Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lực từ

ConKec xin gửi tới các bạn Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lực từ. Bài học cung cấp cho các bạn tổng quan kiến thức, phương pháp giải và các bài tập liên quan. Hi vọng nội dung bài học sẽ giúp các bạn hoàn thiện và nâng cao kiến thức để hoàn thành mục tiêu của mình.

A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

I. Tóm tắt kiến thức

1. Từ trường 

  • Định nghĩa:

Môi trường vật chất đặc biệt tồn tại ở miền không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện, có khả năng tác dụng lên kim châm hay các dòng điện khác đặt trong nó gọi là từ trường.

  • Cách nhận biết từ trường: Người ta thường dùng kim nam châm (nam châm thử) để nhận biết từ trường.

2. Đường sức từ (đường cảm ứng từ)

  • Định nghĩa: 

Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lục từ

Đường sức từ là các đường cong trong từ trường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với trục của kim nam châm đặt tại điểm đó.

- Nơi nào đường sức từ cầng mau thì từ trường càng mạnh và cành thưa thì từ trường càng yếu.

Hai đầu ống dây có từ trường chạy qua cũng là hai từ cực Bắc Nam

3. Từ phổ

Từ phổ là hình ảnh cụ thể của đường sức từ. Từ phổ coa thể thu được bằng cách rắc các mạt sắt lên một tấm bìa đặt trong từ trường và gõ nhẹ.

a, Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua

Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lục từ

Phần bên trong ống dây có đường sức là các đường thẳng song song và cách đều nhau

  • Chiều của đường sức từ - Quy tắc nắm bàn tay phải

Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lục từ

b, Từ trường của ống dây điện chạy qua dây dẫn thẳng 

Các đường sức từ của dòng điện thẳng là những vòng tròn đồng tâm, nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm là điểm cắt nhau giữa mặt phẳng và dòng điện

  • Quy tắc nắm bàn tay phải:

Nắm dây dẫn bằng bàn tay phải, ngón cái choãi ra theo chiều dòng điện,các ngón còn lại chỉ chiều đường sức từ

4. Lực điện từ

  • Định nghĩa: 

Từ trường tác dụng lực lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Lực đó được gọi là lực điện từ.

  • Chiều của lực điện từ

Chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn và chiều của đường sức từ và được xác định bằng quy tắc bàn tay trái.

  • Quy tắc bàn tay trái

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90chỉ chiều của lực điện từ.

Chuyên đề vật lý 9: Từ trường - Lục từ

II. Phương pháp giải

Áp dụng quy nắm bàn tay phải và quy tắc bàn tay trái

1. Cách xác định sự định hướng của kim nam châm thử

- Xác định chiều dòng điện trong ống dây.

- Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ.

- Suy ra định hướng của kim nam châm thử.

2. Xác định sự tương tác giữa hai ống dây có dòng điện

- Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ khi biết chiều dòng điện.

- Xác định các cực của ống dây từ đó suy ra lực tương tác giữa chúng.

3. Xác định chiều quay của khung dây hay chiều dòng điện trong khung

Áp dụng quy tắc bàn tay trái để:

- Xác định chiều lực từ khi biết chiều dòng điện và chiều của đường sức từ. Từ đó suy ra chiều quay của khung dây.

- Xác định chiều lực từ tác dụng lên khung dây khi biết chiều quay của nó.

- Xác định chiều dòng điện trong khung khi biết chiều của lực từ và chiều của đường sức từ.

Từ đó suy ra chiều dòng điện trong khung dây dẫn.

B. Bài tập & Lời giải

Bài 1: Trong giờ thực hành về từ trường, các bạn học sinh lớp 9A làm một thí nghiệm được mô tả như hình dưới. Khi đóng khóa K thì kim nam châm sẽ như thế nào?

Bài tập Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây

Bài 2: Trong giờ thực hành vật lí, thầy Hà làm một thí nghiệm để xác định cực của kim nam châm. Thí nghiệm được mô tả như hình vẽ. Khi thầy Hà đóng công tắc K thì cực X của kim nam châm bị hút lại gần đầu B của ống dây. Hai cực X, Y là cực gì? Vì sao?

Bài tập Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây

Bài 3: Hình sau mô tả cấu tạo của một dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế). Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng B có một thanh nam châm A nằm thang bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục OO' đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy.

Bài tập Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây

a, Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ quay sang bên phải hay bên trái?

b, Hai chốt của điện kế này cần có đánh dấu dương, âm hay không?

Xem lời giải

Bài 4: Hai dây dẫn đặt song song với nhau có dòng điện chạy qua chúng cùng chiều nhau. Dùng quy tắc bàn tay trái xem chúng hút nhau hay đẩy nhau?

Bài 5: Một dây dẫn nằm ngang giữa hai cực Nam và Bắc của một nam châm. Khi cho dòng điện chạy qua dây theo chiều như hình vẽ, hãy xác định lực điện từ tác dụng lên dây.

Bài 6: Hai ống dây dẫn có dòng điện treo đồng trục và gần nhau như hình sau:

a, Nếu dòng điện chạy qua trong ống dây chó chiều như trên hình vẽ thì hai dây hút nhau hay đẩy nhau?

b, Nếu đổi chiều đòng điện của một trong hai ống thì tác dụng giữa chúng có gì thay đổi?

Xem lời giải

Bài 7: An đặt khung dây dẫn vào giữa hai cực Nam châm sao cho mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ (hình vẽ). Sau đó An nối nối khung dây với nguồn điện và dòng điện chạy qua khung dây dẫn có chiều như trên hình. Ở vị trí này của khung dây, thì khung dây có quay không? Tại sao?

Bài tập xác định chiều quay của khung dây hay chiều dòng điện trong khung

Bài 8: Hình sau cắt ngang một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường.

Bài tập xác định chiều quay của khung dây hay chiều dòng điện trong khung

Ban đầu hai cạnh của khung dây có vị trí số 1. Do tác dụng của lực điện từ, khung dây lần lượt qua các vị trí 2, 3, 4, 5, 6.

a, Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên khung tại các vị trí xác định ở trên.

b, Tại vị trí thứ 6, lực điện từ có tác dụng làm khung quy không? Nếu do quán tính, khung quay thêm một chút nữa thì tại vị trí mới, lực điện từ sẽ có tác dụng làm khung quay như thế nào?

c, Giả sử khi đã vượt qua vị tri thứ 6, ta đổi chiều dòng điện trong khung, hiện tượng sẽ ra sao?

Xem lời giải

Xem thêm các bài Chuyên đề vật lý 9, hay khác:

Để học tốt Chuyên đề vật lý 9, loạt bài giải bài tập Chuyên đề vật lý 9 đầy đủ kiến thức, lý thuyết và bài tập được biên soạn bám sát theo nội dung sách giáo khoa Lớp 9.

Lớp 9 | Để học tốt Lớp 9 | Giải bài tập Lớp 9

Giải bài tập SGK, SBT, VBT và Trắc nghiệm các môn học Lớp 9, dưới đây là mục lục các bài giải bài tập sách giáo khoa và Đề thi chi tiết với câu hỏi bài tập, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và 2 (đề kiểm tra học kì 1 và 2) các môn trong chương trình Lớp 9 giúp bạn học tốt hơn.