Từ trường tạo bởi các dây dẫn điện cĩ hình dạng đặc biệt

1 - Từ trường của dịng điện thẳng dài vơ hạn .

Giả sử cần xác định từ trường tại M cách dây dẫn một đoạn r do dây dẫn điện cĩ cường độ I (A) gây ra ta làm như sau :

- Điểm đặt : Tại M

- Phương : cùng với phương tiếp tuyến của đường trịn ( O,r) tại M

- Chiều : được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải họăc quy tắc đinh ốc 1 :

 Quy tắc nắm bàn tay phải : Để bàn tay phải sao cho ngĩn cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dịng điện , khi đĩ các ngĩn kia khum lại cho ta chiều của cảm ứng từ .

I

BM

O r

 Quy tắc cái đinh ốc 1 : Quay cái đinh ốc để nĩ tiến theo chiều dịng điện thì chiều của nĩ tại điểm đĩ là chiều của cảm ứng từ

- Độ lớn : Trong đĩ : B (T) - I (A) - r (m)

2 - Từ trường của dịng điện trịn .

Giả sử cần xác định từ trường tại tâm O cách dây dẫn hìng trịn bán kính r do dây dẫn điện cĩ cường độ I (A) gây ra ta làm như sau :

- Điểm đặt : Tại O

- Phương : Vuơng gĩc với mặt phẳg vịng dây.

- Chiều : được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 : “Quay cái đinh ốc theo chiều dịng điện thì chiều tiến của nĩ tại điểm đĩ là chiều của cảm ứng từ

- Độ lớn : Trong đĩ : B (T) - I (A) - r (m)

3 - Từ trường của ống dây .

Giả sử cần xác định từ trường tại tâm O của ống dây dẫn điện cĩ cường độ I (A) gây ra ta làm như sau :

- Phương : song song với trục ống dây.

- Chiều : được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 :

“Quay cái đinh ốc theo chiều dịng điện thì chiều tiến của nĩ tại điểm đĩ là chiều của cảm ứng từ Hoặc _Đường sức từ đi vào ở mặt Nam và đi ra ở mặt Bắc :

+Mặt Nam: nhìn vào ta thấy dịng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ. - +Mặt Bắc: nhìn vào ta thấy dịng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ - Độ lớn : Trong đĩ : B (T) - I (A) - l (m) – N số vịng dây. III.Nguyên lí chồng chất từ trường I I l - N vịng I BM O r M

5/ Nguyên lí chồng chất từ trường: B=B1+B2 +...+Bn

Chú ý:Cơng thức chồng chất từ trường đang được thực hiện dưới dạng vec tơ. *các trường hợp đặc biệt khi tiến hành tính độ lớn từ trường :uuuB12=Buu1+uuB2

a)uuB1↑↑ Buu2 ⇒B12= +B1 B2 b)Buu1↑↓uuB2 ⇒B12 = B1−B2

c)uuB1⊥uuB2 ⇒ 2 212 1 2 12 1 2 B = B +B d)( )uu uu·B B1. 2 =α ⇒ 2 2 12 1 2 2. . .cos1 2 B = B +B + B B α B – BÀI TẬP

Dạng 1:Từ trường của dây dẫn cĩ hình dạng đặc biệt

Bài 1 : Dây dẫn thẳng dài vơ hạn đặt trong khơng khí , cĩ dịng điện I = 0,5 A . a) Tính cảm ứng từ tại M , cách dây dẫn 5 cm .

b) Cảm ứng từ tại N cĩ độ lớn 0,5.10-6 T . Tìm quỹ tích điểm N?.

ĐS : a) B = 2.10-6 T ; b) Mặt trụ cĩ R= 20 cm .

Bài 2: Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuơng gĩc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dịng điện I = 6A cĩ chiều như hình vẽ. Xác định vecto cảm ứng

từ tại các điểm :A1 (x = 6cm ; y = 2cm), A2 (x = 0cm ; y = 5cm), A3 (x = -3cm ; y = -4cm), A4 (x = 1cm ; y = -3cm)

ĐS : a.1,897.10-5T ; b 2,4. 10-5T ;c. 2,4. 10-5T ; d. 3,794. 10- 5T .

Bài 3 : Cuộn dây trịn gồm 100 vịng dây đặt trong khơng khí . Cảm ứng từ ở tâm vịng dây là 6,28.10-6 T . Tìm dịng điện qua cuộn dây , biết bán kính vịng dây R = 5 cm .

ĐS : I = 5 mA .

Bài 4 :Ống dây dài 20 cm , cĩ 1000 vịng , đặt trong khơng khí . Cho dịng điện I = 0,5 A đi qua . Tìm cảm ứng từ trong ống dây .

ĐS : B = 3,14.10-3 T

Bài 5: Cuộn dây trịn bán kính R = 5cm (gồm N = 100 vịng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong khơng khí cĩ dịng điện I qua mỗi vịng dây, từ trường ở tâm vịng dây là B = 5.10-4T. Tìm I?

ĐS: 0,4A

Bài6: Một dây thẳng chiều dài 18,84cm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một cuộn dây trịn. Cho dịng điện cĩ cường độ I = 0,4A đi qua vịng dây. Tính cảm ứng từ trong vịng dây.

Nguyễn Tú 61

x y

ĐS: 0,84.10-5 T

Bài 7: Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn cĩ vỏ bọc cách điện dài 300cm được quấn đều theo chiều dài ống. Ong dây khơng cĩ lõi và đặt trong khơng khí. Cường độ dịng điện đi qua dây dẫn là 0,5A. Tìm cảm ứng từ trong ống dây.

ĐS: 0,015T

Bài8: Ống dây dẫn hình trụ dài 20cm,đường kính 2cm.Một dây dẫn cĩ vỏ bọc cách điện dài 300m được quấn đều theo chiều dài ống dây.Cho dịng điện cĩ I=0,5A chạy qua dây.Ống dây đặt trong khơng khí và khơng cĩ lõi thép. Xác định cảm ứng từ tại một điểm P trên trục ống dây.

ĐS:B=0,015T

Bài 9: Dùng một dây đồng đường kính d=0,5mm cĩ một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ để làm một ống dây(Xơlenoit), các vịng dây quấn sát nhau. Cho dịng điện cĩ I=0,4A chạy qua ống dây.Xác định cảm ứng từ trong ống dây.

ĐS:B=0,001T

Bài10: Dùng một dây đồng đường kính 0,8mm cĩ một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ cĩ đường kính 2cm,chiều dài 40cm để làm một ống dây, các vịng dây quấn sát nhau.Muốn từ trường cĩ cảm ứng từ bên trong ống dây bằng 6,28.10-3T thì phải đặt vào ống dây một hiệu điện thế là bao nhiêu. Biết điện trở suất của đồng bằng 1,76.10-8Ωm.

ĐS: 7 2 . . . . .10 . B D l I U R d ρ π − = = =4,4V.

Bài 11: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dịng điện chạy qua mỗi vịng dây là 2 (A). cảm ứng từ bên trong ống dây cĩ độ lớn B = 25.10-4 (T). Tính số vịng dây của ống dây.

ĐS: 497

Bài 12: Một sợi dây đồng cĩ đường kính 0,8 (mm), lớp sơn cách điện bên ngồi rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây cĩ dài l = 40 (cm). Số vịng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao nhiêu?

ĐS: 1250

Bài 13: Một sợi dây đồng cĩ đường kính 0,8 (mm), điện trở R = 1,1 (Ω), lớp sơn cách điện bên ngồi rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài l = 40 (cm). Cho dịng điện chạy qua ống dây thì cảm

ứng từ bên trong ống dây cĩ độ lớn B = 6,28.10-3 (T). Hiệu điện thế ở hai đầu ống dây là bao nhiêu?

ĐS: 4,4 (V)

Dạng 2:Nguyên lý chồng chất từ trường I/ Phương pháp .

1 - Để đơn giản trong quá trình làm bài tập và biểu diễn từ trường người ta quy ước như sau :

- : cĩ phương vuơng gĩc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi vào . - : cĩ phương vuơng gĩc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi ra . - Ví dụ :

2 – Phương pháp làm bài :

Giả sử bài tốn yêu cầu xác định từ trường tổng hợp tại một điểm M do nhiều cảm ứng từ ta làm như sau : BM M r I BM M r I

B1 : xác định từ tại M do từng cảm ứng từ gây ra : , , ……… B2 : Áp dụng nguyên lý chồng chất ta cĩ : =