Bài giảng Vật lí 11 - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Bài giảng Vật lí 11 - Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt tìm hiểu về từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài; từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn; từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ.

   

­T  trừ ường là gì? Nêu đ c đi m c a véc t  c m  ng t  t i ặ ể ủ ơ ả ứ ừ ạ

m t đi m ?ộ ể

Tr  l i:ả ờ

­T  trừ ường là m t d ng v t ch t t n t i trong không gian mà ộ ạ ậ ấ ồ ạ

bi u hi n c  th  là s  xu t hi n c a l c t  tác d ng lên m t ể ệ ụ ể ự ấ ệ ủ ự ừ ụ ộ nam châm hay m t dòng đi n đ t trong đó.ộ ệ ặ

­Đ c đi m c a véc t  c m  ng t  t i m t đi m: ặ ể ủ ơ ả ứ ừ ạ ộ ể

+Có hướng trùng v i hớ ướng c a t  trủ ừ ường t i đi m đó;ạ ể

+Có đ  l n là:ộ ớ

Il F B

Bài 21

   

I­T  trừ ường c a dòng đi n ch y trong dây d n th ng dàiủ ệ ạ ẫ ẳ

Đường s c t  đi qua M là đứ ừ ường tròn n m trong m t ph ng đi ằ ặ ẳ qua M vuông góc v i dây d n, có tâm O n m trên dây d n.ớ ẫ ằ ẫ

I

M

B

P

Q

.

Véc t  c m  ng t  t i đi m M:ơ ả ứ ừ ạ ể

­Ph ng: vuông góc m t ph ng t o ươ ặ ẳ ạ

b i M và dây d n, ti p tuy n v i ở ẫ ế ế ớ

đường s c t  qua Mứ ừ

r

I

B 2 10 7

O

­Chi u: xác đ nh b i quy t c n m ề ị ở ắ ắ

bàn tay ph iả

­Đ  l n:ộ ớ

2

B

1

B B

.

B B

I

Véc t  c m  ng t  t i m t đi m do nhi u dòng đi n gây ra b ng ơ ả ứ ừ ạ ộ ể ề ệ ằ

t ng các véc t  c m  ng t  do t ng dòng đi n gây ra t i đi m  yổ ơ ả ứ ừ ừ ệ ạ ể ấ

2

1 B B

B

*T  trừ ường c a nhi u dòng đi n:ủ ề ệ

Đây chính là nguyên lý ch ng ồ

ch t t  trấ ừ ường 

   

H  qu : ệ ả

Khi có hai dòng đi n Iệ 1 và I2  ch y trong ạ

hai dây d n th ng dài, song song, cách ẫ ẳ

nhau m t đo n r c m  ng t  do dòng ộ ạ ả ứ ừ

đi n Iệ 1 gây ra d c trên dây d n mang ọ ẫ

dòng đi n Iệ 2 là:

r

I

1 2 10

r

l I

I l

I B

2

1 sin 90 2 10

r

L c t  c a t  tr ự ừ ủ ừ ườ ng c a dòng đi n I ủ ệ 1 tác d ng  ụ lên m i đo n l c a dòng I ỗ ạ ủ 2 là:

II­T  trừ ường c a dòng đi n ch y trong dây d n u n thành ủ ệ ạ ẫ ố

vòng tròn

Đường s c t  c a dòng đi n tròn là nh ng đứ ừ ủ ệ ữ ường cong có chi u ề

đi vào m t nam, đi ra m t b c ặ ặ ắ

Đường đi qua tâm O là đường th ng dài vô h n   hai đ u.ẳ ạ ở ầ

O .

I I

B

C m  ng t  t i tâm c a vòng dây  có:ả ứ ừ ạ ủ

­Phương: vuông góc v i m t ph ng ch a ớ ặ ẳ ứ

dòng đi nệ

R

10

2 7 I

B

N u có N vòng: ế

R

10

B

­Chi u:đi vào m t Nam, đi ra m t ề ặ ặ

B cắ

Đ  l n:ộ ớ

   

III­T  trừ ường c a dòng đi n ch y trong  ng dây d n hình ủ ệ ạ ố ẫ trụ

ng dây d n hình tr  t o thành b i m t dây d n qu n đ u 

quanh m t lõi hình tr  (thộ ụ ường có chi u dài l n h n nhi u so ề ớ ơ ề

v i đớ ường kính ti t di n).ế ệ

Thí nghi m:ệ

Bên ngoài  ng dây các đố ường s c t  gi ng các đứ ừ ố ường s c c a ứ ủ nam châm th ngẳ

Bên trong  ng dây các đố ường t  là nh ng đừ ữ ường th ng song ẳ song cùng chi u, cách đ u nhau.ề ề

V y t  trậ ừ ường trong lòng  ng dây là t  trố ừ ường đ u.ề

I

   

C m  ng t  trong lòng  ng dây đả ứ ừ ố ược xác đ nh:ị

I l

N

Trong đó N là t ng s  vòng dây, l là đ  dài hình trổ ố ộ ụ

n là s  vòng dây qu n trên m t đ n v  dài.ố ấ ộ ơ ị

Quy t c n m tay ph i ắ ắ ả

nI

B 4 10 7

Chi u các đề ường s c t  đứ ừ ược xác đ nh b ng quy t c n m bàn ị ằ ắ ắ tay ph i: Tả ưởng tượng dùng bàn tay ph i n m l y  ng dây sao ả ắ ấ ố cho các ngón tr , ngón gi a  Hỏ ữ ướng theo chi u dòng đi n; khi ề ệ

đó ngón cái choãi ra cho ta chi u c a đề ủ ường s c t ư ừ

Đ c đi m c a c m  ng t  t i m t đi m M nào đóặ ể ủ ả ứ ừ ạ ộ ể :

­T  l  v i c ng đ  dòng đi n I gây ra t  tr ngỉ ệ ớ ườ ộ ệ ừ ườ

­Ph  thu c vào d ng hình h c c a dây d nụ ộ ạ ọ ủ ẫ

­Ph  thu c vào v  trí đi m Mụ ộ ị ể

­Ph  thu c vào môi tr ng xung quanhụ ộ ườ

   

C ng củ ố

1. Đ  l n c a c m  ng t  do dòng  ộ ớ ủ ả ứ ừ

đi n th ng r t dài gây ra t i đi m  ệ ẳ ấ ạ ể

M cách nó m t đo n r là ộ ạ

2. đ ườ ng s c t  do dòng đi n th ng  ứ ừ ệ ẳ

r t dài có c ấ ườ ng đ  I là nh ng … ộ ữ

3. Đ  l n c m  ng t  B t i tâm c a  ộ ớ ả ứ ừ ạ ủ

khung dây tròn có bán kính R mang 

dòng đi n I là ệ

4.Các đ ườ ng s c t  c a dòng đi n  ứ ừ ủ ệ

tròn có chi u … ề

5. Đ  l n c a c m  ng t  B   trong  ộ ớ ủ ả ứ ừ ở

lòng  ng dây d n hình tr  có dòng  ố ẫ ụ

đi n I ch y qua là ệ ạ

a.Đi vào m t Nam và đi ra m t B c  ặ ặ ắ

c a dòng đi n tròn  y ủ ệ ấ b.

c.

d. đ ườ ng tròn n m trong nh ng m t  ằ ữ ặ

ph ng vuông góc v i dòng  ẳ ớ

đi n và có tâm n m trên dây  ệ ằ

d n ẫ e.

nI

I l

N

R

I

R

I

Bài toán: M t dây d n th ng dài vô h n mang dòng đi n có ộ ẫ ẳ ạ ệ

cường đ  0,5A đ t trong không khí. ộ ặ

­Xác đ nh c m  ng t  do dòng đi n này gây ra t i đi m M ị ả ứ ừ ệ ạ ể cách dây 2 cm

­Tìm đi m N sao cho :ể B N B M

   

Bài gi iả

­C m  ng t  t i đi m M có phả ứ ừ ạ ể ương chi u nh  hình v  và có ề ư ẽ

đ  l n là:ộ ớ

) ( 10

.

5 10

2

5 ,

0

10 2

10

R

I

Theo đ , đ : ề ể BN BM

Nghĩa là véc t  c m  ng t  t i N cùng phơ ả ứ ừ ạ ương, ngược chi u v i ề ớ véc t  c m  ng t  t i M và có đ  l n b ng c m  ng t  t i M ơ ả ứ ừ ạ ộ ớ ằ ả ứ ừ ạ  

N n m đ i x ng v i m qua dây d nằ ố ứ ớ ẫ

N

B

M

B

M N

I