Giải bài 20 vật lí 11: Lực từ Cảm ứng từ

Từ trường gây ra tác dụng gì? Bài hôm nay, ConKec giới thiệu tới bạn đọc về lực từ - cảm ứng từ là những tham số của từ trường. Hi vọng bài học này sẽ giúp bạn đọc vận dụng tốt hơn!

A. Lý thuyết

I. Lực từ

Từ trường đều: là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.

Lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện

Đặt một dây dẫn có chiều dài M1M2 = l mang dòng điện vuông góc với đường sức từ của một từ trường đều. Dòng điện có chiều từ M1 đến M2.

Khi chưa có dòng điện, dây dẫn ở vị trí x.

Khi có dòng điện chạy qua, do tương tác từ, dây dẫn lệch sang vị trí x’ như hình vẽ.

Lực tác dụng lên dây dẫn đặt trong từ trường khi có dòng điện chạy qua là lực từ, có phương vuông góc với đường sức từ của từ trường đều, có độ lớn: $F = m.g.\tan \alpha $.

Chú ý: Hướng của dòng điện ($\overrightarrow{M_{1}M_{2}}$), hướng của lực từ ($\overrightarrow{F}$), hướng của từ trường ($\overrightarrow{B}$) tạo thành một tam diện thuận.

Bài 20: Lực từ - Cảm ứng từ

II. Cảm ứng từ

Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho tác dụng từ của từ trường tại vị trí đang xét, được xác định bằng thương số giữa lực từ F tại điểm khảo sát với tích của cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn và chiều dài dây dẫn.

$B = \frac{F}{I.l}$.

Đơn vị: tesla (T); 1 T  = 1 N/(A.m).

Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng bất kì:

Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gay ra từ trường;

Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;

Phụ thuộc vào vị trí điểm M đang xét so với dây dẫn;

Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.

Vecto cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ tại một điểm:

Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó,

Có độ lớn: $B = \frac{F}{I.l}$.

Mối liên hệ giữa lực từ $\overrightarrow{F}$ và cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$: Lực từ $\overrightarrow{F}$ có điểm đặt tại trung điểm của M1M2, có phương vuông góc với $\overrightarrow{l}$ và $\overrightarrow{B}$, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn: F = I.l.B. $\sin \alpha $.

Trong đó, $\alpha $ là góc tạo bởi $\overrightarrow{l}$ và $\overrightarrow{B}$.

Quy tắc bàn tay trái: đặt bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng 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 900 chỉ chiều của lực điện từ.

B. Bài tập & Lời giải

Câu 1: SGK trang 128:

Phát biểu các định nghĩa:

a. Từ trường đều;

b. Lực từ;

c. Cảm ứng từ.

Xem lời giải

Câu 2: SGK trang 128:

Phát biểu định nghĩa đơn vị tesla.

Xem lời giải

Câu 3: SGK trang 128:

So sánh lực điện và lực từ.

Xem lời giải

Câu 4: SGK trang 128:

Phát biểu nào dưới đây là sai?

Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện

A. vuông góc với phần tử dòng điện.

B. cùng hướng với từ trường.

C. tỉ lệ với cường độ dòng điện.

D. tỉ lệ với cảm ứng từ.

Xem lời giải

Câu 5: SGK trang 128:

Phát biểu nào dưới đây là đúng?

Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường

A. vuông góc với đường sức từ.

B. nằm theo hướng của đường sức từ.

C. nằm theo hướng của lực từ.

D. không có hướng xác định.

Xem lời giải

Câu 6: SGK trang 128:

Phần tử dòng điện $I.\overrightarrow{l}$ nằm trong từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng. Phải đặt $I.\overrightarrow{l}$ như thế nào cho lực từ

a. nằm ngang?

b. bằng 0?

Xem lời giải

Câu 7: SGK trang 128:

Phần tử dòng điện $I.\overrightarrow{l}$ được treo nằm ngang trong một từ trường đều. Hướng và độ lớn của cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ phải như thế nào để lực từ cân bằng với trọng lực $m.\overrightarrow{g}$ của phần tử dòng điện?

Xem lời giải

Xem thêm các bài Vật lí 11, hay khác:

Để học tốt Vật lí 11, loạt bài giải bài tập Vật lí 11 đầy đủ kiến thức, lý thuyết và bài tập được biên soạn bám sát theo nội dung sách giáo khoa Lớp 11.

CHƯƠNG 1: ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG

CHƯƠNG 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Xem Thêm

Lớp 11 | Để học tốt Lớp 11 | Giải bài tập Lớp 11

Giải bài tập SGK, SBT, VBT và Trắc nghiệm các môn học Lớp 11, 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 11 giúp bạn học tốt hơn.