Lý thuyết và bài tập về Đường sức từ môn Vật Lý 11 năm 2021

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ ĐƯỜNG SỨC TỪ

 

Để biểu diễn về mặt hình học sự tồn tại của từ trường trong không gian, người ta đưa ra khái niệm đường sức từ.

1. Định nghĩa

- Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

- Quy ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.

- Có thể quan sát hình dạng của những đường sức từ bằng thí nghiệm từ phổ.

2. Các ví dụ về đường sức từ

2.1. Đặc điểm đường sức từ của nam châm thẳng:

- Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong, hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm, có chiều đi ra từ cực bắc và đi vào cực Nam.

- Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

2.2. Đặc điểm đường sức từ của nam châm chữ U:

- Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong có hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm chữ U, có chiều đi ra từ cực Bắc và đi vao cực Nam.

- Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

- Đường sức từ của từ trường trong khoảng thời gian giữa hai cực của nam châm hình chữ U là những đường thẳng song song cách đều nhau. Từ trường trong khu vực đó là từ trường đều.

2.3. Từ trường của dòng điện thẳng rất dài

a) Các đường sức từ của dòng điện thẳng là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

b) Có chiều được xác định bởi quy tắc nắm tay phải sau đây:

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 các đường sức từ.

2.4. Từ trường của dòng điện tròn

- Các đường sức từ của dòng điện tròn đều có chiều đi vào một mặt và đi ra mặt kia của dòng điện tròn ấy.

+ Đường sức từ ở tâm dòng điện là một đường thẳng vuông góc với mặt dòng điện tròn.

+ Quy ước: mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại.

- Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra từ mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

+ Ta có thể dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của đường sức từ tại tâm của dòng điện tròn: Khum bàn tay phải sao cho chiều cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện tròn, thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ đi qua tâm của dòng điện tròn.

+ Người ta có thể dùng quy tắc cái đinh ốc hoặc quy tắc vặn nút chai phải để xác định chiều đường sức từ của từ trường của một số sòng điện dạng đơn giản.

3. Các tính chất của đường sức từ

Các đường sức từ có những tính chất sau:

a) Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.

b) Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.

c) Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc)

d) Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào yếu thì các đường sức từ thưa.

Bài 1: Đáp án nào sau đây đúng khi nói về đường sức từ:

A. xuất phát từ - ∞, kết thúc tại + ∞                      

B. xuất phát tại cực bắc, kết thúc tại cực nam

C. xuất phát tại cực nam, kết thúc tại cực bắc   

D. là đường cong kín nên nói chung không có điểm bắt đầu và kết thúc

Bài 2: Hình vẽ bên biểu diễn chùm tia electron chuyển động theo chiều mũi tên từ M đến N. Xác định hướng véc tơ cảm ứng từ tại điểm P:

A. Hướng theo chiều từ M đến N                                        

B. hướng theo chiều từ N đến M 

C. Hướng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, đi vào trong  

D. Hướng vuông góc với MN, trong mặt phẳng hình vẽ đi xuống

Bài 3: Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài có dạng là các đường:

A. thẳng vuông góc với dòng điện                                              

B. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện

C. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện, tâm trên dòng điện        

D. tròn vuông góc với dòng điện 

Bài 4: Người ta xác định chiều của đường sức từ của dòng điện thẳng, đường sức từ tại tâm của dòng điện tròn lần lượt bằng quy tắc sau đây:

A. quy tắc cái đinh ốc 1, cái đinh ốc 2                            

B. quy tắc cái đinh ốc 2, cái đinh ốc 1 

C. quy tắc bàn tay trái, bàn tay phải                                

D. quy tắc bàn tay phải, bàn tay trái

Bài 5: Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện đi qua, nằm trong mặt phẳng P, M và N là hai điểm cùng nằm trong mặt phẳng P và đối xứng nhau qua dây dẫn. Véc tơ cảm ứng từ tại hai điểm này có tính chất nào sau đây:

A. cùng vuông góc với mặt phẳng P, song song cùng chiều nhau 

B. cùng vuông góc với mặt phẳng P, song song ngược chiều nhau, cùng độ lớn 

C. cùng nằm trong mặt phẳng P, song song cùng chiều nhau 

D. cùng nằm trong mặt phẳng P, song song ngược chiều nhau, cùng độ lớn

Bài 6: Một dây dẫn thẳng dài có đoạn giữa uốn thành hình vòng tròn như hình vẽ. Cho dòng điện chạy qua dây dẫn theo chiều mũi tên thì véc tơ cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn có hướng:

A. thẳng đứng hướng lên trên                             

B. vuông góc với mặt phẳng hình tròn, hướng ra phía sau

C. vuông góc với mặt phẳng hình tròn, hướng ra phía trước

 D. thẳng đứng hướng xuống dưới

...

ĐÁP ÁN

Bài	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Đáp án	D	C	C	A	B	C	B	C	B	C

-(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Lý thuyết và bài tập về Đường sức từ môn Vật Lý 11 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.