Đang tải... (xem toàn văn)
- Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với hai cạnh đối diện của khung thì ngẫu lực từ gây ra mô men quay : M = IBS ; S là diện tích khung dây (m 2 ). [r]
(1)ONTHIONLINE.NET
HỆ THỐNG KIẾN THỨC VỀ CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG Thầy: Nguyễn Kiếm Anh – THPT An Mỹ - BD
-
Bài viết tóm tắt nội dung lý thuyết phân loại số dạng toán chương từ trường nhằm hỗ trợ em học sinh việc:
- Tự tìm hiểu kiến thức từ trường - Định hướng ôn tập kiến thức học
- Xác định phương pháp giải dạng tập định lượng
TÓM TẮT LÝ THUYẾT CHỦ ĐỀ 1: TỪ TRƯỜNG
1 Tìm hiểu tương tác từ: Những tương tác gọi tương tác từ?
Tương tác nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm, dòng điện với dòng điện gọi tương tác từ Lực tương tác trường hợp gọi lực từ
2 Tìm hiểu khái niệm từ trường: Từ trường tồn đâu?
Từ trường tồn xung quanh nam châm dòng điện hay hạt mang điện chuyển động
3 Tính chất từ trường: Từ trường có tính chất nào?
Từ trường tác dụng lực từ lên nam châm, lên dịng điện đặt hay hạt điện tích chuyển động
4 Cảm ứng từ: - Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường phương diện nào?
Cảm ứng từ đại lượng đặc trưng cho từ trường phương diện tác dụng lực Cảm ứng từ đại lng véc tơ, kí hiệu ⃗B .
- Để xác định phương, chiều cảm ứng từ người ta sử dụng phương pháp nào? Dùng nam châm thử đặt vào từ trường, nam châm thử cân thì: Phương trục nam châm thử phương cảm ứng từ ⃗B , chiều cảm ứng từ chiều từ cực nam sang cực bắc
nam châm thử
5 Đường sức từ: - Đường sức từ gì? Có tính chất nào?
* Đường sức từ đường vẽ từ trường cho hướng tiếp tuyến điểm đường trùng với hướng véc tơ cảm ứng từ điểm ⃗B
M
* Tính chất đường sức từ : M
Các đường sức từ từ trường không cắt nhau. (chiều đường sức)
Các đường sức từ đường cong kín
Độ mau (dày), thưa đường sức phản ánh độ lớn, nhỏ cảm ứng từ
- Thế từ trường đều?
Từ trường từ trường mà cảm ứng từ điểm nhau; ⃗B
đường sức từ trường
đường thẳng song song, cách
- Dạng chiều đường sức từ xác cách nào? Sử dụng phương pháp từ phổ để xác định dạng đường sức dùng nam châm thử để xác định chiều đường sức (Hãy trình bày PP từ phổ? )
CHỦ ĐỀ 2: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC LOẠI MẠCH ĐƠN GIẢN 1 Từ trường dòng điện dây dẫn thẳng dài
Các đường sức từ có dạng nào?
Các đường sức từ đường tròn đồng tâm nằm mặt M e-
⃗
v
⃗f ⃗B
O R
(2)phẳng vng góc với dây dẫn có tâm nằm dây
Điểm đăt,phương chiều đường sức xác định nào? ⃗B
M
+ Điểm đặt: điểm ta xét
+ Phương : Tiếp tuyến với đường cảm ứng qua điểm ta xét + Chiều: Tuân theo quy tắc nắm tay phải sau:
"Giơ ngón tay bàn tay phải hướng theo chiều dịng điện, khum bốn ngón xung quanh dây dẫn chiều từ cổ tay đễn ngón tay chiều đường sức từ"
Độ lớn cảm ứng từ xác định biểu thức nào? + Độ lớn: B=2 10−7I
r Trong r khoảng cách từ điểm khảo sát đến dây dẫn, I cường độ dòng điện dây
2 Từ trường dòng điện khung dây tròn: Các đường sức từ có dạng nào?
Các đường sức từ đường cong khép kín bao quanh dây dẫn Chỉ có đường sức từ qua tâm khung dây đường thẳng vng góc với mặt phẳng khung
Cảm ứng từ tâm O dịng điện trịn có bán kính R có phương chiều độ lớn nào? + Hướng(Phương +Chiều): Tuân theo qui tắc nắm tay phải sau:
"Khum bàn tay phải theo vòng dây khung cho chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dịng điện khung , ngón chỗi chiều đường sức từ xuyên qua mặt phẳng
dòng điện"
+ Độ lớn: I I
Đối với khung có vịng dây: B=2π 10−7 I
R Đối với khung có N vịng dây : B=N.2π 10−7 I
R
3. Từ trường dòng điện ống dây dài: I Các đường sức từ có dạng nào?
Đường sức đường cong khép kín, phần lịng ống dây đoạn thẳng song song, cách
Cảm ứng từ điểm lòng ống dây có phương chiều độ lớn nào?
+ Phương: Trong lòng ống dây từ trường đều, cảm ứng từ có phương trùng với đường sức từ
+ Chiều:
- Cực nam ống dây có I chạy chiều kim đồng hồ đừơng sức vào - Cực bắc có I chạy ngược chiều kim đồng hố có ⃗B
+ Độ lớn: B=4π 10−7n.I
Trong n só vịng dây m chiều dài nên ta cịn có cơng thức sau: n=N
l N: số vòng dây ; l: chiều dài ống dây (đơn vị: m)
Ghi nhớ : I nam, ngược Bắc ; ⃗B vào nam bắc CHỦ ĐỀ 3: LỰC TỪ
1 Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện
+ Điểm đặt: Trung điểm đoạn dây có chiều dài l
+ Phương: Vng góc với mặt phẳng chứa l ⃗B
+ Chiều : Tuân theo qui tắc bàn tay trái sau:
"Xòe bàn tay trái cho đừong cảm ứng từ hướng vào lòng
bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều dịng điện, chiều ngón tay chỗi 900 chiều lực từ ⃗F "
+ Độ lớn: f=BIl sin(⃗B ,⃗I) ⃗I là chiều dòng điện
I O
⃗
B
⃗f
Có thể vẽ sau:
I ⃗B
(3)2 Lực (từ) tương tác hai dây dẫn // mang dòng điện I1 I2
Lực tương tác giữ hai dây dẫn // mang dịng điện có điểm đặt,
phương, chiều độ lớn nào? F F’
+ Phương:Nằm mặt phẳng chứa dây vng góc với dây + Chiều:
- Lực hút hai dòng điện chiều
- Lực đẩy hai dòng điện ngược chiều + Độ lớn:
- Lực tương tác đoạn dây có chiều dài l: F=2 10−7I1I2
r l - Lực tương tác đoạn dây có chiều dài l= 1m : F=2 10−7I1I2
r 3 Lực lo-ren-xơ:
Lực lorenxơ gì?
Lực lorenxơ lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động tử trường
Lực loren xơ có phương, chiều độ lớn nào? + Phương: vng góc với mặt phẳng chứa ⃗v ⃗B .
+ Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái sau:
"Xòe bàn tay trái cho đường cảm ứng hướng vào lòng bàn tay,
chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều chuyển động hạt mang điện, chiều ngón tay choãi 900 chiều ⃗f đặt lên hạt mang điện dương (+), hạt mang điện âm (-) chiều ngược
lại"
+ Độ lớn: f=|q|Bv sin( ⃗v ,⃗B)
4 Lực từ tác dụng lên khung dây có dịng điện:
a/ Trường hợp đường sức từ nằm mặt phẳng khung dây. - Lực từ tác dụng vào trung điểm hai cạnh vng góc với đường sức (cạnh AD BC), tạo thành ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay
- Lực từ tác dụng vào hai cạnh // vớ đường sức
b/ Trường hợp đường sức từ vng góc mặt phẳng khung dây.
Các lực tác dụng vào cạnh khung dây nằm mặt phẳng khung dây, vị trí lực từ khơng có tác dụng làm cho khung dây quay
c/ Mô men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dịng điện.
- Trường hợp đường sức từ nằm mặt phẳng khung dây vng góc với hai cạnh đối diện khung ngẫu lực từ gây mô men quay : M=IBS ; S diện tích khung dây (m2)
- Trường hợp đường sức từ không nằm mặt phẳng khung dây, vị trí véc tơ pháp tuyến ⃗n khung dây hợp với véc tơ ⃗B
một góc θ mô men ngẫu lực là: M=IBS sinθ - Ứng dụng lực từ tác dụng lên khung dây:
+ Chế tạo động điện chiều + Chế tạo điện kế khung quay
PHÂN DẠNG BÀI TẬP Dạng : Xác định cảm ứng từ dòng điện
Phương pháp :
Vận dụng kiến thức cảm ứng từ dòng điện mạch điện đơn giản
I1 I2
F F’
Có thể vẽ sau:
I1 I2
⃗F ⃗F '
⃗
B ⃗f
q > 0 ⃗f
D I C
⃗F AD ⃗F
BC I
A B ⃗FCD D C I
⃗F AD ⃗F
CB
I A B ⃗F
AB
+
⃗
(4)- Về độ lớn : độ lớn cảm ứng từ
* Dòng điện thẳng dài: B=2 10−7I
r * Dòng điện tròn: B=N.2π 10−7 I
R (Tại tâm O khung dây có N vòng dây) * Ống dây dài: B=4π 10−7n.I ; n=Nl
- Dựa vào qui tắc học để xác định phương chiều véctơ cảm ứng từ. Dạng 2: Xác định cảm ứng từ tổng hợp
Phương pháp:
- Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường ⃗B=∑
i=1
n
⃗
Bi
- Để xác định độ lớn phương chiều ⃗B ta tìm véc tơ ⃗B
i vận dụng:
* qui tắc hình bình hành qui tắc đa giác để tổng hợp véctơ * định lí cosin để tính độ lớn vectơ tổng
Dạng 3: Xác định lực từ
Phương pháp:
Loại 1/ Lực từ tác dụng lên đoạn dây l mang dòng điện
+ Điểm đặt: Trung điểm đoạn l
+ Độ lớn: f=BIl sin(⃗B ,⃗I)
+ Phương: vng góc với mặt phẳng (l ,⃗B)
+ Chiều: theo qui tắc bàn tay trái + Đơn vị: N
Chú ý : Cần rèn luyện vẽ hình xác định quan hệ dòng điện I, cảm ứng từ ⃗B và lực từ ⃗
f
Loại 2/ Lực lo-ren-xơ
+ Bản chất : Là lực từ tác dụng vào hạt mang điện chuyển động từ trường + Độ lớn : f=qBv sin( ⃗v ,⃗B)
+ Phương: vng góc với mặt phẳng (⃗B ,⃗v)
+ Chiều: Theo qui tắc bàn tay trái Chú ý:
- Một hạt mang điện chuyển động với vận tốc ⃗v vng góc với ⃗B thì lực lorenxơ đóng vai trị lực hướng tâm làm cho hạt chuyển động trên quỹ đạo trịn bán kính R
- Công thức lực hướng tâm : Fht=mv R .
Loại 3/ Lực tương tác từ hai dòng điện thẳng dài, song song
Loại 4/ Mô men lực tác dụng vào khung dây mang dòng điện PP: Vận dụng kiến thức nói để giải tốn theo u cầu đề
CHÚC CÁC EM THÀNH CÔNG
e- ⃗v
⃗f=⃗F ht ⃗B