Tải ở cuối trang

Sách Giáo Khoa Vật Lý 11

Bài 21. từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt –

xung quanh một dây dẫn có dòng diện tồn tại một từ trường. tại một điểm trong không gian đó, vectơ cảm ứng từ b xác định từ trường phụ thuộc vào những yếu tố nào ?thực nghiệm và lí thuyết đã xác định được cảm ứng từ b tại một điểm cho trước trong từ trường của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng nhất định. kết quả cho thấy rằng, cảm ứng từ b tại một điểm m: – tỉ lệ với cường độ dòng điện i gây ra từ trường: – phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn; – phụ thuộc vào vị trí của điểm m: – phụ thuộc vào môi trường xung quanh.dưới đây, ta giả thiết môi trường xung quanh là chân không; một cách gần đúng, những kết quả thu được cũng áp dụng được cho môi trường xung quanh là không khí.|- từ trưởng củadông điên_chaytrong dây dân thảng daita hãy xác định cảm ứng từ b tại một điểm m gây bởi dòng điện có cường độ 1 chạy trong dây dẫn thẳng dài pq. trước hết, ta xác định đường sức từ đi qua m. theo Bài 19, đường sức từ đi qua m là đường tròn nằm trong mặt phẳng đi qua m vuông góc với dây dẫn, có tâm o nằm trên dây dẫn. vectơ cảm ứng từ b tiếp xúc với đường tròn đó tại m (hình 21.1).21.1 cảm ứng từ của dòng điện thẳng129b b o ο iа)(x) bdòng điệnb) ob 21.2*1. hãy xác định chiều dòng điện trên hình 21.2b,hệ quả: khi có hai dòng điện i, và 12 chạy trong hai dây dẫn thẳng dài, song song, cách nhau một đoạn r thì từ trường của dòng 1, sẽ tác dụng lên mỗi đoạn 1 của dòng 1, một lực từ là: i,ii,ii f= b.i. sin 90 = 2.107213 từ trường của dòng điện tròn130dễ dàng thấy rằng b_lom (tiếp tuyến vuông góc với bán kính tại tiếp điểm) và b vuông góc dây dẫn (vìb nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn). kết quả là b vuông góc mặt phẳng tạo bởi m và dây dẫn.mặt khác, b có chiều xác định bởi quy tắc nắm tay phải. nếu lấy mặt phẳng hình vẽ là mặt phẳng xác định bởi m và dây dẫn thì chiều của b được xác định trên hình 21.2a.về độ lớn của cảm ứng từ, thực nghiệm và lí thuyết đã chứng minh được rằng: cảm ứng từ b của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài (có thể coi là dài vô hạn) tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện 1 và tỉ lệ nghịch với khoảng cách r = om từ m đến dây dẫn :b = ktrong hệ si, hệ số tỉ lệ k có giá trị bằng 2.107. vậy: b=2.10 (21.1)trong đó, 1 tính ra ampe (a), r tính ra mét (m), b tính ra tesla (t). ví dụ : 1 = 10 a; r = 0.1 m10b = 20”端 = 2.105 t.|- từ trưởng của dông điên_chaytrong dây dản uốn thanh vông trontheo Bài 19, các đường sức từ của dòng điện tròn là những đường cong có chiều đi vào mặt nam, đi ra mặt bắc của dòng điện tròn ấy (hình 21,3). trong số đó, có đường sức từ đi qua tâm o là đường thẳng vô hạn ở hai đầu. cảm ứng từ b tại tâm o có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và có chiều đi vào mặt nam, đi ra mặt bắc của dòng điện tròn đó. theo kết quả tính toán, độ lớn cảm ứng từ tại o được xác định bởi công thức: b = 2.10 (21.2a)với r là bán kính của khung dây tròn. nếu khung dây tròn tạo bởi n vòng dây sít nhau thì:b = 2.10° n (21.2b)iii – từ trưởng của dông diên chay trong ống dây dân hình trųtrong vật lí và kĩ thuật, người ta thường sử dụng ống dây dẫn hình trụ tạo thành bởi một dây dẫn quấn đều quanh một lõi hình trụ (thường có chiều dài lớn hơn nhiều so với đường kính tiết diện). khi cho dòng điện cường độ 1 đi vào dây dẫn, thực nghiệm chứng tỏ rằng, trong ống dây các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau. nói cách khác, từ trường trong lòng ống dây là đều. theo kết quả tính toán, cảm ứng từ trong lòng ống dây được cho bởi công thức:b = 47.107 (21.3a)trong đó n là tổng số vòng dây, 1 là độ dài hình trụ. chú ý rằng = n là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của lõi, vậy cũng có thể viết: b=4.107n (21.3b) chiều các đường sức từ của ống dây dẫn hình trụ cũng có thể được xác định bằng quy tắc nắm tay phải :tưởng tượng dùng bàn tay phải nắm lấy ống dây sao cho các ngón trỏ, ngón giữa… hướng theochiều dòng điện : khi đó ngón cái choãi ra cho ta chiều của đường sức từ. “5°inh 21.4 từ trường của ống dây hình trụ* dựa vào quy tắc “vào nam ra bắc”, nghiệm lại rằng, chiều các đường sức từ của ống dây điện hình trụ cũng được xác định bằng quy tắc nắm tay phải iv – tư trưởng của nhiêu dông đ1ênphương 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 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.Bài tập ví dụcho hai dòng điện t) = 12 = 6a chạy trong hai dây dẫn dài,song song, cách nhau 30 cm theo cùng một chiều. xác địnhvectơ cảm ứng từ tổng hợp tại điểm m nằm trong mặt phẳngchứa hai dây dẫn, cách hai dây lần lượt là mo = p = 0,1 m. mo. = r = 0.2 m.giảitại m có hai vectơ cảm ứng từ b, và 瓦 lần lượt do i, và 1, gayга. vі м nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện nên b, và b, cùng phương (vì vuông góc với mật phẳng chứa m và hai dây dẫn). áp dụng quy tắc nắm tay phải, dễ dàng thấy tại m hai vectơ b và b, ngược hướng (hình 215), vậy vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại m cho bởi:- 215 – – – b = b+ b, có độ lớn: b = b – b, trong đó: b = 2 of -2.107.9. 12.10 t 0. * tìm một điểm trên đoạn on 7 : 6 -6 o, oz trong đó cảm ứng từ tổng b = 2.10 r. = 2.0 o 6. o’ t hợp bằng 0.b = (12–6). 10 ° = 6.10“ t; b cùng hướng với b,cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài:b=2.107 r n cảm ứng từ tại tâm của khung dây điện tròn: b=27.10’’ rcảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ dài:b=47.10’n’.132 câu hởi va bai tâp1. cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của a. luôn bảng 0. dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào ? b, tỉ lệ với chiếu dài ống dây.2. độ lớn của cảm ứng tù tại một điểm trong từ c. là đồng đều.trường của dòng điện thắng dài thay đổi thế nào khi điểm ấy dịch chuyển a) song song vởi dây ? 5. so sánh cảm ứng từ bên trong hai ống dây b) vuông gốc vởi dây ? điện. sau: c) theo một đường sức từ xung quanh dây ?d, tỉ lệ với tiết diện ống dây.ống 1 | 5a || 5000 vòng dai 2 m 3. phát biểu nào dưới đây là đúng ? ống 2 + 2 a | 10.000 vòng dài 15 m độ lớn cảm ứng từ tại tâm một dòng điện tròn a. tỉ lệ với cường độ dòng điện. 6. hai dòng điện đóng phảng : dòng thứ nhất b, tỉ lệ với chiều dài đường tròn. tháng dài 1, + 2 a: dòng thứ hai hình tròn. s ss ss ss ss ss ss ss tâm 0, cách dòng thứ nhất 40 cm, bán kinh c. tỉ lệ với diện tích hình tròn. – s ss ss ss ss ss ss r=20cm, i. =2a. xác định cảm ứng từ tại o. d, tỉ lệ nghịch với diện tích hình tròn. – – – phát biểu nào dưới đây là đúng ? 7. “. i a, 12 = 2a chạy ဖူး။ s s s s ây dân thảng dài, song song cách nhau cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ 50 cm theo cùng một chiếu. xác định những điểm tại đó b = 04.em có biết ?đ[nh nghia đon vi ampetheo những tính toán ở về g tác từ giữa các dòng điện, ta thấy: hai dòng điện, cường độ tương ứng là i, và 12, chạy trong hai dây dẫn thắng dài, song song, cùng chiều thì hút nhau và ngược chiều thì đấy nhau. lực tương tác trên một độ dài mn = 1 của mỗi dây dẫn cho bới:f = 2.107 1удtrong đó r là khoảng cách giữa hai dây dẫn.công thức trên cho thấy, nếu i, =1} =1 a; 1 = 1 m; r = 1 m thì f=2.107 n. từ đó, người ta đưa ra định nghĩa đơn vị ampe của cường độ dòng điện, một đơn vị cơ bản của hệ si như sau: ampe là cường độ của dòng điện không đối khi chạy trong hai dây dẫn thắng dài, song song, có tiết diện nhó, đặt cách nhau 1 m trong chân không, thì mỗi mét chiều dài của mỗi dây chịu tác dụng của một lực từ bằng 2.107 n.133

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 4 / 5. Số lượt đánh giá: 947

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống