Chuyên đề từ trường của dòng điện bồi dưỡng HSG Vật lí 11 gồm 35 trang, được trích dẫn từ cuốn sách Công Phá Đề Thi Học Sinh Giỏi Vật Lí Lớp 11 của tác giả Nguyễn Phú Đồng.
- A. TÓM TẮT KIẾN THỨC**
- B. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP**
VỀ KIẾN THỨC VÀ KĨ NĂNG:
1. Để đặc trưng cho dòng điện kín về tính chất từ người ta đưa ra đại lượng momen từ của dòng điện kín: p IS p ISn m m. Nó vừa đặc trưng cho từ trường mà nó sinh ra và cả tác dụng của từ trường khác lên nó nên người ta nói dòng điện kín là một lưỡng cực từ và p là vectơ momen lưỡng cực từ.
2. Trường hợp phân bổ dòng điện có tính đối xứng, để xác định cảm ứng từ ta có thể áp dụng định lí Am-pe về lưu số của vec tơ cảm ứng từ: (C là đường cong kín trong từ trường bao quanh I; là đoạn nhỏ trên C; B là lưu số của B trên đoạn l; I 0 nếu chiều của nó thuận theo quy tắc “Cái đinh ốc” và ngược lại là I 0).
Trường hợp trong đường cong kín C có nhiều dòng điện. Trường hợp trong đường cong kín C không có dòng điện.
3. Định lí Ót-trô-grat-xki – Gau-xơ đối với từ trường: Từ thông tổng cộng qua mặt kín S bằng 0. 4. Cần có kĩ năng nhận dạng loại mạch, vận dụng các quy tắc xác định chiều cảm ứng từ để giải các bài toán về cảm ứng từ của các dạng mạch khác nhau.
VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
1. Về dạng bài tập về cảm ứng từ do dòng điện trong các dây dẫn gây ra. Phương pháp giải là:
– Thực hiện các bước:
+ Xác định dạng mạch điện: thẳng, tròn, ống dây.
+ Sử dụng các quy tắc đã biết để xác định chiều vec tơ cảm ứng từ do dòng điện trong các dây dẫn gây ra (quy tắc “Cái đinh ốc”, quy tắc “Nắm tay phải”, quy tắc “Vào Nam – ra Bắc”).
+ Sử dụng các công thức tính cảm ứng từ do dòng điện trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt như thẳng, tròn, xô-lê-nô-ít gây ra.
– Một số chú ý:
+ Phân biệt giữa yêu cầu “tính” và “xác định”.
+ Trường hợp khung dây tròn có N vòng dây thì cảm ứng từ do dòng điện trong khung dây gây ra tại tâm khung dây có độ lớn.
+ Trường hợp có nhiều dây dẫn mang dòng điện gây ra các cảm ứng từ 1 2 B B tại điểm ta xét thì cảm ứng từ tổng hợp tại điểm đó được xác định theo nguyên lí chồng chất từ trường.
+ Trường hợp phân bổ dòng diện có tính đối xứng ta sử dụng định lí Am-pe về lưu số của vec tơ cảm ứng từ và lưu ý đến chiều của đường cong kín C để xác định cảm ứng từ.
+ Trường hợp có tính đến sự từ hóa của chất thì cảm ứng từ tổng hợp trong vật.
2. Với dạng bài tập về lực từ. Phương pháp giải là:
– Sử dụng các công thức:
+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện lực tương tác giữa hai dòng điện; lực từ tác dụng lên khung dây kín có dòng điện.
+ Công và năng lượng từ của mạch điện: độ biến thiên từ thông của mạch; là từ thông của mạch điện tại thời điểm đó.
– Một số chú ý: Với đoạn dây dẫn cần kết hợp với định luật II Niu-tơn và điều kiện cân bằng của chất điểm để giải; với khung dây cần kết hợp với định luật II Niu-tơn và điều kiện cân bằng của vật thể rắn để giải.
- C. CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG**