Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt – Cách giải và bài tập áp dụng
Trong bài này, HocThatGioi sẽ chia sẻ cho các bạn về Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt – Cách giải và bài tập áp dụng. Bài viết sẽ cho giúp ta biết được cách giải dạng bài tập tính cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường và sẽ có những bài tập rèn luyện giúp ta làm tốt dạng bài này nhé!
1. Từ trường của dòng điện thẳng dài
1.1 Cách xác định cảm ứng từ B do dòng điện thẳng gây ra tại 1 điểm
Giả sử cho một dây dẫn thẳng dài có dòng điện I (A), xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} do dòng điện thẳng gây ra tại điểm M
Để xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} ta cần xác định 4 yếu tố: điểm đặt, phương, chiều và độ lớn
- Điểm đặt: tại điểm M
- Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn
- Chiều: được xác định theo quy tắc nắm tay phải 1
- Độ lớn: được xác định theo công thức sau:
B là độ lớn cảm ứng từ ( đơn vị là Tesla)
I là cường độ dòng điện (A)
r là khoảng cách từ dây dẫn đến điểm xét (m)
Quy tắc nắm tay phải 1 được phát biểu như sau:
Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.
1.2 Bài tập minh họa
Ví dụ:
Ta có r=10cm=0,1m
Ta có công thức tính độ lớn cảm ứng từ:
B=2.10^{-7}.\frac{I}{r}
=2.10^{-7}.\frac{2}{0.1} =4.10^{-6} T
Xác định điểm đặt phương chiều của Vecto cảm ứng từ:
Điểm đặt là tại điểm M
Phương vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn
Dựa vào quy tắc nắm tay phải 1 ta xác định được chiều của Vecto cảm ứng từ như hình vẽ
2. Từ trường của dòng điện có hình dạng vòng tròn
2.1 Cách xác định cảm ứng từ B do dòng điện tròn gây ra tại tâm vòng dây
Giả sử cho một dây dẫn tròn có dòng điện I (A), xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} do dòng điện thẳng gây ra tại điểm M là tâm của vòng dây
Để xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} ta cần xác định 4 yếu tố: điểm đặt, phương, chiều và độ lớn
B là độ lớn cảm ứng từ ( đơn vị là Tesla)
I là cường độ dòng điện (A)
r là bán kính vòng dây (m)
Quy tắc nắm tay phải 2 được phát biểu như sau:
Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho chiều khum bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện, ngón cái choãi ra chỉ hướng của đường sức từ.
2.2 Bài tập minh họa
Ví dụ:
Ta có r=5cm=0,05m
Ta có công thức tính độ lớn cảm ứng từ:
B=2.10^{-7}.\frac{I}{r}
=2.10^{-7}.\frac{5}{0.05} =2.10^{-5} T
Xác định điểm đặt phương chiều của Vecto cảm ứng từ:
Điểm đặt là tại điểm M là tâm vòng tròn
Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây
Dựa vào quy tắc nắm tay phải 2 ta xác định được chiều của Vecto cảm ứng từ như hình vẽ
3. Từ trường của ống dây
3.1 Cách xác định cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong ống dây hình trụ
Giả sử cho một dây dẫn quấn quanh một ống dây hình trụ có chiều dài L có dòng điện I A và quấn quanh ống dây là N vòng, xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} của dòng điện chạy trong ống dây
Để xác định Vecto cảm ứng từ \vec{B} ta cần xác định 3 yếu tố: phương, chiều và độ lớn
- Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn
- Chiều: được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2
- Độ lớn: được xác định theo công thức sau:
B là độ lớn cảm ứng từ ( đơn vị là Tesla)
I là cường độ dòng điện (A)
N là số vòng dây (vòng)
L là chiều dài ống dây (m)
3.2 Bài tập minh họa
Ví dụ:
Ta có công thức tính độ lớn cảm ứng từ:
B=4. \pi .10^{-7}.\frac{NI}{L}
=4. \pi.10^{-7}.\frac{100.4}{0.05} =3,2. \pi.10^{-3} T
Xác định phương chiều của Vecto cảm ứng từ:
Phương song song với trục ống dây
Dựa vào quy tắc nắm tay phải 2 ta xác định được chiều của Vecto cảm ứng từ như hình vẽ
4. Bài tập rèn luyện
Sau đây sẽ là các bài tập giúp các bạn rèn luyện lại những dạng đã học ở trên giúp các bạn khắc sâu hơn về dạng bài tập này:
a) Tính cảm ứng từ tại M cách dòng điện 4cm.
b) Cảm ứng từ tại N N bằng 10^{-6} T . Tính khoảng cách từ N đến dòng điện.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt – 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!
