BÀI 14. TỪ TRƯỜNG
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 14. TỪ TRƯỜNG
VẬT LÍ 12
Khởi động
Khởi động
Ảnh
- Khởi động:
Ta đã biết nam châm và dòng điện đều tác dụng lực lên kim nam châm. Vậy xung quanh dòng điện có tồn tại từ trường không? Tính chất cơ bản của từ trường là gì? Từ trường được biểu diễn như thế nào?
I. Tương tác từ
Tương tác từ
Ảnh
I. Tương tác từ
- Nhiệm vụ 1
Hình vẽ
Ảnh
Khi đưa hai cực cùng tên hay khác tên của một nam châm thẳng và kim nam châm lại gần nhau (Hình 14.1) thì chúng đẩy nhau hay hút nhau?
- Nhiệm vụ 1:
- Nhiệm vụ 2
Hình vẽ
Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn ta thấy kim nam châm lệch một góc so với phương ban đầu (H14.2). Dự đoán điều gì xảy ra nếu ta đổi chiều dòng điện chạy qua dây dẫn. Trong TN này, kim nam châm có tác dụng lực lên dòng điện không?
Ảnh
- Nhiệm vụ 2:
- Nhiệm vụ 3
Ảnh
Ảnh
Hình vẽ
- Nhiệm vụ 3:
Khi cho dòng điện chạy qua hai tấm kim loại mỏng, nhẹ như ở Hình 14.3, ta thấy hai tấm kim loại đẩy nhau. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra nếu dòng điện qua hai tấm kim loại cùng chiều.
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ.
II. Từ trường
Từ trường
Ảnh
II. Từ trường
1. Khái niệm từ trường
Ảnh
Hình vẽ
Nhiệm vụ 4:
1. Khái niệm từ trường
Hãy mô tả một thí nghiệm khảo sát lực từ do nam châm tác dụng lên dòng điện.
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
Xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện có từ trường. Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là một dạng của 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 nó.
2. Tính chất cơ bản của từ trường
2. Tính chất cơ bản của từ trường
Ảnh
Là nó gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm, một dòng điện hay một hạt mang điện chuyển động đặt trong nó. Nhờ tính chất này người ta dùng kim nam châm, gọi là nam châm thử để phát hiện sự tồn tại của từ trường.
3. Cảm ứng từ
3. Cảm ứng từ
- Để đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực, người ta đưa vào một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ, kí hiệu là latex(vecB). Khi nam châm thử nằm cân bằng ở các điểm khác nhau trong từ trường thì nói chung nó định hướng theo các phương khác nhau. Điều đó gợi ý rằng có thể coi phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ latex(vecB) của từ trường tại điểm đó. Người ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của vectơ cảm ứng từ latex(vecB). - Ta thừa nhận rằng lực từ tác dụng lên một dòng điện (đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua) hay một nam châm đặt trong từ trường ở điểm nào lớn hơn thì cảm ứng từ tại điểm đó lớn hơn. - Từ trường đều là từ trường có cảm ứng từ latex(vecB) tại mọi điểm đều bằng nhau.
III. Đường sức từ
Đường sức từ
Ảnh
III. Đường sức từ
1. Từ phổ
Hình vẽ
1. Nhận xét hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4b và ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4c. 2. Nhận xét về hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở giữa hai cực của nam châm hình chữ U. Từ đó có thể rút ra KL gì về từ trường trong khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U.
Ảnh
1. Từ phổ
Nhiệm vụ 5: Nghiên cứu SGK, thực hành TN1 và thực hiện yêu cầu:
- Nhiệm vụ 6
Ảnh
Hình vẽ
Nhiệm vụ 6: Nghiên cứu SGK, thực hành TN2 và thực hiện yêu cầu:
1. Mô tả h/ả sự phân bố mạt sắt phân bố xung quanh dòng điện thẳng. 2. Nhận xét về hình ảnh sự phân bố mạt sắt bên trong ống dây và bên ngoài ống dây. 3. So sánh h/ả và sự phân bố mạt sắt ở bên ngoài ống dây với hình ảnh đường sức từ của nam châm thẳng.
Ảnh
- Nhận xét
Ảnh
- Nhận xét:
Hình vẽ
Hình ảnh những đường tạo ra bởi các mạt sắt trong các thí nghiệm trên được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta thấy hình ảnh trực quan của từ trường.
2. Đường sức từ
Ảnh
2. Đường sức từ
Nhiệm vụ 7: Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi:
Ảnh
Hình vẽ
Đặt một kim nam châm nhỏ trên mặt phẳng vuông góc với dòng điện thẳng. Khi cân bằng, kim nam châm nằm ở vị trí như Hình 14.11. Xác định chiều của dòng điện chạy qua dây dẫn.
- Kết luận
Ảnh
- Kết luận:
Khái niệm: là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của đường sức từ là chiều của vectơ cảm ứng từ.
+ Đặc điểm của đường sức từ: (- Kết luận)
Ảnh
- Các đặc điểm của đường sức từ:
Tại mỗi điểm trong từ trường, chỉ có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi. Các đường sức từ là những đường cong khép kín. Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ dày hơn, nơi nào từ trường yếu hơn thì các đường sức từ vẽ thưa hơn.
+ Xác định chiều của đường sức từ theo quy tắc nắm bàn tay phải như sau: (- Kết luận)
Ảnh
+ Xác định chiều của đường sức từ theo quy tắc nắm bàn tay phải:
Đối với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay đó là chiều của đường sức từ. Đối với dòng điện tròn và ống dây: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ.
Ảnh
Tổng kết
Tổng kết
Ảnh
Tổng kết:
Ôn lại kiến thức vừa học. Hoàn thành các bài tập trong SBT. Chuẩn bị bài sau: "Bài 15. Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ".
Cảm ơn
Ảnh