CHỦ ĐỀ 3. TỪ TRƯỜNG. BÀI 1. TỪ TRƯỜNG
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
CHỦ ĐỀ 3. TỪ TRƯỜNG. BÀI 1. TỪ TRƯỜNG
Khởi động
Khởi động
Khởi động
Ta đã biết vùng không gian xung quanh nam châm (hoặc dây dẫn mang dòng điện) có từ trường. Từ trường do nam châm điện tạo ra có nhiều ứng dụng. Ở tàu đệm từ (Hình 1.1), từ trường do các nam châm điện ở đường ray và thân tàu làm cho tàu chuyển động với tốc độ cao mà không tiếp xúc với đường ray như tàu hoả hoặc tàu điện thông thường. Bằng các giác quan, ta không thể nhận biết được từ trường. Làm thế nào để hình dung ra từ trường?
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Sử dụng các đường sức từ để mô tả từ trường.
Khái niệm từ trường
Tính chất từ của nam châm
Tính chất từ của nam châm
Trên một nam châm, có những miền hút vụn sắt mạnh nhất: đó là các cực từ của nam châm. Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai loại cực từ phân biệt. Một loại được đặt tên là cực từ bắc, kí hiệu N (viết tắt của North, theo tiếng Anh), loại kia là cực từ nam, kí hiệu S (viết tắt của South). Trong sách này, ta quy ước ở các hình vẽ: cực từ bắc (N) của nam châm có màu đỏ, cực từ nam (S) có màu xanh. Nam châm có thể hút hoặc đẩy nam châm khác. Hai cực của hai nam châm được đưa lại gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng loại và sẽ hút nhau khi chúng khác loại. Lực hút hoặc đẩy này dược gọi là lực từ. Lực hút hoặc đẩy giữa nam châm và dòng diện, giữa dòng diện và dòng diện cũng được gọi là lực từ.
Định nghĩa từ trường
Định nghĩa từ trường
Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm khác đặt trong đó. Định nghĩa này cho thấy, đặc trưng của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó. Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ đặt tại những vị trí bất kì trong khoảng không gian ấy.
Ảnh
Đường sức từ
Thí nghiệm
Thí nghiệm
Trong từ trường của thanh nam châm, mạt sắt được sắp xếp theo các đường cong nối từ cực này sang cực kia của nam châm, dày nhất ở các cực từ của nam châm. Càng ra xa nam châm, những đường này càng thưa dần. Hình ảnh các đường mạt sắt xung quanh nam châm như Hình 1.5 được gọi là từ phổ.
Ảnh
Luyện tập
Luyện tập
Ở Hình 1.6, mũi tên chỉ hướng bắc của từ trường Trái Đất. Hãy xác định cực từ của kim nam châm.
Trả lời
Cực từ bắc của nam châm ở dưới, cực từ nam ở trên.
Ảnh
Định nghĩa
Định nghĩa
Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyển với nó tại mỗi điểm có phương trùng với phương của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
Ảnh
Ví dụ
Ví dụ
Đường sức từ của dòng điện thẳng Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng rất dài được gọi là dòng điện thẳng. Kết quả thí nghiệm cho biết đường sức từ của dòng điện thẳng rất dài với cường độ I: + Có dạng những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện có tâm là giao điểm giữa dòng điện và mặt phẳng đó (Hình 1.9).
Ảnh
Quy tắc nắm tay phải:
Quy tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ.
Ảnh
Ảnh
Đường sức từ của dòng điện tròn
Đường sức từ của dòng điện tròn Dòng điện chạy trong dây dẫn hình tròn được gọi là dòng điện tròn. Hình 1.12 biểu diễn từ phổ và hình dạng các đường sức từ của dòng điện tròn.
Ảnh
Người ta quy ước
Người ta quy ước mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào mặt đó, ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại. Dùng quy ước này, ta có: Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt nam và đi ra mặt bắc của dòng điện tròn ấy. Có thể xác định chiều dòng điện tròn tại mặt nam của nó bằng cách viết chữ S rồi đánh dấu mũi tên vào hai đầu chữ S; còn ở mặt bắc thì viết chữ N rồi đánh dấu mũi tên vào hai đầu chữ N .
Ảnh
Khum bàn tay phải
Khum bàn tay phải theo vòng dây của dòng điện tròn sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; khi đó, ngón cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ.
Ảnh
Đường sức từ của từ trường đều
Đường sức từ của từ trường đều Từ trường đều là từ trường mà các đường sức từ của nó là những đường thẳng song song và cách đều nhau. Từ trường giữa hai cực của một nam châm hình chữ U (vùng tô màu) có thể coi là từ trường đều (Hình 1.15).
Ảnh
Luyện tập
Luyện tập
Cho một thanh nam châm và một kim nam châm nhỏ. Vẽ đường sức từ xung quanh thanh nam châm này.
Trả lời
Ảnh
Vận dụng
Vận dụng
Vận dụng
Hãy xác định cực từ của thanh nam châm ở Hình 1.16.
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Dựa vào lí thuyết và hướng sắp xếp của kim nam châm, xác định được cực từ bắc (N) ở bên trái, cực từ nam (S) ở bên phải.
Cảm ơn
Ảnh