[Lý 11]Hệ thống nhanh kiến thức chương Từ trường

[Mr Bi]

[f=800]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/Kien%20thuc%20ly%20thuyet%20ve%20tu%20truong.pdf[/f]


Thầy: Nguyễn Kiếm Anh_THPT An Mỹ_BD 1
HỆTHỐNG KIẾN THỨC VỀCHƯƠNG TỪTRƯỜNG
Thầy: Nguyễn Kiếm Anh –THPT An Mỹ -BD
---------------------Bài viết này tóm tắt nội dung lý thuyết và phân loại một sốdạng toán cơ bản ¶-----------------------
trong chương từtrường nhằmhỗtrợcác em học sinh trong việc:
-Tựtìm hiểu kiến thức vềtừtrường.
-Định hướng ôntập kiến thức đã học.
-Xác định phương pháp giải quyết các dạng bài tập định lượng.
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
CHỦĐỀ1: TỪTRƯỜNG
1. Tìm hiểu vềtương tác từ: Những tương tác nào được gọi là tương tác từ?
Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòngđiện với nam châm, giữa dòng điện với dòng điện
đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp trên gọi là lực từ.
2. Tìm hiểu khái niệm từtrường: Từtrường tồn tại ởđâu?
Từtrường tồn tại xung quanh nam châm hoặcdòng điện hay cáchạt mang điện chuyển động.
3. Tính chất cơ bản của từtrường: Từtrường có tính chất cơ bản nào?
Từtrường tác dụng lựctừlên nam châm, lên dòng điện đặt trong nó hay hạt điện tích chuyển động
trong nó.
4. Cảm ứng từ: - Cảm ứng từđặc trưng cho từtrường vềphương diện nào?
Cảm ứng từlà đại lượng đặc trưng cho từtrường vềphương diện tác dụng lực. Cảm ứng từlà đại luông
véc tơ, kí hiệu B
r
.
- Đểxác định phương, chiều của cảm ứng từngười ta sửdụng phương pháp nào?
Dùng nam châm thửđặt vào trong từtrường, khi nam châm thửcân bằng thì: Phương của trục nam
châm thửlà phương của cảm ứng từ B
r
, chiều của cảm ứng từlà chiều từcực nam sang cực bắc của nam
châm thử.
5. Đường sức từ: - Đường sức từlà gì? Có những tính chất nào?
* Đường sức từlà đường được vẽtrong từtrường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kỳđiểm nào trên
đường đó cũng trùng với hướng của véc tơ cảm ứng từtại điểm đó.
M B
r
* Tính chấtcủa đường sức từ : M
Các đường sức từcủa một từtrường không cắt nhau. (chiều đường sức)·
Các đường sức từlà những đường cong kín. ·
Độmau (dày), thưa của các đường sức phản ánh độlớn, nhỏ ·
của cảm ứng từ.
- Thếnào là từtrường đều?
Từtrường đều là một từtrường mà cảm ứng từtại mọi điểm đều bằng nhau; B
r
đường sức của từtrường
đều là những đường thẳng song song, cách đều nhau.
- Dạng và chiều của đường sức từđược xác bằng cách nào?
Sửdụng phương pháp từphổđểxác định dạng đường sức và dùng nam châm thửđểxác định chiều
đường sức. (Hãy trình bày PP từphổ? )
CHỦĐỀ2: TỪTRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC LOẠI MẠCH ĐƠN GIẢN
1. Từtrường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
Các đường sức từcó dạng như thếnào? F
Các đường sức từlà những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt M
phẳng vuông góc với dây dẫn và có tâm nằm trên dây.
Điểm đăt, phương và chiều của đường sức xác định như thếnào? F
M BrevrfrBÅrO RLực lorenxơ ÅI
Thầy: Nguyễn Kiếm Anh_THPT An Mỹ_BD 2
+ Điểm đặt: tại điểm ta xét
+ Phương : Tiếp tuyến với đường cảm ứng qua điểm ta xét
+ Chiều: Tuân theo quy tắc nắm tay phải như sau:
"Giơ ngón tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón kia xung quanh
dây dẫn thì chiều từcổtay đễn các ngón tay là chiều của đường sức từ"
Độlớn cảm ứng từxác định bởi biểu thức nào? F
+ Độlớn:
rIB710 . 2- . Trong đó r là khoảng cách từđiểm khảo sát đến dây dẫn, I là cường độ=dòng điện trong dây
2. Từtrường của dòng điện trong khung dây tròn:
Các đường sức từcó dạng như thếnào? F
Các đường sức từlà những đường cong khép kín bao quanh dây dẫn. Chỉcó đường sức từđi qua tâm
khung dây là đường thẳng vuông góc với mặt phẳng khung.
Cảm ứng từtại tâm O của dòng điện tròn có bán kính R có phương chiều và độlớn như thếnào?F
+ Hướng(Phương +Chiều): Tuân theo qui tắc nắm tay phải như sau:
"Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từcổtay đến các ngón tay trùng với
chiều dòng điện trong khung , ngón cái choãi ra chỉchiều các đườngsức từxuyên qua mặt phẳng
dòng điện"
+ Độlớn: I I
Đối với khung có 1 vòng dây: ·
RIB710 . 2-. p =
Đối với khung có N vòng dây :·
RIN B710 . 2 .- . p =3. Từtrường của dòng điện trong ống dây dài: I
Các đường sức từcó dạng như thếnào? F
Đường sứclà các đường cong khép kín, phần ờtrong lòng ống dây
là những đoạn thẳng song song, cách đều nhau.
Cảm ứng từtại một điểm trong lòng ống dây có phương chiều và độlớn như thếnào?F
+ Phương: Trong lòng ống dây là từtrường đều, cảm ứng từcó phương trùng với các đường sức
từ.
+Chiều:
- Cực nam của ống dây có I chạy cùngchiều kim đồng hồvà các đừơng sức đi vào
- Cực bắc có I chạy ngược chiều kim đồng hốvà có B
r
đi ra
+ Độlớn: I n B . 10 . 4
-7
p =
Trong đó n là só vòng dây trên 1 m chiều dài nên ta còn có công thứcsau:
l
N
. =n
N: là sốvòng dây ; l: là chiều dài của ống dây (đơn vị: m)
Ghi nhớ: I cùng thì nam,ngược thì Bắc ; B
r
vào nam ra bắc
CHỦĐỀ3: LỰC TỪ
1. Lực từtác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện
+ Điểm đặt: Trung điểmđoạn dây có chiều dài l
+ Phương:Vuông góc với mặt phẳng chứa lvà B
r
+ Chiều: Tuân theo qui tắc bàn tay trái như sau:
"Xòe bàn tay trái sao cho các đừong cảm ứng từhướng vào lòng
bàn tay, chiều từcổtay đến các ngón tay chỉchiều dòng điện,chiều
ngón tay cái choãi ra 90
0
chỉchiềulực từ F
r
"
BÅ
r
IO BrfrCó thểvẽnhư sau: BÅI rfrThầy: Nguyễn Kiếm Anh_THPT An Mỹ_BD 3+ Độlớn: ) , sin( . I B BIl fr r . I=
r
là chiều của dòng điện
2. Lực (từ) tương tácgiữa hai dây dẫn // mang dòng điện I1I2
Lực tương tác giữhai dây dẫn // mang dòng điện có điểm đặt,F
phương, chiều. độlớn như thếnào?F F’
+ Phương: Nằm trong mặt phẳng chứa 2 dây và vuông góc với 2 dây.
+ Chiều:
- Lực hút nếu hai dòng điện cùng chiều
- Lực đẩy nếu hai dòng điện ngược chiều.
+ Độlớn:
- Lực tương tác đoạn dây có chiều dài l: l
rI IF . 10 . 2-2 1 7 =- Lực tương tác đoạn dây có chiều dài l= 1m : rI IF2 1 710 . 2-=3. Lực lo-ren-xơ:
Lực lorenxơ là gì? F
Lực lorenxơ là lực từtác dụng lên một hạt mang
điện chuyển động trong tửtrường.
Lực loren xơ có phương, chiều và độlớn như thếnào?F
+ Phương:vuông gócvới mặt phẳng chứa v
rvà Br.+ Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái như sau:
"Xòe bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng hướng vào lòng bàn tay,
chiều từcổtay đến các ngón tay là chiều chuyển động của hạt mang điện, chiều ngón tay choãi ra
90
0
chỉchiều của f
r
đặt lên hạt mang điện dương (+), còn hạt mang điệnâm (-) thì chiều ngược
lại"
+ Độlớn: ) , sin( . B v Bv q f
r
r
=
4. Lực từtác dụng lên khung dây có dòng điện:
a/ Trường hợp đường sức từnằm trong mặt phẳng khung dây.
- Lực từ tác dụng vào trung điểm hai cạnhvuông góc với các
đường sức(cạnh AD và BC), tạo thành ngẫu lực có tác dụng
làm cho khung dây quay.
- Lực từtác dụng vào hai cạnh // vớcác đường sức bằng 0.
b/ Trường hợp đường sức từvuông gócmặt phẳng khung dây.
Các lực tác dụng vào các cạnh của khung dây đều nằm trong mặt
phẳng khung dây, do đó vịtrí này lực từ không có tác dụng làm
cho khungdây quay.
c/ Mô men ngẫu lực từtác dụng lên khung dâycó dòng điện.
-Trường hợp đường sức từnằm trong mặt phẳng khung dâyvà
vuông góc với hai cạnh đối diện của khung thì ngẫu lựctừgây ra
; S là diện tích khung dây (m=mô men quay : IBS M
2
)
- Trường hợp đường sức từ không nằm trongmặt phẳng khung dây, ởvịtrí véc tơ pháp tuyến nrcủa khung dây hợp với véc tơ B .= sin IBS Mqthì mô men ngẫu lực là: qmột góc - Ứng dụng của lực từtác dụng lên khung dây:+ Chếtạo động cơ điện một chiều.+ Chếtạo điện kếkhung quay.
I1 I2
F F’
Có thểvẽnhư sau:
I2Å ÅI1

Thầy: Nguyễn Kiếm Anh_THPT An Mỹ_BD 4
PHÂN DẠNGBÀI TẬP
Dạng1 : Xác định cảm ứng từ của 1 dòng điện
Phương pháp:
Vận dụng các kiến thức vềcảm ứng từcủa dòng điện trong các mạch điện đơn giản.
- Vềđộlớn: độlớn cảm ứng từ của
* Dòng điện thẳng dài:
r
I
B
7
10 . 2
-
.=
* Dòng điện tròn:
RIN B710 . 2 .- (Tại tâm Okhung dây có N vòng dây) p =
* Ống dây dài: I n B . 10 . 4-7 ; p =lN=n- Dựa vào các qui tắc đã họcđểxác định phương chiều của véctơ cảm ứng từ.
Dạng2: Xác định cảm ứng từtổng hợp
Phương pháp:
å- Áp dụng nguyên lý chồng chất từtrường
==nii B B1r r-Đểxác định độlớn và phương chiều của B
r
ta tìm các véc tơ i B
r
rồi vận dụng:
* qui tắc hình bình hành hoặc qui tắc đa giác đểtổng hợp véctơ
* định lí cosin đểtính độlớn vectơ tổng
Dạng3: Xác định lực từ
Phương pháp:
Loại 1/ Lực từtác dụng lên đoạn dây lmang dòng điện
+ Điểm đặt: Trung điểm đoạn l
+ Độlớn: ) , sin( . I B BIl fr r .=+ Phương: vuông góc với mặt phẳng ) , ( B lr.+Chiều: theo qui tắc bàn tay trái + Đơn vị:N
Chú ý : Cần rèn luyện vẽhình xác định đúng quan hệgiữa dòng điện I, cảm ứng từ Brvà lực từ fr
Loại 2/ Lực lo-ren-xơ
+ Bản chất : Là lực từ tác dụng vào hạt mang điện chuyển động trong từtrường.
+ Độlớn : ) , sin( . B v qBv f
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng ) , ( v B
+ Chiều: Theo qui tắc bàn tay trái.
Chú ý:
-Một hạt mang điện chuyển động với vận tốc v
rvuông góc với Brthì lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm làm cho hạt chuyển động
trên quỹđạo tròn bán kính R.
-Công thức lực hướng tâm :
Rvm Fht2 .=Loại 3/ Lực tương tác từgiữa hai dòng điện thẳng dài, song song
Loại 4/ Mô men lực tác dụng vào khung dây mang dòng điện.
PP: Vận dụng các kiến thức đã nói trên đểgiải quyết bài toán theo
yêu cầucủa đề.
CHÚC CÁC EM THÀNH CÔNG

 

[Maihoaca]

mờ quá nà ko nhìn thấy mấy bạn ơi

 

[Maihoaca]

Do ở trên hơi mờ mình tóm tắt xuống đay các bạn nhìn cho dễ
Tóm tắt lí thuyết:
A:Từ trường:
1.Khái niệm từ trường:
Từ trường là 1 dạng của vật chất,tồn tại xung quanh các dòng điện và hạt mang điện chuyển động,thực hiện tương tác giữa các dòng điện
2.tính chất cơ bản của từ trường:
Khi có dòng điện hay hạt mang điện chuyển động trong từ trườngchúng sẽ chịu tác dụng lực của từ trường.
B:Từ trường trong các loại mạchkhác nhau:
1.Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
+ Độ lớn: \[B=2.10^{-7}.\frac{I}{r}\]
Trong đó r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dây dẫn
+ Điểm đặt:tại điểm xét
+Phương :Tiếp tuyến với đường cảm ứng qua điểm xét
+Chiều:Tuân theo quy tắc nắm tay phải như sau:
"Giơ ngón tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện,khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đễn các ngón tay là chiều của đường sức từ"
2.Từ trường của dòng điện trong khung dây tròn:
Từ trường tại tâm O của dòng điện tròn có bán kính R
+Độ lớn:\[B=2\pi.10^{-7}.\frac{I}{r}\](Đối với 1 vòng dây)
Suy ra có N vòng dây thì :\[B=N2\pi.10^{-7}.\frac{I}{r}(T)\]
+Hướng(Phương +Chiều):Tuân theo qui tắc nắm tay phải như sau:
"Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong khung ,ngón cái choãi ra chỉ chiều các đươbngf sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện"
3.Từ trường của dòng điện trong ống dây dài:+Độ lớn:\[B=4.\pi.10^{-7}.n.I\]
Trong đó n là só vòng dây trên 1 m chiều dài nên ta còn có công thưcs sau:\[n=\frac{N}{l}\]
N:là số vòng dây
l:là chiều dài của ống dây
+chiều: -cực nam của ống dây có I chạy xuôi chiều kim đồng hồ và các dừong sức đi vào
-Cực bắc có I chạy ngược chiều kim đồng hố và có \[\vec{B}\] đi ra
Ghi nhớ :I xuôi nam ngược Bắc,B vào nam ra bắc
C:Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện
+Độ lớn:\[f=BIlsin(\vec{B},\vec{I})\],coi \[\vec{I}\]là chiều của dòng điện
+phương:vuông góc với mặt phẳng chứa l và \[\vec{B}\]
+Điểm đặt: Điểm giữa đoạn l
+Chiều :Tuân theo qui tắc bàn tay trái như sau:
"Xòe bàn tay trái sao cho các đừong cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay,chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện,chièu nón tay cái choãi ra 90o chỉ choều lực F"
D :Tương tác giữa hai dây dẫn // mang dòng điện:
+Độ lớn : \[F=2.10^{-7}. \frac{I_1.I_2}{r}\]
+Quy tắc:dòng điện trong hai dây dẫn cùng chiều:chúng hút nhau ,ngược chiều chúng đẩy nhau
E : lực lo-ren-xơ:
+Độ lớn:\[f=qvBsin(\vec{v},\vec{B})\]
+Phương vuông góc với mặt phẳng \[(\vec{v},\vec{B}),\vec{v} là vận tóc của hạt mang điện/TEX]
+Chiều:Tuân theo quy tắc bàn tay trái như sau:
"Xòe bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng hướng vào lòng bàn tay,chiều từ cổ tay đén các ngón taylà chiều chuyển động của hạt mang điện,chiều ngón tay choãi ra 90o chỉ chiều của \[\vec{F}\]đặt lên hạt mang điện (+),còn hạt mang điện(-)thì chiều ngược lại"

 

[Maihoaca]

Phương pháp giải bài tập:
Loại 1 : Xác định cảm ứng của 1 dòng điện
Phương pháp :
Véc tơ cảm ứng từ có độ lớn của:
*Dòng điện thẳng dài: \[B=2.10^{-7}.\frac{I}{r}\]
*Dòng điện tròn: \[B=2.\pi.10^{-7}.\frac{I}{r}\](Tại tâm O)
*Ống dây dài:\[B=4.\pi.10^{-7}.n.I\]
Xác định đc véc tơ cảm ứng từ có phương và chiều ra sao(Dựa vào các qui tắc đã học)
Loại 2:Xác định cảm ứng từ tổng hợp
Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường
*\[\vec{B}=\vec{B_1}+\vec{B_2}+.......\]
*Dùng qui tắc hình bình hành hoặc qui tắc đa giác để tổng hợp véctơ
*Dùng định lí cosin để tính độ lớn vectơ tổng
chú ý:véc tơ cảm ứng từ của từng dòng điện riêng biệt gây ra tại điểm ta đang xét [/I]
Loại 3:Xác định lực từ:
+Độ lớn \[F=BIlsin\alpha\]
+Phương: vuông góc với mặt phẳng \[(l,\vec{B})\]
+chiều:theo qui tắc bàn tay trái
+Điểm đặt:Trung điểm đoạn l
+Đơn vị:Tecla(T)
chú ý :vẽ hình xác định đúng góc và cảm ứng từ
Loai5:Lực lo-ren-xơ
+Bản chất :Là 1 loại lực từ
+ Độ lớn :\[ B=qvBsin\alpha\]
+Phương: vuông góc với mặt phẳng \[(\vec{B},\vec{v})\]
+Chiều:Theo qui tắc bàn tay trái(Điện tích(+))(Hạt mang điện(-) thì ngược lại)
chú ý:thường đc gắn với lực hướng tâm.Bản chất lực hướng tâm ko phải là loại lực lạ.thực chất nó chỉ là hợp lực của các lực liên quan đến cđ quay
Lực hướng tâm :\[F=m.\frac{v^2}{R}\](R là bánm kính quỹ đạo)

 

[Maihoaca]

Ngoài ra theo hình còn có các quy tắc đinh ốc như sau:
Quy tắc đinh ốc 1:
Áp dụng cho từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
"Đặt cái đinh ốc dọc theo dây dẫn và quay cái đinh ốc sao cho nó tiến theo chiều dòng điện,khi đó chiều quay của cái đinh ốc là chiều quay của các đường cảm ứng từ"

Quy tắc đinh ốc 2:
Áp dụng cho từ trường của dòng điện trong khung dây tròn
"Đặt cái đinh ốc dọc theo trục vuông góc với mặt phanửg khung dây và quay theo chiều dòng điện troing khung,khji đó xhiều tiến của cái đinh ốc là chiều của các đường cảm ứng từ xuyên qua phần mặt phanửg giới hạn của phần khung dây"
Nghe có vẻ hơi lủng củng nhỉ?Mọi người thông cảm giùm nha

 

[nguyen the]

kiến thức về các quy tắc nắm tay khá là khó hiểu ,có thể nói rõ hơn không