Từ Trường Là Gì? Công Thức Và Bài Tập Từ Trường Vật Lý 11

1. Từ trường là gì? Ví dụ về từ trường

Từ trường là một môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện chuyển động không đổi. Từ trường gây ra lực từ tác dụng lên một số vật có từ tính đặt trong chúng.

Một số ví dụ về từ trường mà chúng ta thường gặp trong cuộc sống:

• Hai nam châm hút nhau trong từ trường của nhau.

• Lực từ tác dụng lên không gian.

• Tương tác từ giữa các dòng điện song song cùng chiều hút nhau và ngược chiều nhau đẩy nhau.

  2. Công thức từ trường

  Công thức từ trường là một trong những phần kiến ​​thức quan trọng nhất trong Chương 4 Từ trường, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về nguyên lý của các hiện tượng vật lý. Ngoài ra, công thức còn đóng góp quan trọng vào quá trình giải các bài toán, tính toán và biểu diễn các thí nghiệm trong chương này.

  2.1. Lực từ tác dụng lên vật dẫn mang dòng điện

  Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện như sau:

  

  2.2. Từ trường hiện tại

  Mỗi mạch khác nhau sẽ có một từ trường khác nhau, chúng ta có thể chia nó như sau:

  

  2.3. Tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện

  

  2.4. Lực Lorentz

  

  2.5. Mômen từ

  

  2. Các ứng dụng của trường từ tính

  Trong cuộc sống, để phát hiện sự tồn tại của từ trường, người ta dùng kim châm để phán đoán. Một thanh kim nam châm bình thường sẽ cân bằng với kim chỉ theo chiều n – b (nam – bắc). Do đó, chúng ta có thể dễ dàng phát hiện từ trường với dụng cụ này.

  Một số dự án được tạo bằng ứng dụng Magnetic bao gồm:

  • Máy điện quay: được sử dụng trong máy phát điện, động cơ điện từ và các thiết bị khác …

  • Máy tĩnh điện: áp dụng cho máy biến áp, tụ điện …

  • Nhiều công cụ sử dụng đặc tính hút sắt của từ trường: nam châm điện có trong cần trục thép, cuộn dây rơ le, cuộn đóng mở van điện, văn bản, … và một số dụng cụ tương tự

  • Dụng cụ dùng để đo và phát hiện tín hiệu, sử dụng từ trường để tạo ra tín hiệu: micro, loa: phát hiện và phát ra âm thanh, cảm biến có khả năng đo tương đối chính xác độ rung, độ rung, … còi điện, cảnh báo nước, ….

  • Ứng dụng của lực đẩy từ trường và lực cản đối với các vật chuyển động: đệm từ trường trong tàu cao tốc, bộ giảm chấn trong dụng cụ …

  • Khi tần số của cảm ứng từ tăng đến một mức nhất định, nó có thể phát ra sóng điện từ từ anten. Các nhà khoa học trên thế giới đã sử dụng các sóng điện từ này để phát minh ra đài, ti vi, điện thoại di động …

  • Ngoài ra, từ trường cũng được sử dụng trong nhiều thiết bị y tế và rất quan trọng.

    3. Đường từ trường

    3.1. Định nghĩa Đường sức Từ trường

    Đường sức từ là tập hợp các đường cong kín hoặc thẳng dài vô hạn không cắt nhau trong không gian xung quanh nam châm và dòng điện. Đường sức từ là đường biểu diễn mật độ của từ trường: đường sức càng dày thì từ trường càng mạnh và ngược lại.

    Chúng ta có các quy ước sau đây về hướng của đường sức từ: hướng ra từ cực bắc – vào từ bất kỳ điểm nào trên cực nam của thanh nam châm.

    3.2. Ví dụ về Đường Từ trường

    Đường sức của nam châm thẳng:

    – Ở bên ngoài của nam châm, đường sức từ là một đường cong, hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm, hướng ra ngoài từ cực bắc và hướng vào từ cực nam.

    p>

    – Càng đến gần đầu thanh nam châm, đường sức càng nhanh (từ trường của nam châm càng mạnh).

    Đường sức từ của nam châm chữ u có các đặc điểm sau:

    – Ở bên ngoài nam châm, đường sức là một đường cong tạo thành đối xứng quanh trục của nam châm hình chữ u, có chiều đi ra từ cực bắc và chiều đi vào từ cực nam.

    – Càng đến gần đầu nam châm, đường sức càng nhanh (từ trường càng mạnh).

    – Đường sức của từ trường trong khoảng thời gian giữa hai cực của nam châm hình chữ u là những đường thẳng song song và cách đều nhau. Từ trường trong vùng này được gọi là từ trường đồng nhất.

    Đặc điểm từ trường của dòng điện một chiều cực dài:

    – Đường sức từ của dòng điện một chiều là tập hợp các đường tròn nằm trong mặt phẳng, vuông góc với dòng điện, có tâm là dòng điện.

    – Phương hướng được xác định bằng cách nắm tay phải sau: đặt bàn tay phải với ngón cái theo chiều của dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, sau đó cốc các ngón còn lại. Nhận đường sức từ có hướng.

    3.3. Thuộc tính của Đường Từ trường

    Các tính chất của đường sức từ như sau:

    • Qua mỗi điểm trong không gian, chúng ta chỉ vẽ được một đường sức từ.

      • Đường sức từ là một đường cong kín hoặc đường thẳng vô hạn ở cả hai đầu.

        • Xác định hướng của đường sức từ và tuân theo các quy tắc (quy tắc bàn tay phải, quy tắc nam – bắc)

          • Chúng ta có thể vẽ các đường sức từ theo quy ước, sao cho nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ sẽ đến nhanh, và nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ sẽ thưa thớt hơn.

            4. Cảm ứng từ

            Cảm ứng từ được định nghĩa là một đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường dưới dạng tác dụng của lực từ. Nói cách khác, cảm ứng từ là đại lượng có mục đích mô tả cường độ của từ trường. Tesla là đơn vị đo cảm ứng từ sơ cấp, ký hiệu là t.

            Vectơ cảm ứng từ là vectơ có phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đó, hướng từ nam đến cực bắc của nam châm đặt trên nó.

            5. Từ trường là gì?

            Từ trường đều là từ trường có các đường sức song song, cùng chiều và cách đều nhau. Do đó, cảm ứng từ là như nhau tại mọi điểm trong từ trường.

            6. Từ trường của Trái đất (trường địa từ)

            

            Từ trường đã được các nhà vật lý phát hiện từ lâu, nhưng chúng ta có biết nơi nào có và nơi nào không?

            Sự xuất hiện của từ trường Trái đất là do từ tính của vật chất trên Trái đất. Từ trường Trái đất tồn tại trong không gian rộng lớn từ lòng Trái đất đến xung quanh Trái đất. Nguồn gốc của từ trường Trái đất có thể được giải thích bằng lý thuyết geodynamo.

            Từ trường của Trái đất được coi là một lưỡng cực từ, với một cực gần cực bắc địa lý và một cực gần cực nam địa lý. Một đường lên tưởng tượng nối các cực của Trái đất và tạo thành một góc khoảng 11,3 ° với trục quay của Trái đất.

            Từ trường có thể mở rộng đến vô cùng, nhưng chúng ngày càng yếu đi nếu chúng ta xem xét các điểm xa nguồn hơn. Từ trường của Trái đất có thể ảnh hưởng đến hàng chục nghìn km trên toàn vũ trụ, được gọi là từ quyển. Từ quyển và bầu khí quyển của Trái đất hoạt động cùng nhau để ngăn chặn dòng chảy của các hạt mang điện và bảo vệ sự sống trên Trái đất.

            Để tìm hiểu thêm về trường và các bài tập về trường, các bạn cùng xem với thầy nguyen huy tien trong video dưới đây nhé!

            7. Nhiều lựa chọn từ trường

            Câu 1. Điều kiện nào sau đây không tồn tại từ trường

            A. Đặt với nhau một thanh nam châm có dòng điện không đổi.

            b. Hai nam châm thanh khác nhau được đặt cùng nhau

            c. Một thanh nam châm có các thanh đồng áp vào nhau

            d. Một nam châm và một sắt rèn được đặt cạnh nhau.

            Trả lời: c

            câu 2. Phát biểu nào sau đây về từ trường là đúng?

            A. Các cực cùng tên của nam châm đẩy và hút nhau

            b. Nếu đặt hai dòng điện không đổi song song và cùng chiều thì chúng sẽ hút nhau

            c. Các cực từ có tên khác với nam châm thanh đẩy nhau

            d. Nếu cực bắc của nam châm hút thanh sắt thì cực nam của thanh sẽ đẩy thanh sắt.

            Trả lời: b

            Câu thứ ba: Sự khác nhau giữa đường sức từ và trường tĩnh điện, hãy chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu trả lời sau

            A. Qua mỗi điểm trong không gian, chỉ có thể vẽ một đường sức

            b. Đường lực là một đường cong khép kín (hoặc đường vô hạn ở cả hai đầu)

            c. Chiều của đường sức tuân theo một quy luật nhất định

            d. Nơi có từ trường mạnh (hoặc điện trường) thì vẽ nhanh các đường sức lại với nhau, còn nơi có từ trường (hoặc điện trường) yếu thì vẽ các đường sức thưa hơn.

            Trả lời: b

            Câu 4: Vật nào sau đây không phát ra từ trường xung quanh nó?

            A. Dòng điện không đổi

            b. Các hạt tích điện chuyển động

            c. Các hạt mang điện tĩnh

            d. Nam châm

            Trả lời: c

            A. Dòng điện quanh co

            b. Bao quanh nam châm thẳng

            c. ở trung tâm của nam châm u

            d. Chảy quanh một vòng tròn

            Trả lời: c

            Câu 6. Lựa chọn sai?

            A. Đường ray của từ trường có thể cho chúng ta biết hình dạng của đường sức từ.

            b.Các ​​đường sức từ đều là những đường thẳng song song, cách đều nhau.

            c. Tóm lại, đường sức điện là đường không khép kín và đường sức từ là đường cong kín.

            d. Một hạt mang điện có thể chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường thì quỹ đạo của nó là đường sức từ

            Trả lời: d

            câu 7. Có hai thanh kim loại, bản chất là khối sắt và giống nhau. Khi chúng đến gần, chúng hút nhau. Có thể rút ra kết luận gì về hai thanh kim loại đó?

            A. Đó là hai thanh nam châm.

            b. Một cái là nam châm và cái kia là một thanh sắt.

            c. Đó có thể là hai nam châm, hoặc cũng có thể là hai thanh sắt.

            d. Nó có thể là hai nam châm, hoặc nó có thể là một thanh nam châm với một thanh sắt.

            Trả lời: d

            Câu 8. Từ trường mạnh hơn được biểu diễn như thế nào trong hình vẽ các đường sức từ tại m:

            A. Các đường sức từ được vẽ dày đặc hơn.

            b.Các ​​đường sức từ bị kéo ra xa.

            c. Các đường sức từ gần như song song với nhau.

            d. Các đường sức từ được vẽ rất phân kỳ.

            Câu trả lời: Một

            Câu 9. Từ trường do nam châm thanh tạo ra giống như từ trường do:

            A. Một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.

            b. Trong một dây dẫn, dòng điện chạy qua nó.

            c. Nam châm hình móng ngựa.

            d. Một vòng dây có tiết diện tròn có dòng điện chạy qua.

            Trả lời: b

            Câu 10, mô tả các tính chất cơ bản của từ trường:

            A. Tạo ra lực từ tác dụng lên nam châm thanh hoặc dòng điện đặt trong thanh nam châm.

            b.Tác dụng trọng lực lên các vật đặt trong nó.

            c. Một lực lò xo tác dụng lên dòng điện và các nam châm đặt trong nó.

            d. Gây ra sự thay đổi một phần tính chất điện của môi trường xung quanh.

            Câu trả lời: Một

            Trên đây là toàn bộ kiến ​​thức cơ bản và cần thiết về từ trường bao gồm lý thuyết, bài tập và lời giải bài tập về từ trường, ngoài ra còn cung cấp thêm kiến ​​thức về cảm ứng từ và từ trường. từ trường đều. Đây là phần thi THPT quốc gia quan trọng hơn nên cần ôn tập và nắm chắc. Để ôn thi hiệu quả, ngay từ bây giờ các em có thể truy cập website vuihoc.vn để được hướng dẫn cách đăng ký tài khoản hoặc liên hệ trực tiếp qua tổng đài hỗ trợ của vuihoc để được hướng dẫn. Hướng dẫn học tập hiệu quả trước thềm kỳ thi THPT Quốc gia sắp tới!