Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua
Chuyên đề Vật lý lớp 9: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua được VnDoc sưu tầm và chia sẻ tới các em học sinh, nội dung bài bao gồm giải các bài tập và trả lời câu hỏi trong sách giáo khoa Vật Lý 9 được biên soạn bám sát theo nội dung sách Vật Lý lớp 9. Với tài liệu này các em có thể so sánh đối chiếu với bài mình đã làm từ đó rút ra kinh nghiệm học tốt hơn cho mình. Chúc các em học tốt
Chuyên đề: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua
I. Lý thuyết từ trường
1. Từ phổ, đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua
Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ bên ngoài của một thanh nam châm thẳng.
Đường sức từ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua là những đường cong khép kín (hình vẽ). Bên trong lòng ống dây là những đoạn thẳng song song nhau.
Ống dây có dòng điện chạy qua cũng được xem như là một nam châm. Hai đầu của nó cũng như là hai cực từ. Đầu ống dây có các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia có các đường sức từ đi vào là cực Nam.
2. Quy tắc nắm tay phải
a) Chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào?
Chiều đường sức từ của ống dây phụ thuộc vào chiều của dòng điện chạy qua các cuộn dây.
b) Quy tắc nắm tay phải
Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây. (chỉ từ cực Bắc của ống dây).
Người ta sử dụng nguyên lí này của cuộn dây để tạo ra các nam châm điện. Có thể làm tăng lực từ của nam châm điện bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua các dây hoặc tăng số vòng dây.
II. Phương pháp giải bài tập Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua
1. Xác định chiều đường sức từ hay chiều dòng điện của ống dây
Bằng cách áp dụng quy tắc nắm tay phải ta có thể suy ra được:
Chiều đường sức từ trong lòng ống dây khi biết chiều dòng điện qua ống dây.
Chiều dòng điện trong ống dây khi biết chiều đường sức từ trong lòng ống dây khi có dòng điện chạy qua.
2. Xác định sự định hướng của nam châm thử khi đặt gần một ống dây có dòng điện chạy qua
Vẽ đường sức từ của ống dây có dòng điện.
Xác định chiều đường sức từ của ống dây theo quy tắc nắm tay phải.
Xác định sự định hướng của nam châm thử theo quy tắc: Trục của kim nam châm thử trùng với tiếp tuyến của đường sức từ tại điểm đặt nó, chiều cực Bắc của nam châm thử trùng với chiều đường sức từ.
3. Ví dụ mẫu bài tập
Ví dụ 1: Có một số quả đấm làm bằng đồng và một số quả làm bằng sắt mạ đồng. Hãy tìm ra cách phân loại chúng.
Hướng dẫn giải bài tập
Các quả cầu bằng sắt mạ đồng bị nam châm hút, các quả cầu bằng đồng không bị nam châm hút. Dó đó ta có thể sử dụng một nam châm để phân loại các quả cầu.
Ví dụ 2: Tại một điểm trên bàn làm việc, người ta thử lại vẫn thấy kim nam châm luôn nằm dọc theo hướng xác đinh, không trùng với hướng Nam - Bắc. Từ đó có thể rút ra kết luận gì về không gian xung quanh nam châm?
Hướng dẫn giải bài tập
Nếu xung quanh không có tác nhân nào tạo ra từ trường khác (nam châm, dây dẫn hay ống dây dẫn hay ống mang dòng điện), khi cân bằng, nam châm thử sử năm dọc hướng Nam - Bắc.
Khi cân bằng nam châm nằm dọc theo một hướng mà hướng này không trùng với hướng Nam - Bắc. Do đó xung quanh nam châm có một tác nhân gây ra từ trường khác (có thể là một nam châm hoặc một dòng điện đặt gần đó).
III. Câu hỏi bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Các đường sức từ ở trong lòng ống dây có dòng điện một chiều chạy qua có những đặc điểm gì?
A. Là những đường thẳng song song, cách điều nhau và vuông góc với trục của ống dây.
B. Là những vòng tròn cách đều nhau, có tâm nằm trên trục của ống dây.
C. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Bắc đến cực Nam của ống dây.
D. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây.
Các đường sức từ ở trong lòng ống dây có dòng điện một chiều chạy qua là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây
Câu 2: Vì sao có thể coi ống dây có dòng điện một chiều chạy qua như một thanh nam châm thẳng?
A. Vì ống dây cũng có tác dụng lực từ lên kim nam châm.
B. Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim sắt.
C. Vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm.
D. Vì một kim nam châm đặt trong lòng ống dây cũng chịu tác dụng của một lực giống như khi đặt trong lòng thanh nam châm.
Có thể coi ống dây có dòng điện một chiều chạy qua như một thanh nam châm thẳng vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm
Câu 3: Nếu dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì ngón tay cái choãi ra chỉ điều gì?
A. Chiều của dòng điện trong ống dây.
B. Chiều của lực điện từ lên nam châm thử.
C. Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt ở ngoài ống dây.
D. Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử trong lòng ống dây.
Nếu dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử trong lòng ống dây
Câu 4: Quy tắc nào sau đây xác định được chiều của đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua?
A. Quy tắc bàn tay phải.
B. Quy tắc bàn tay trái.
C. Quy tắc nắm tay phải.
D. Quy tắc nắm tay trái.
Quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua
Câu 5: Cho ống dây AB có dòng diện chạy qua. Một nam châm thử đặt ở đầu B của ống dây, khi đứng yên nằm định hướng như hình sau:
Tên các từ cực của ống dây được xác định là:
A. A là cực Bắc, B là cực Nam.
B. A là cực Nam, B là cực Bắc.
C. Cả A và B là cực Bắc.
D. Cả A và B là cực Nam.
A là cực Nam, B là cực Bắc
Câu 6: Một ống dây dẫn được đặt sao cho trục chính của nó nằm dọc theo thanh nam châm như hình dưới. Đóng công tắc K, đầu tiên thấy thanh nam châm bị đẩy ra xa.
Đầu B của nam châm là cực gì?
A. Cực Bắc
B. Cực Nam
C. Cực Bắc Nam
D. Không đủ dữ kiện để xác định
Đầu B của nam châm là cực Nam
Câu 7: Một dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế) có cấu tạo được mô tả như hình sau:
Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục OO’ đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy. Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị sẽ:
A. Quay sáng bên phải
B. Quay sang bên trái
C. Đứng yên
D. Dao động xung quanh vị trí cân bằng
Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị sẽ quay sáng bên phải
Câu 8: Quy tắc nắm tay phải được phát biểu:
A. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của đường sức từ trong lòng ống dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện chạy qua các vòng dây.
B. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
C. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho ngón tay cái hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay còn lại chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
D. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái khom lại theo bốn ngón tay chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
Quy tắc nắm tay phải: Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây
Câu 9: Ống dây có chiều dòng điện chạy qua như hình vẽ:
Chọn phương án đúng về từ cực của cuộn dây.
A. A là cực Bắc
B. A là cực Nam
C. B là cực Bắc
D. Không xác định được
A là cực Bắc
Câu 10: Trong hình sau, kim nam châm nào bị vẽ sai?
A. Kim nam châm số 1
B. Kim nam châm số 3
C. Kim nam châm số 4
D. Kim nam châm số 5
Kim nam châm số 5 bị vẽ sai
---------------------
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Vật lý 9: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Toán 9, Chuyên đề Vật Lí 9, Lý thuyết Sinh học 9, Giải bài tập Hóa học 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Luyện thi lớp 9 lên lớp 10. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.
