Ôn tập Vật lí Lớp 11 - Chủ đề Từ trường của dây dẫn có hình dạng đặc biệt. Nguyên lí chồng chất từ trường

CHỦ ĐỀ:TỪ TRƯỜNG CỦA DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT. NGUYÊN LÍ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG A. LÍ THUYẾT

I. Tóm tắt lý thuyết 1. Từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn . Giả sử cần xác định từ trường ?? tại M cách dây dẫn một đoạn r do dây dẫn điện có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : - Điểm đặt : Tại M - Phương : cùng với phương tiếp tuyến của đường tròn ( 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 ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện , khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của cảm ứng từ . Quy tắc cái đinh ốc 1 : Quay cái đinh ốc để nó tiến theo chiều dòng điện thì chiều của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ - Độ lớn : ??= 2.10―7?

? Trong đó : B (T) - I (A) - r (m)

2. Từ trường của dòng điện tròn

Giả sử cần xác định từ trường ?? tại tâm O cách dây dẫn hìng tròn bán kính r do dây dẫn điện có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : - Điểm đặt : Tại O - Phương : Vuông góc với mặt phẳg vòng dây. - Chiều : được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 : “Quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện thì chiều tiến của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ - Độ lớn : ??= 2?.10―7?

? Trong đó : 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 có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : - Phương : song song với trục ống dây. - Chiều : được xác định theo quy tắc NẮM TAY PHẢI

DeThi.edu.vn

- Độ lớn : ??= 4?.10―7??

? Trong đó : B (T) - I (A) - l (m) – N số vòng dây.

4. Nguyên lí chồng chất từ trường:

Chú ý: Công 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 : = +

a)   b)  

-

c)   d) = 

-

B – BÀI TẬP * Bài tập ví dụ:

Ví dụ 1: Dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong không khí, có dòng điện I = 0,5 A . a) Tính cảm ứng từ tại M, cách dây dẫn 5 cm . b) Biết cảm ứng từ tại N có 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 . Hướng dân: a) Đổi 5 cm = 0,05 m

Áp dụng công thức (1)

Thay số:

b) Xác định vị trí của điểm N: Từ công thức (1) ;

từ đó suy ra quĩ tích của điểm N

Ví dụ 2: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng d = 6 cm.

Cho hai dòng điện I1=2 A và I2 = 4 A chạy ngược chiều nhau qua hai dây.

n B B B B

   

    ... 2 1

12 B 

1 B 

2 B 

1 B 

2 B 

12 1 2 B B B   1 B 

2 B 

12 1 2 B B B  

1 B 

2 B  2 2 12 1 2 B B B   ·  1 2 . B B 

 2 2 12 1 2 1 2 2. . .cos B B B B B    

7 2.10 . I B r

 

7 6 0,5 2.10 . 2.10 0,05 B T    

 7 7

6 0,5 2.10 2.10 0,2 20 0,5.10 I r m cm B

 

    

DeThi.edu.vn

a. Xác định cảm ứng tại điểm M cách dây thứ nhất 2 cm và cách dây thứ hai 4 cm.

b. Tìm vị trí các điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0.

Hướng dân: a. Điểm M cần tìm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn và nằm trong khoảng giữa hai dây do

hai dòng điện I1, I2 gây ra tại M có phương vuông góc với CD. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là:

+ Phương, chiều như hình vẽ

+ Độ lớn : B = B1 + B2

Với :

B = 4.10-5 T

b. Gọi N là điểm mà tại đó

+ cùng phương, ngược chiều

và B’1 = B’2

+ Vì phải có và nên muốn cho cùng phương , điểm N phải nằm trên đường

thẳng đi qua C, D, tức là nằm trên mặt phẳng chứa hai dây . Hơn nữa, muốn cho ngược chiều thì

N phải nằm ngoài CD. Mặt khác, vì I1<I2 nên muốn B’1 = B’2 thì N phải gần C. Đặt CN = x, ta có:

* Kết luận: Điểm N tại đó nằm trên đường thẳng song song với hai dây dẫn cách dây có dòng điện

I1 một khoảng CN = 6 cm.

* Bài tập tự luyện

Bài 1: Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dòng điện I = 6A có 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 2 : Cuộn dây …