Câu 5: công thức tính cảm ứng từ tại một điểm cách dòng điện i một khoảng r xác định bởi:
|
Công thức tính cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Biểu thức nào sau đây xác định cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây: Chọn câu đúng? Đường sức từ của dòng điện gây ra bởi
I. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài Tại một điểm khảo sát cách dòng điện thẳng dài một khoảng r, vectơ cảm ứng từ có phương vuông góc với bán kính nối điểm khảo sát với tâm O (giao của dòng điện với mặt phẳng chứa vuông góc với dòng điện chứa điểm khảo sát). + Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm cách dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I một khoảng r trong chân không được tính bằng công thức: B = \(k\dfrac{I}{r}\) Trong hệ số SI, hệ số có tỉ lệ k có giá trị bằng 2.10-7. Vậy: B = 2.10-7.\(\dfrac{I}{r}\) (21.1) Trong đó, I tính ra ampe (A), r tính ra mét (m), B tính ta tesla (T). Dựa vào đặc điểm của vec tơ cảm ứng từ ta có phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tuân theo quy tắc nắm tay phải. II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn + Độ lớn cảm ứng từ B ở tâm dây dẫn tròn bán kính R có dòng điện I chạy qua, được tính bằng công thức: Vectơ cảm ứng từ có hướng trùng với hướng của đường sức trong lòng vòng dây B = 2π10-7.\(\dfrac{I}{r}\) (21.1a) Với R là bán kính của khung dây tròn. Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì: B = 2π10-7.N.\(\dfrac{I}{r}\) (21.1b) trong đó, I đo bằng ampe (A), R đo bằng mét (m). Tại một điểm trong lòng ống dây có dòng điện qua, vectơ cảm ứng từ có phương trùng với trục ống dây, có chiều tuân theo quy tắc nắm tay phải. III. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. Ống dây có dòng chạy qua: -Bên trong ống dây, các đường sức từ song song với trục ống dây và cách đều nhau. Nếu ống dây đủ dài (chiều dài rất lớn so với đường kính của ống dây và cách ống) thì đường bên trong ống dây là từ trường đều. Bên ngoài ống, đường sức từ có dạng giống đường sức từ của nam châm thẳng. Cảm ứng từ trong long ống dây được cho bởi công thức: B = 4π.10-7\(\dfrac{N}{l}I\) (21.3a) trong đó N là tổng số vòng dây, l là độ dài hình trụ. Chú ý rằng \(\frac{N}{l}\) = n = số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của lõi, vậy cũng có thể viết: B = 4π.10-7nI (21.3b) -Chiều các đường sức từ trong lòng ống dây được xác định theo quy tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện chạy qua ống dây, thì ngón choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây. Mô phỏng từ trường trong dây dẫn đặc biệt IV. Từ trường của nhiều dòng điện Phương pháp tính toán tương tự như đối với cường độ điện trường gây bởi nhiều điện tích điểm. Nghĩa là từ trường do nhiều dòng điện gây ra tuân theo nguyên lý 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. Sơ đồ tư duy về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt 
Với loạt bài Công thức tính cảm ứng từ hay nhất Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 11. Bài viết Công thức tính cảm ứng từ hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức - Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính cảm ứng từ hay nhất Vật Lí 11.
1. Định nghĩa - Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó. 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. - Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho mức độ mạnh hay yếu của từ trường tại điểm mà ta xét trong từ trường. - Cảm ứng từ là đại lượng vecto, có phương tiếp tuyến với đường sức từ, chiều của vecto cảm ứng là chiều đường sức từ. Chú ý : Trong từ trường đều thì cảm ứng từ tại mọi điểm trong không gian là như nhau. 2. Công thức – đơn vị đo Véc tơ cảm ứng từ + Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó; + Có độ lớn là: Trong đó : + B là cảm ứng từ. + F là lực tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dòng điện I chạy qua đặt tại điểm ta xét. + I là cường độ dòng điện chạy qua dây, có đơn vị ampe (A); + l là chiều dài đoạn dây dẫn, có đơn vị mét (m); Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). 3. Mở rộng Từ biểu thức cảm ứng từ ta suy ra công thức tính độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường đều là: Chú ý: - Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường, độ lớn của nó không phụ thuộc vào lực từ mà nó tác dụng lên dòng điện hay nam châm khác đặt trong nó. Mà phụ thuộc vào tác dụng của từ trường tại vị trí đặt đoạn dây dẫn. - Đối với từ trường gây ra bởi một số dòng điện có hình dạng đặc biệt, ta có các công thức xác định cảm ứng của dòng điện, cụ thể như sau: + Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn thì cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r là + Dòng điện chạy trong dây dẫn có dạng hình tròn thì cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây là + Dòng diện chạy trong ống dây hình trụ thì cảm ứng từ trong lòng ống dây có độ lớn: Trong đó: + I là cường độ dòng điện trong dây dẫn, có đơn vị ampe (A); + r là khoảng cách từ dây dẫn đến điểm ta xét, có đơn vị mét (m); + R là bán kính vòng dây tròn, có đơn vị mét (m); + N là tổng số vòng dây; + l là chiều dài ống dây, có đơn vị mét (m); + n =
4. Ví dụ minh họa Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 5 (cm) đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 (A). Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-2 (N). Cảm ứng từ của từ trường đó có độ lớn bao nhiêu? Bài giải: Áp dụng công thức F = B.I.l.sinα => Đáp án: B = 0,8 T Bài 2: Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 (cm) có dòng điện I = 5 (A) đặt trong từ trường đều tạo với vecto cảm ứng từ một góc 300. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 (N). Cảm ứng từ có độ lớn là bao nhiêu? Bài giải: Áp dụng công thức F = B.I.l.sinα => Đáp án: B = 0,5 T Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
|
