Lý thuyết Tổng hợp chương Từ trường hay, chi tiết nhất - Vật Lí lớp 11

Lý thuyết Tổng hợp chương Từ trường hay, chi tiết nhất

Tài liệu Lý thuyết Tổng hợp chương Từ trường hay, chi tiết nhất Vật Lí lớp 11 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Tổng hợp chương Từ trường từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 11.

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Từ trường

- Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.

- Từ trường định hướng cho các nam châm nhỏ.

- Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

2. Đường sức từ

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

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

3. Lực từ

- Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.

- Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều có phương vuông góc với các đường sức từ và vuông góc với đoạn dây dẫn, có độ lớn phụ thuộc vào từ trường và cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:

F = IlBsinα với α là góc tạo bởi B→ và l−.

4. Cảm ứng từ

- Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó.

Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T)

5. Từ trường trong các loại mạch khác nhau

a) Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài

- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 1: Tay phải nắm lấy vòng dây sao cho ngón cái choãi ra là chiều dòng điện, khi đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của đường sức từ.

- Độ lớn cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một khoảng r:

b) Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2: Tay phải nắm lấy vòng dây sao cho các ngón tay trỏ hướng theo chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra là chiều của đường sức từ.

- Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây bán kính R:

Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì:

c) Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ

- Trong ống dây, các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.

- Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2.

- Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây:

d) Từ trường của nhiều dòng điện

Nguyên lí chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy.

6. Lực Lo-ren-xơ

- Mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của một lực từ, lực từ này gọi là lực lo-ren-xơ (Lorentz).

- Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ B→ tác dụng lên một hạt điện tích q₀ chuyển động với vận tốc :

    + Có phương vuông góc với v→ và B→ .

    + Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái:

Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của v→ khi q₀ > 0 và ngược chiều v→ khi q₀ < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra.

    + Có độ lớn: f = |q₀|vBsinα với α là góc tạo bởi v→ và B→.

- Bán kính quỹ đạo tròn của hạt điện tích (q₀,v) chuyển động trong mặt phẳng vuông góc với từ trường đều