1 Đường cảm ứng từ (đường sức từ) Là đường mà tiếp tuyến với điểm trùng... Trái Đất: 17 7.2.2 Từ thông   n Từ thông gởi qua yếu tố diện tích dS    B  dS  d m  BdS cos   B d S d S  n dS (7. 13) Từ thông gởi qua mặt (S) bất kì: m     Bd S  (7. 14) (S) B