Xem Lực từ tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện 2024
Nội dung chính
Chương IV: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện
Chương IV: Chuyển động của khung dây trong từ trường
Lực từ là lực do từ trường của nam châm hoặc dòng điện gây ra có một nam châm hoặc dòng điện khác đặt trong từ trường của nó.
1/ Phương và chiều của lực từ
Chương IV: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện
Khi có dòng điện chạy qua khung dây theo chiều D→C→B→A cân thăng bằng nghiêng về phía khung dây.
Đổi chiều từ trường giữa hai cực của nam châm chữ U ta thấy cân thăng bằng lệch về phía các quả cân => chiều của lực từ đã thay đổi.
Xét một khung dẫn ABCD đặt trong từ trường đều trong lòng nam châm chữ U, dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ I. Tiến hành thí nghiệm tương tự, thay vì đổi chiều từ trường, bạn có thể thay đổi chiều của dòng điện khi đó chiều của lực từ cũng thay đổi theo.
Từ thí nghiệm mô phỏng trên bạn có thể rút ra kết luận:
Trong bài này, HocThatGioi sẽ chia sẻ cho các bạn về Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện – Cách giải và bài tập áp dụng. Bài viết sẽ giúp ta biết được cách giải dạng bài tập xác định lực từ do từ trường gây ra cho một đoạn dây mang dòng điện, và cũng sẽ có những bài tập giúp ta rèn luyện về dạng này tốt hơn. Bây giờ hãy cùng HocThatGioi đi vào bài học nào!
Đầu tiên chúng ta cần tìm hiểu về lực từ là gì?
Lực từ là lực của từ trường tác dụng lên một vật mang hạt điện tích chuyển động (khung dây, đoạn dây, vòng dây tròn có điện…)
Chú ý: Trong kiến thức phổ thông chúng ta chỉ xét đến lực từ trong trường hợp vật bị tác động bởi từ trường đều. Nên khi ta nhắc đến từ trường và lực từ đều được hiểu là từ trường đều và lực từ được sinh ra bởi từ tường đều.
Trong đó từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau, các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
Giả sử đặt một đoạn dây dẫn mang dòng điện I (A) có chiều dài l vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B (Tesla) thì
Lực từ vec{F} do từ trường đều tác dụng lên đoạn dây có:
- Điểm đặt: trung điểm của đoạn dây
- Phương: Vuông góc với mặt phẳng giữa (vec{B},vec{l})
- Chiều: được xác định theo quy tắc bàn tay trái
- Độ lớn: được xác định theo công thức
Công thức tính độ lớn lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây:
Công thức tính lực từ
F=I.B.l.sin alpha
Trong đó:
F là độ lớn lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây
B là độ lớn cảm ứng từ
l là chiều dài của đoạn dây
alpha là góc hợp bởi vec{B} và vec{I}
Lưu ý: Khi đường sức và dòng điện cùng phương thì F=0
Khi đường sức và dòng điện vuông góc thì lực từ đạt giá trị cực đại F=F_{max}=I.B.l
Quy tắc bàn tay trái:
Quy tắc bàn tay trái được phát biểu như sau: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho chiều của các đường cảm ứng từ xuyên qua lòng bàn tay. Và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều của dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90^{circ} chỉ chiều của lực F tác dụng lên đoạn dây dẫn.
Minh họa cho quy tắc bàn tay trái
Sau đây là ví dụ minh họa về dạng bài tính lực từ do từ trường tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện
Hình 1
Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ vec{B} (Hình 1) . Dòng điện chạy qua dây có cường độ I=0,75A. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây. Biết cảm ứng từ của từ trường đó có độ lớn 0,8T
Đầu tiên ta cần xác định điểm đặt, phương, chiều và độ lớn của vec{F}
Ta có:
Điểm đặt chính là trung điểm của đoạn dây
Phương vuông góc với mặt phẳng giữa (vec{B},vec{l})
Dựa vào quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của vec{F} như hình bên dưới
Sau đó ta sẽ đi tính độ lớn của lực từ:
Ta có: 5cm=0,05m
Theo đề ta có vec{B} vuông góc với vec{I}
to alpha=90^{circ} Ta có công thức tính độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây:
F=I.B.l.sin alpha =0,75.0,8.0.05.sin(90)=0,03 N
Vậy lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn là F=0,03N và có chiều như hình vẽ dưới đây
Sau đây là những bài tập tương tự giúp các bạn rèn luyện thêm về dạng bài này:
Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 10cm đặt trong từ trường đều và hợp với vectơ cảm ứng từ vec{B} một góc 30^{circ} . Dòng điện chạy qua dây có cường độ I=2A. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây. Biết cảm ứng từ của từ trường đó có độ lớn 4.75 T
Bài 2: Một dòng điện có cường độ 2A nằm vuông góc với các đường sức của một điện trường đều. Cho biết lực từ tác dụng lên 20cm, của đoạn dây ấy là 0,04N. Độ lớn của cảm ứng từ là bào nhiêu?
Bài 3: Một đoạn dây dẫn dài 7,5cm đặt trong từ trường đều và hợp với vectơ cảm ứng từ vec{B} một góc 60^{circ} . Dòng điện chạy qua dây có cường độ I=3,75A.Cảm ứng từ của từ trường đó có độ lớn 3,05 T.Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây.
Câu 4: Một dây dẫn mang dòng điện có cường độ 6A nằm vuông góc với đường sức của một từ trường đều. Cảm ứng từ có độ lớn bằng 0,02T. Lực từ tác dụng lên 30cm chiều dài của dây dẫn có độ lớn bằng bao nhiêu?
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện – Cách giải và bài tập áp dụng. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!
Bài viết khác liên quan đến Từ trường
06/06/2020 18,508
A. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện trong đoạn dây
B. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây
C. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ
Đáp án chính xác
D. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cảm ứng từ tại điểm đặt đoạn dây
Câu hỏi trong đề: Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 11 Từ trường !!
Chọn: C
Hướng dẫn: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện được xác định theo công thức F = B.I.l.sinα
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Bạn đang tìm hiểu bài viết: Lực từ tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện 2024
HỆ THỐNG CỬA HÀNG TRÙM SỈ QUẢNG CHÂU
Điện thoại: 092.484.9483
Zalo: 092.484.9483
Facebook: https://facebook.com/giatlathuhuongcom/
Website: Trumsiquangchau.com
Địa chỉ: Ngõ 346 Nam Dư, Trần Phú, Hoàng Mai, Hà Nội.
