Vật lý 11 bài 20: Lực từ, Cảm ứng từ là gì, Công thức cách tính lực từ và quy tắc Bàn tay trái. Như các em đã biết, đại lượng đặc trưng cho tác dụng của điện trường là cường độ điện trường. Đại lượng nào đặc trưng cho cho tác dụng của từ trường? đó chính là vectơ cảm ứng từ.
Vậy từ trường là gì, vectơ cảm ứng từ là gì? Công thức tính lực từ và cảm ứng từ viết như thế nào? Quy tắc bàn tay trái phát biểu ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Lực từ là gì
1. Từ trường đều
– Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.
– Từ trường đều có thể được tạo thành giữa hai cực của một nam châm hình chữu U.
2. Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện
– Trong một từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng (tạo bởi một nam châm hình chữ U như hình dưới), ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = l vuông góc với các đường sức từ.
– Giả sử M1M2 được treo nằm ngang nhờ hai dây dẫn mảnh cùng độ dài O1M1 = O2M2, có hai đầu O1 và O2 được giữ cố định. Dòng điện đi vào O1 và đi ra O2 qua dây dẫn M1M2 theo chiều từ M1 đến M2.
– Khi cho dòng điện có cường độ I chạy qua M1M2 thì xuất hiện lực từ 
tác dụng lên M1M2. Kết quả là có phương nằm ngang và có chiều như hình sau:
– Lực
có cường độ được xác định bởi công thức: F= mgtanθ.
II. Cảm ứng từ là gì?
1. Thí nghiệm
– Tiếp tục thí nghiệm trên nhưng cho I và l thay đổi, kết quả cho thấy thương số 
không thay đổi. Thương số này đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại vị trí khảo sát được gọi là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu là B:
– Công thức tính cảm ứng từ: 
2. Đơn vị cảm ứng từ
– Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T): 
3. Vectơ cảm ứng từ
• Người ta biểu diễn cảm ứng từ bằng một vectơ gọi là vectơ cảm ứng từ, kí hiệu là 
• Vectơ cảm ứng
từ tại một điểm:
– Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó;
– Có độ lớn là:
4. Biểu thức tổng quát của lực từ theo cảm ứng từ
– Lực từ
có điểm đặt tại trung điểm của M1M2 có phương vuông góc với 
và , có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn: F = IlBsinα, trong đó α là góc tạo bởi và .
– Phát biểu quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện, khi đó ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.
III. Bài tập vận dụng công thức tính lực từ, cảm ứng từ
* Bài 1 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu các định nghĩa:
a) Từ trường đều.
b) Lực từ.
c) Cảm ứng từ.
° Lời giải bài 1 trang 128 SGK Vật Lý 11:
a) Từ trường đều.
– Là từ trường có các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.
b) Lực từ
• Vectơ lực từ 
là lực tác dụng nên một dòng điện hay một phần tử dòng điện đặt trong từ trường.
• Vectơ lực từ
tác dụng nên phần tử dòng điện I. 
khi đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ được xác định như sau:
– Điểm đặt: Tại trung điểm của M1M2
– Phương: vuông góc với l và B.
– Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái.
– Độ lớn: F = I.B.l.sinα (trong đó α là góc hợp bởi B và l)
c) Cảm ứng từ.
• Vectơ cảm ứng từ
đặc trưng cho từ trường tại một điểm, được xác định như sau:
– Hướng: Trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
– Độ lớn:
Trong đó: F là độ lớn của lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện có độ dài l, cường độ dòng điện I đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó.
– Đơn vị của cảm ứng từ là testla (T):
* Bài 2 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu định nghĩa đơn vị Tesla.
° Lời giải bài 2 trang 128 SGK Vật Lý 11:
– Tesla là cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường khi đặt một dây dẫn có chiều dài l = 1m vuông góc với B, cho dòng điện 1A chạy qua thì lực từ tác dụng lên dây là 1N, ta có:
* Bài 3 trang 128 SGK Vật Lý 11: So sánh lực điện và lực từ.
° Lời giải bài 3 trang 128 SGK Vật Lý 11:
• Lực điện:
– Công thức: 
– Lực điện là lực tương tác giữa các điện tích đứng yên
– Tác dụng lên hạt mang điện
– Phụ thuộc vào dấu điện tích
– Cùng phương với điện trường
• Lực từ:
– Công thức: 
– Lực từ là lực tương tác giữa các nam châm và dòng điện (bản chất là lực tương tác giữa các điện tích chuyển động)
– Tác dụng lên phân tử dòng điện
– Phụ thuộc chiều dòng điện
– Luôn vuông góc với phần tử dòng điện và từ trường.
* Bài 4 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào dưới đây sai? Lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện:
A. Vuông góc với phần tử dòng điện.
B. Cùng hướng với từ trường
C. Tỉ lệ với cường độ dòng điện
D. Tỉ lệ với cảm ứng từ
° Lời giải bài 4 trang 128 SGK Vật Lý 11:
¤ Chọn đáp án: B. Cùng hướng với từ trường
– Vì lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện luôn vuông góc với véctơ cảm ứng từ B ⇒ câu B sai.
* Bài 5 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào dưới đây là đúng? Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường
Hy vọng với bài viết về Lực từ, Cảm ứng từ là gì, Công thức cách tính lực từ và quy tắc Bàn tay trái ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại dưới phần bình luận để Hoàng Thùy Chi About ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Xem thêm Vật lý 11 bài 20
Vật lý 11 bài 20: Lực từ, Cảm ứng từ là gì, Công thức cách tính lực từ và quy tắc Bàn tay trái. Như các em đã biết, đại lượng đặc trưng cho tác dụng của điện trường là cường độ điện trường. Đại lượng nào đặc trưng cho cho tác dụng của từ trường? đó chính là vectơ cảm ứng từ. Vậy từ trường là gì, vectơ cảm ứng từ là gì? Công thức tính lực từ và cảm ứng từ viết như thế nào? Quy tắc bàn tay trái phát biểu ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. I. Lực từ là gì 1. Từ trường đều – Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. – Từ trường đều có thể được tạo thành giữa hai cực của một nam châm hình chữu U. 2. Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện – Trong một từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng (tạo bởi một nam châm hình chữ U như hình dưới), ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = l vuông góc với các đường sức từ. – Giả sử M1M2 được treo nằm ngang nhờ hai dây dẫn mảnh cùng độ dài O1M1 = O2M2, có hai đầu O1 và O2 được giữ cố định. Dòng điện đi vào O1 và đi ra O2 qua dây dẫn M1M2 theo chiều từ M1 đến M2.- Khi cho dòng điện có cường độ I chạy qua M1M2 thì xuất hiện lực từ tác dụng lên M1M2. Kết quả là có phương nằm ngang và có chiều như hình sau: – Lực có cường độ được xác định bởi công thức: F= mgtanθ. II. Cảm ứng từ là gì? 1. Thí nghiệm – Tiếp tục thí nghiệm trên nhưng cho I và l thay đổi, kết quả cho thấy thương số không thay đổi. Thương số này đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại vị trí khảo sát được gọi là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu là B: – Công thức tính cảm ứng từ: 2. Đơn vị cảm ứng từ – Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T): 3. Vectơ cảm ứng từ • Người ta biểu diễn cảm ứng từ bằng một vectơ gọi là vectơ cảm ứng từ, kí hiệu là • Vectơ cảm ứng từ tại một điểm: – Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó; – Có độ lớn là: 4. Biểu thức tổng quát của lực từ theo cảm ứng từ – Lực từ có điểm đặt tại trung điểm của M1M2 có phương vuông góc với và , có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn: F = IlBsinα, trong đó α là góc tạo bởi và .- Phát biểu quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện, khi đó ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện. III. Bài tập vận dụng công thức tính lực từ, cảm ứng từ * Bài 1 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu các định nghĩa: a) Từ trường đều. b) Lực từ. c) Cảm ứng từ. ° Lời giải bài 1 trang 128 SGK Vật Lý 11: a) Từ trường đều. – Là từ trường có các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. b) Lực từ • Vectơ lực từ là lực tác dụng nên một dòng điện hay một phần tử dòng điện đặt trong từ trường. • Vectơ lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện I. khi đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ được xác định như sau: – Điểm đặt: Tại trung điểm của M1M2 – Phương: vuông góc với l và B. – Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái. – Độ lớn: F = I.B.l.sinα (trong đó α là góc hợp bởi B và l) c) Cảm ứng từ. • Vectơ cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường tại một điểm, được xác định như sau: – Hướng: Trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. – Độ lớn: Trong đó: F là độ lớn của lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện có độ dài l, cường độ dòng điện I đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó. – Đơn vị của cảm ứng từ là testla (T): * Bài 2 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu định nghĩa đơn vị Tesla. ° Lời giải bài 2 trang 128 SGK Vật Lý 11: – Tesla là cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường khi đặt một dây dẫn có chiều dài l = 1m vuông góc với B, cho dòng điện 1A chạy qua thì lực từ tác dụng lên dây là 1N, ta có: * Bài 3 trang 128 SGK Vật Lý 11: So sánh lực điện và lực từ. ° Lời giải bài 3 trang 128 SGK Vật Lý 11: • Lực điện: – Công thức: – Lực điện là lực tương tác giữa các điện tích đứng yên – Tác dụng lên hạt mang điện – Phụ thuộc vào dấu điện tích – Cùng phương với điện trường • Lực từ: – Công thức: – Lực từ là lực tương tác giữa các nam châm và dòng điện (bản chất là lực tương tác giữa các điện tích chuyển động) – Tác dụng lên phân tử dòng điện – Phụ thuộc chiều dòng điện – Luôn vuông góc với phần tử dòng điện và từ trường. * Bài 4 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào dưới đây sai? Lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện: A. Vuông góc với phần tử dòng điện. B. Cùng hướng với từ trường C. Tỉ lệ với cường độ dòng điện D. Tỉ lệ với cảm ứng từ ° Lời giải bài 4 trang 128 SGK Vật Lý 11: ¤ Chọn đáp án: B. Cùng hướng với từ trường – Vì lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện luôn vuông góc với véctơ cảm ứng từ B ⇒ câu B sai. * Bài 5 trang 128 SGK Vật Lý 11: Phát biểu nào dưới đây là đúng? Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường Hy vọng với bài viết về Lực từ, Cảm ứng từ là gì, Công thức cách tính lực từ và quy tắc Bàn tay trái ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại dưới phần bình luận để Hoàng Thùy Chi About ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. Đăng bởi: Hoàng Thùy Chi About Chuyên mục: Giáo Dục
