TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Yêu cầu:
- Nắm được các khái niệm: từ trường, đường sức từ, cảm ứng từ, từ trường đều.
- Nắm được nguyên lý chồng chất điện trường.
- Vận dụng được các công thức tính cảm ứng từ của một số dòng điện có dạng đơn giản.
Nội dung:
+ Từ trường: tồn tại xung quanh nam châm, dòng điện và các điện tích chuyển động.
Từ trường gây ra lực từ lên nam châm, dòng điện hoặc điện tích chuyển động trong nó.
+ Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực, kí hiệu là 
.
+ Đường sức từ: là đường biểu diễn từ trường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên nó cũng trùng với phương của vector cảm ứng từ tại điểm đó.
@ Các đường sức từ là những đường cong kín.
@ Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ đi qua.
@ Nơi nào cảm ứng từ lớn thì các đường sức từ dày hơn, nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ thưa hơn.
+ Từ trường đều: là từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau.
+ Nguyên lý chồng chất từ trường: Nếu tại một điểm có n cảm ứng từ thì cảm ứng từ tổng hợp sẽ là:
+ Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản:
1. Từ trường của dòng điện thẳng:
+ Dạng của đường sức từ: là các đường tròn đồng tâm nằm trong các mặt phẳng vuông góc với dòng điện.
+ Chiều của các đường sức từ: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón là chiều của đường sức từ.
+ Độ lớn cảm ứng từ:
Trong đó, r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện.
2. Từ trường của dòng điện tròn:
+ Dạng của đường sức từ: hình vẽ
+ Chiều của các đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện.
+ Độ lớn cảm ứng từ ở tâm:
Trong đó, R là bán kính của dòng điện.
3. Từ trường của dòng điện trong ống dây:
+ Dạng của đường sức từ: hình vẽ
+ Chiều của các đường sức từ: Khum bàn tay phải theo ống dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua ống dây.
+ Độ lớn cảm ứng từ bên trong ống:
Trong đó, n là số vòng dây trên 1 mét chiều dài của ống.
BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Cho dòng điện cường độ 1 A chạy trong dây dẫn thẳng. Tính cảm ứng từ tại một điểm cách dây dẫn 10 cm.
Lời giải:
Sử dụng công thức tính độ lớn cảm ứng từ của dây dẫn thẳng, ta có:
ĐS: B = 2.10-6 T
Bài 2: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ I = 5 A, người ta đo được cảm ứng từ B = 31,4.10-6 T. Đường kính của dòng điện đó bằng bao nhiêu?
Lời giải:
Sử dụng công thức tính độ lớn cảm ứng từ của dòng điện tròn, ta có:
ĐS: R = 0,1 m
Bài 3: Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10-5 T bên trong một ống dây. Cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây là I = 2 A. Ống dây dài 50 cm. Hỏi phải quấn bao nhiều vòng dây?
Lời giải:
Chiều dài ống dây là l = 50 cm = 0,5 m. Gọi số vòng dây phải quấn là N, ta có:
ĐS: 497 vòng
-
(1)
Phát biểu nào sau đây là không đúng? Người ta nhận ra từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện vì:
có lực tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động dọc theo nó.
có lực tác dụng lên một dòng điện khác đặt song song cạnh nó.
có lực tác dụng lên một hạt mang điện đứng yên đặt bên cạnh nó.
có lực tác dụng lên một kim nam châm đặt song song cạnh nó.
-
(2)
Tính chất cơ bản của từ trường là:
gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó.
gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó.
gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.
gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.
-
(3)
Từ phổ là:
hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song.
hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường.
hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm.
hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau.
-
(4)
Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Các đường sức từ là những đường cong kín.
Qua bất kỳ điểm nào trong từ trường ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ.
Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng.
Đường sức mau ở nơi có cảm ứng từ lớn, đường sức thưa ở nơi có cảm ứng từ nhỏ.
-
(5)
Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường.
Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ.
Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ.
Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ.
-
(6)
Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với
nam châm chuyển động.
các điện tích đứng yên.
nam châm đứng yên.
các điện tích chuyển động.
-
(7)
Phát biểu nào dưới đây là Đúng?
Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện tròn là những đường tròn
Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện thẳng dài là những đường thẳng song song với dòng điện
Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện tròn là những đường thẳng song song cách đều nhau
Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện thẳng dài là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn
-
(8)
Chọn một đáp án sai khi nói về từ trường:
Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường cảm ứng từ đi qua
Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó
Các đường cảm ứng từ không cắt nhau
Các đường cảm ứng từ là những đường cong không khép kín
-
(9)
Các tương tác sau đây, tương tác nào không phải là tương tác từ:
tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện
tương tác giữa nam châm và dòng điện
tương tác giữa hai nam châm
tương tác giữa các điện tích đứng yên
-
(10)
Phát biểu nào sau đây là Sai? Từ trường tồn tại ở gần
thanh thủy tinh bị nhiễm điệm do cọ xát
một nam châm
dây dẫn có dòng điện
chùm tia điện tử
-
(11)
Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh
Các hạt mang điện
Các hạt mang điện có thể chuyển động hoặc đứng yên
Các hạt mang điện chuyển động
Các hạt mang điện đứng yên
-
(12)
Các đường sức từ trường bên trong ống dây mang dòng điện có dạng, phân bố, đặc điểm như thế nào:
là các đường thẳng song song với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều
là các đường tròn và là từ trường đều
là các đường thẳng vuông góc với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều
các đường xoắn ốc, là từ trường đều
-
(13)
Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm (gồm N = 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong không khí có dòng điện I qua mỗi vòng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4T. Tìm I?
0,1 A
0,2 A
0,3 A
0,4 A
-
(14)
Một dây thẳng chiều dài 18,84cm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một cuộn dây tròn. Cho dòng điện có cường độ I = 0,4A đi qua vòng dây. Cảm ứng từ tại tâm vòng dây là:
1,9.10-5 T
8,4.10-5 T
0,19.10-5 T
0,84.10-5 T
-
(15)
Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 (A), cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 (T). Số vòng dây của ống dây là:
518
25
497
67
-
(16)
Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm được quấn đều theo chiều dài ống. Ống dây không có lõi và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện đi qua dây dẫn là 0,5A. Cảm ứng từ trong ống dây có độ lớn:
1,5.10-2 T
1,5.10-3 T
1,5.10-4 T
1,5.10-5 T
-
(17)
Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M là:
7,5.10-7 T
5,6.10-6 T
7,5.10-6 T
5,6.10-7 T
-
(18)
Hai dòng điện thẳng dài vô hạn I1 = 10A; I2 = 30A vuông góc nhau trong không khí. Khoảng cách ngắn nhất giữa chúng là 4cm. Cảm ứng từ tại điểm cách mỗi dòng điện 2cm là
3,16.10-4T
5,15.10-4T
2,32.10-4T
6,17.10-4T
-
(19)
Cho hai dòng điện I1, I2 có chiều như hình vẽ, có cường độ: I1 = I2 = I = 2A ; các khoảng cách từ M đến hai dòng điện là a = 2cm ; b = 1cm. Cảm ứng từ tại M là :
4.10-5 T
4,22.10-5 T
42,2.10-5 T
2,2.10-5 T
-
(20)
Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Khoảng cách từ điểm M đến ba dòng điện trên mô tả như hình vẽ. Xác định cảm ứng từ tại M trong trường hợp cả ba dòng điện đều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 10A.
10-3T
10-4T
10-2T
10-1T
-
(21)
Tính cảm ứng từ tại tâm của hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm, bán kính một vòng là R1 = 8cm, vòng kia là R2 = 16cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10A chạy qua. Biết hai vòng dây nằm trong cùng một mặt phẳng, và dòng điện chạy trong hai vòng ngược chiều.
2,6. 10-5T
3,9. 10-5T
4,9. 10-5T
3,1. 10-5T
-
(22)
Tính cảm ứng từ tại tâm của hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm, bán kính một vòng là R1 = 8cm, vòng kia là R2 = 16cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10A chạy qua. Biết hai vòng dây nằm trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau.
8,8.10-6T
8,8.10-7T
8,8.10-5T
8,8.10-4T
-
(23)
Dùng một dây đồng đường kính d=0,5mm có một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ để làm một ống dây (xôlenoit), các vòng dây quấn sát nhau. Cho dòng điện có I=0,4A chạy qua ống dây. Cảm ứng từ trong ống dây là:
0,1T
0,01T
0,001T
0,0001T
-
(24)
Dùng một dây đồng đường kính 0,8mm có một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ có đường kính 2cm, chiều dài 40cm để làm một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau. Muốn từ trường có cảm ứng từ bên trong ống dây bằng 6,28.10-3T thì phải đặt vào ống dây một hiệu điện thế là bao nhiêu. Biết điện trở suất của đồng bằng 1,76.10-8Wm.
4,4 V
4 V
0,4 V
44 V
-
(25)
Một dây dẫn rất dài được căng thẳng trừ một đoạn ở giữa dây uốn thành một vòng tròn bán kính 1,5cm, như hình vẽ. Cho dòng điện 3A chạy trong dây dẫn. Cảm ứng từ tại tâm của vòng tròn nếu vòng tròn và phần dây thẳng cùng nằm trong một mặt phẳng là:
7,5. 10-5T
6,9. 10-5T
5,1. 10-5T
8,6. 10-5T