Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI 1,2,3,4,5,6,7 TRANG 128 SGK LÝ 11:
LỰC TỪ - CẢM ỨNG TỪ
A. Tóm tắt lý thuyết: Lực từ - Cảm ứng từ
I. Lực Từ
Để dễ dàng khảo sát và đo đạc lực từ, trước hết ta khảo sát trong một từ trường đều.
1. Từ trường đều
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.
2. Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện
Trong một từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng (tạo bởi một nam châm hình chữ
U), ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = l vuông góc với các đường sức từ. giả sử M1M2 được
treo nằm ngang nhờ hai dây dẫn mảnh cùng độ dài O1M1 = O2M2, có hai đầu O1 và O2 dược
giữ cố định. Dòng điện đi vào O1 và ra O2 qua dây dẫn M1M2 theo chiều từ M1 đến M2.
Khi cho dòng điện có cường độ I chạy qua M1M2 thì xuất hiện lực từ tác dụng lên M1M2.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng: (cid:0) M1M2 và vuông góc với đường sức từ.
Kết quả có phương nằm ngang và có chiều như hình 20.1.
Dưới tác dụng của trọng lực mg và lực từ , khi cân bằng + , tổng trực đối với lực
căng của hai dây treo. Hai dây O1M1 và O2M2 lệch góc α so với phương thẳng đứng.
Lực có cương độ được xác định bởi công thức:
= mgtanα. (20.1)
II. Cảm ứng từ
Trang | 1
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
1. Thí nghiệm: mô tả ở mục trên cho phép xác định lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
dây dẫn M1M2 = l có dòng điện cường độ I chạy qua.
Tiến hành thí nghiệm trong đó cho I và l thay đổi, kết quả cho thấy thương số không thay
đổi. thương số đó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của từ trường tại vị trí đặt đoạn dây dẫn M1M2.
Nói cách khác, có thể coi thương số đó đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại vị trí khảo
sát. Người ta định nghĩa thương số đó là cảm ứng từ tại vị trí khảo sát. Người ta định nghĩa
thương số đó là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, ký hiệu là B:
B = (20.2)
2. Đơn vị cảm ứng từ
Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ B là tesla (T). Trong công thức (20.2), F đo bằng niutơn (N), I
đo bằng ampe (A) và l đo bằng mét (m).
3. Vectơ cảm ứng từ
Người ta biểu diễn cảm ứng từ bằng một vectơ gọi là vectơ cảm ứng từ, ký hiệu là
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm:
-Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó;
-Có độ lớn bằng: B =
4. Biểu thức tổng quát của lực từ
Trước hết, ta định nghĩa Vectơ phần tử dòng điện I là véc tơ , cùng hướng với
dòng điện và có độ lớn băng Il. Dựa vào những kết quả thực nghiệm đã nêu ở trên, có thể
xác định lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện = I khi đặt trong một từ
trường đều, cảm ứng từ là :
Lực từ có điểm đặt tại trung điểm của M1M2, có phương vuông góc với và , có chiều
tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn:
F = IlBsinα
Trong đó α là góc tạo bởi và .
5. Chú ý
Trang | 2
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Tương tự điện trường từ trường cũng tuân theo nguyên lí chồng chất từ trường:
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Giả sử hệ có n nam châm (hay dòng điện). Tại điểm M, từ trường chỉ của nam châm thứ nhất
là , từ trường chỉ của nam châm thứ hai là ,…từ trường chỉ của nam châm thứ n là .
Gọi là từ trường của hệ tại M thì:
.
B. Hướng dẫn giải câu hỏi 1,2 trang 128 sgk lý 11: Lực từ - cảm ứng từ - Chương 4 -
Từ trường
Câu 1 trang 128 SGK Vật lí 11
Phát biểu các định nghĩa:
a) 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.
b) Lực điện từ là lực do từ trường tác dụng lên nam châm hay tác dụng lên dây dần có dòng
điện đặt trong từ trường đó.
Với một dây dẫn đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B thì lực từ F có điểm đặt tại trung
điểm của dây dẫn, có phương vuông góc với dây dẫn và cảm ứng từ B, có chiều tuân theo
quy tắc bàn tay trái và có độ lớn:
F = IlBsinα, trong đó là góc tạo bởi B và l
c) Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực. Một đoạn
dòng điện chiều lài l, trong đó có dòng điện cường độ I, khi đặt trong từ trường thì có lực từ
F tác dụng lên nó. Thương số F/(Il) được định nghĩa là cảm ứng từ.
Câu 2 trang 128 SGK Vật lí 11
Phát biểu định nghĩa đơn vị tesla.
Một tesle là cảm ứng từ của một từ trường đều sao cho khi đặt một dây dẫn dài lm vào từ
trường đó và vuông góc với các đường sức từ, nếu dòng điện qua dây dẫn có cường độ 1A
thì lực từ tác dụng lên dây dẫn là IN.
C. Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6,7 trang 128 sgk lý 11: Lực từ - cảm ứng từ - Chương
Trang | 3
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
4 - Từ trường
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Bài 3 trang 128 sgk vật lí 11
So sánh lực điện và lực từ.
Hướng dẫn giải:
So sánh lực điện và lực từ: lực điện là lực tương tác giữa các điện tích đứng yên, độ lớn tuân
theo định luật Cu Lông. Lực từ là tương tác giữa nam châm và các dòng điện, vẽ bản chất lực
lực từ là tương tác giữa các điện tích chuyển động về độ lớn tuân theo định luật Am-pe F =
IlBsinα, hoặc Lo-ren-xơ (Bài 22).
Bài 4 trang 128 sgk vật lí 11
Phát biểu nào sau 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 cường độ dòng điện.
D. Tỉ lệ với cảm ứng từ.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
Bài 5 trang 128 sgk vật lí 11
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 thừ.
C. Nằm theo hướng của lực từ.
D. Không có hướng xác định.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
Trang | 4
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
Bài 6 trang 128 sgk vật lí 11
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Phần tử dòng điện I nằm trong từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng. Phải đặt I
như thế nào để cho lực từ.
a) Nằm ngang?
b) Bằng 0?
Hướng dẫn.
a) I đặt theo phương không song song với các đường sức từ.
b) I đặt song song với các đường sức từ.
Bài 7 trang 128 sgk vật lí 11
Phần tử dòng điện I được treo nằm ngang trong một từ trường đều. Hướng và độ lớn của
cảm ứng từ phải như thế nào để lực từ cân bằng với trọng lực m của phần tử dòng
điện?
Hướng dẫn giải:
Cảm ứng từ (Hình 20.3):
- Có phương nằm ngang: (I , ) = α ≠ 0 và 180 0.
- Có chiều sao cho chiều quay từ I sang thuận đối với chiều thẳng đứng đi lên;
Trang | 5
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
- Có độ lớn thỏa mãn hệ thức: IlBsinα = mg.
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Website Hoc247.vn cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng.
I. Luyện Thi Online
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
- Luyên thi ĐH, THPT QG với đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng.
- H2 khóa nền tảng kiến thức luyên thi 6 môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.
- H99 khóa kỹ năng làm bài và luyện đề thi thử: Toán,Tiếng Anh, Tư Nhiên, Ngữ Văn+ Xã Hội.
II. Lớp Học Ảo VCLASS
Học Online như Học ở lớp Offline
- Mang lớp học đến tận nhà, phụ huynh không phải đưa đón con và có thể học cùng con.
- Lớp học qua mạng, tương tác trực tiếp với giáo viên, huấn luyện viên.
- Học phí tiết kiệm, lịch học linh hoạt, thoải mái lựa chọn.
- Mỗi lớp chỉ từ 5 đến 10 HS giúp tương tác dễ dàng, được hỗ trợ kịp thời và đảm bảo chất lượng học tập.
Các chương trình VCLASS:
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 6 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.
- Hoc Toán Nâng Cao/Toán Chuyên/Toán Tiếng Anh: Cung cấp chương trình VClass Toán Nâng Cao,
Toán Chuyên và Toán Tiếng Anh danh cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9.
III. Uber Toán Học
Học Toán Gia Sư 1 Kèm 1 Online
- Gia sư Toán giỏi đến từ ĐHSP, KHTN, BK, Ngoại Thương, Du hoc Sinh, Giáo viên Toán và Giảng viên ĐH. Day kèm Toán mọi câp độ từ Tiểu học đến ĐH hay các chương trình Toán Tiếng Anh, Tú tài quốc tế IB,…
- Học sinh có thể lựa chọn bất kỳ GV nào mình yêu thích, có thành tích, chuyên môn giỏi và phù hợp nhất.
- Nguồn học liệu có kiểm duyệt giúp HS và PH có thể đánh giá năng lực khách quan qua các bài kiểm tra
độc lập.
- Tiết kiệm chi phí và thời gian hoc linh động hơn giải pháp mời gia sư đến nhà.
Trang | 6
W: www.hoc247.vn F: www.facebook.com/hoc247.vn T: 098 1821 807
