PHƯƠNG PHÁP VÀ BÀI TẬP TỔNG HỢP XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN VÀ CHIỀU LỰC ĐIỆN TỪ
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
a. Xác định chiều dòng điện
Quy tắc nắm tay phải được sử dụng để xác định hướng cảm sinh của đường cong biên khi áp dụng định lý Stokes. Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho ngón cái choãi ra chỉ theo chiều của véc-tơ pháp tuyến. Thế thì bốn ngón tay còn lại sẽ cho ta định hướng cảm sinh của đường cong biên.
b. Xác định chiều của lực điện từ
- Quy tắc bàn tay trái (còn gọi là quy tắc bàn tay trái của Fleming) là một quy tắc trực quan áp dụng cho động cơ điện. Quy tắc này được phát hiện bởi kỹ sư, nhà vật lý học John Ambrose Fleming vào những năm cuối thế kỷ 19.
- Đây là một cách đơn giản để tìm ra hướng chuyển động trong động cơ điện. Quy tắc bàn tay trái phát biểu như sau:
+ Giả thuyết: Khi một dòng điện đi qua một cuộn dây được đặt trong một từ trường của nam châm, cuộn dây dẫn sẽ chịu tác động bởi một lực vuông góc với hướng của 2 đại lượng là từ trường và dòng điện chạy qua.
+ Quy tắc bàn tay trái: Ngón tay cái, ngón trỏ và ngón giữa dùng để thể hiện các trục hay hướng của các đại lượng vật lý, ngón cái biểu thị chiều chuyển động của lực, ngón trỏ chỉ hướng của từ trường và ngón giữa là chiều của dòng điện chạy qua.
+ Quy tắc nắm bàn tay trái dựa trên cơ sở lực từ tác động lên dây điện theo biểu thức toán học: F = I.dl.B Trong đó: F là lực từ I là cường độ dòng điện dl là vectơ có độ dài bằng độ dài đoạn dây điện và hướng theo chiều dòng điện B là véc tơ cảm ứng từ trường.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Treo thanh nam châm gần một ống dây như hình 30.1. Đóng mạch điện.
a) Có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm ?
b) Đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ?
c. Hãy làm thí nghiệm kiểm tra xem các câu trả lời trên của em có đúng không?
Giải
a) Thanh nam châm bị hút vào ống dây. Vì khi đóng mạch điện, dòng điện chạy qua cuộn dây theo chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng, sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải, ta xác định được chiều từ trường do ống dây gây ra có chiều đi ra từ đầu B, nên B là cực Bắc, sẽ hút cực nam S của nam châm bên ngoài.
b) Lúc đầu nam châm bị đẩy ra xa, sau đó xoay đi và khi cực Bắc của nam châm hướng về phía đầu B của ống dây thì nam châm lại bị hút vào ống dây. Vì khi đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì từ cực tại B sẽ đổi thành cực Nam, cùng cực với nam châm ngoài nên sẽ đẩy ra xa, sau đó nam châm bên ngoài bị xoay đi và cực Bắc của nam châm ngoài sẽ gần đầu B (cực Nam) của ống dây nên bị hút vào.
c) Dụng cụ thí nghiệm: 1 ống dây, 1 thanh nam châm và 1 mạch điện. Tiến hành thí nghiệm theo hình vẽ và kiểm tra kết quả.
Bài 2: Hãy xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều của đường sức từ và tên cực từ trong các trường hợp biểu diễn trên hình 30.2a,b,c. Cho biết kí hiệu (+) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu (.) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều từ phía sau ra phía trước.
Giải
Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực như hình vẽ:
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Cho các trường hợp tác dụng của lực điện từ lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua như hình vẽ sau:
Các trường hợp có dòng điện chạy xuyên vào mặt phẳng tờ giấy gồm:
A. a, b, c
B. a, b
C. a
D. Không có
Câu 2: Cho các trường hợp của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua như hình vẽ:
Các trường hợp có cực Bắc (N) ở phía bên phải gồm?
A. a
B. c, d
C. a, b
D. Không có
Câu 3: Cho các trường hợp có lực điện từ tác dụng sau đây:
Các trường hợp có lực điện từ nằm ngang hướng sang trái trên hình vẽ gồm:
A. c, d
B. a, b
C. a
D. Không có
Câu 4: Mặt cắt thẳng đứng của một đèn hình trong máy thu hình được vẽ như trong hình vẽ. Tia AA' tượng trưng cho chùm electron đến đập vào màn huỳnh quang M, các ống dây L1, L2 dùng để lái chùm tia electron theo phương nằm ngang. Chùm tia electron chuyển động từ A đến A' thì lực điện từ tác dụng lên các electron có chiều như thế nào?
A. Từ trên xuống dưới trong mặt phẳng tờ giấy.
B. Thẳng góc với mặt phẳng tờ giấy và từ trước ra sau.
C. Từ dưới lên trên trong mặt phẳng tờ giấy.
D. Thẳng góc với mặt phẳng tờ giấy và từ sau ra trước.
Câu 5: Một dây dẫn AB có thể trượt tự do trên hai thanh ray dẫn điện MC và ND được đặt trong từ trường mà đường sức từ vuông góc với mặt phẳng MCDN, có chiều đi về phía sau mặt tờ giấy về phía mắt ta. Hỏi thanh AB sẽ chuyển động theo hướng nào?
A. Hướng F2
B. Hướng F4
C. Hướng F1
D. Hướng F3
Câu 6: Cho các trường hợp có lực điện từ tác dụng sau đây:
Các trường hợp có lực điện từ thẳng đứng hướng lên trên hình vẽ gồm:
A. a, b
B. c, d
C. a
D. Không có
Câu 7: Cho các trường hợp có lực điện từ tác dụng sau đây:
Các trường hợp có lực điện từ nằm ngang hướng sang phải trên hình vẽ gồm:
A. Không có
B. c, d
C. a
D. a, b
Câu 8: Cho các trường hợp của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua như hình vẽ:
Các trường hợp có cực Bắc (N) ở phía bên phải gồm?
A. a, b
B. Không có
C. a
D. c, d
Câu 9: Quan sát hình vẽ
Hãy cho biết chiều dòng điện và chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn CD đúng với hình nào trong các hình a, b, c hay d.
A. Hình d
B. Hình a
C. Hình c
D. Hình b
Câu 10: Mặt cắt thẳng đứng của một đèn hình trong máy thu hình được vẽ như trong hình vẽ. Tia AA' tượng trưng cho chùm electron đến đập vào màn huỳnh quang M, các ống dây L1, L2 dùng để lái chùm tia electron theo phương nằm ngang. Hỏi đường sức từ trong các ống dây L1, L2 sẽ hướng như thế nào?
A. Từ L1 đến L2
B. Từ L2 đến L1
C. Trong L1 hướng từ dưới lên và từ trên xuống trong L2
D. Trong L1 hướng từ trên xuống và từ dưới lên trong L2
ĐÁP ÁN
| 1 | D | 3 | B | 5 | C | 7 | A | 9 | C |
| 2 | B | 4 | D | 6 | D | 8 | D | 10 | A |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp và bài tập tổng hợp Xác định chiều dòng điện và chiều lực điện từ môn Vật Lý 9 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em 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.
