Bài tập từ trường vật lý đại cương

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 1

Chương 7. TỪ TRƯỜNG

TS. PHÙNG VIỆT HẢI

TRƯỜNG ĐHSP – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐT: 0983.868055

1

Đây là hiện

tượng gì? Nó

ảnh hưởng gì

đến chúng

ta?

Đây là

phương tiện

giao thông

gì?

2

NỘI DUNG

1. Từ trường

2. Từ thông, Định lý O – G cho từ trường

3. Lưu số véc tơ cường độ từ trường

4. Tương tác của từ trường lên dòng điện

5. Chuyển động của hạt tích điện trong từ

trường.

3

7.1. TỪ TRƯỜNG

7.1.1. Tương tác từ

Cùng tên, đẩy

nhau

- 2 Nam châm đặt gần nhau, tương tác lực với nhau

Khác tên, hút

nhau

- Nam chân tương tác với dòng điện

- Hai dòng điện tương tác nhau

Cùng chiều,

hút nhau

Ngược chiều, đẩy nhau

 Tương tác từ: là tương tác giữa dòng điện với dđiện

[tương tác của các hạt mang điện chuyển động].

4

7.1.2. Định luật Ampere [về lực tương tác 2 phần tử dđ]

* Phần tử dòng điện



I

Idl

Lực tương tác giữa hai phần tử dòng điện



I dl

Lực từ tác dụng lên trong chân không

1 1



 

I1dl1





1

0 I1.dl1  [Idl  r]

[7.1]

dF 

1



r3

P

M

4

dF

1

Lực từ trong môi trường bất kì









O



Idl



0 I1.dl1  [Idl  r]

dF 

[7.2]

1

4

r3

μ gọi là độ từ thẩm của môi trường

0  4.107 [H / m]

3

5

5

Với nước, kk  1; sắt   10 – 10 ..

 Từ trường là môi trường vật chất xung quanh các

dòng điện và tác dụng lực từ lên các dòng điện khác đặt

trong nó.

7.1.3. Vectơ cảm ứng từ

Đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực

từ tại mỗi điểm.

6

Vectơ cảm ứng từ gây bởi một phần tử dòng điện: 

d B



 

0



[7.3]

d B  [Id  r ]

4r3

M

r





O

• Có phương:

vuông góc với mp chứa phần tử dđ

và điểm khảo sát.

•Có chiều:

• Độ lớn:

theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.



d B

0Id

[7.4]

dB 

.sin 

4r2

• Điểm đặt:

tại điểm khảo sát.

Đơn vị đo cảm ứng từ B là T [tesla]. 



Lực từ tác dụng lên I1dl1:

7

dF  I1.dl1  dB

1

7.1.4. Nguyên lý chồng chất từ trường



d B

Vectơ cảm ứng từ gây bởi một

dòng điện bất kì:



r

M

I







B  d B

[7.5]



dd



B2



B

Vectơ cảm ứng từ gây bởi

nhiều dòng điện:







[7.6]

B1

B  Bi



i

8

7.1.5. Véc tơ cường độ từ trường



H

Vectơ cường độ từ trường tại một điểm



B



H 

[7.7]

0

Đơn vị đo cường độ từ trường H là A/m

7.1.6. Ví dụ tính B, H của một số dạng dòng điện]

9

1. Vectơ cảm ứng từ của dòng điện thẳng





0Id.sin 

4r2

dd

2

B  dB 

B  d B

B

 



dd

M

dd

R



+ d B

R.d

R



r

  R.cotg  d 

; r 



sin2 

sin 



1

Vuông góc với mp chứa dđ và

điểm khảo sát

• Có phương:

A

•Có chiều:

• Độ lớn:

Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải

0I



B  [cos1  cos2 ]

4R

[7.8]

• Điểm đặt:

Tại điểm khảo sát.

10

2

0I

B

B  [cos1  cos2 ]

4R

M

h



B

+

Nửa đ

thẳng

I

1

A

0I

4R

0I

2R

B 

[7.9]

B 

M

M

B

A

I

I

B

A

11

1. Vectơ cảm ứng từ của dòng điện tròn

Tính B tại M trên trục của 1 dòng điện tròn [I, R]



d B



d Bn













 d Bn

 d Bt  d Bn

B  d B



d Bt



 



M

dd

dd

dd

dd

0Id

h

r

B  dBn  dB.cos 

.cos

  

R

4r2

dd

dd

dd

O

I

• Có phương:

Là trục của vòng dây

•Có chiều:

• Độ lớn:

Qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải



B

0IR2

[7.10]

B 

2[R2  h2 ]3/2

Tại điểm khảo sát.

12

• Điểm đặt:



B

0IR2

2[R2  h2 ]3/2

0I

2R

Tại tâm O

B 

BO 

M

h

[7.11]

Cung tròn chắn

O

R

góc ở tâm 2:

2

O

0I

 2R



I

BO  .



pm

Mômen từ của dòng điện tròn:





pm  IS

Hay:

[7.12]

pm  IS



pm

Có phương vuông góc mp dòng điện; có chiều

xác định theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải.

13

1. Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện [tự đọc]

Toroid

Solenoid

N

[7.13]

B  0nI  0. .I

L

n: mật độ vòng dây [số vòng quấn trên mỗi mét chiều dài].

14

7.2. TỪ THÔNG, ĐỊNH LÝ GAUSS CHO TỪ TRƯỜNG

7.2.1. Đường cảm ứng từ [đường sức từ]

Là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với

phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của

đường cảm ứng từ là chiều của

B

15

Đặc điểm của các đường cảm ứng từ:

• Các đường cảm ứng từ

không cắt nhau.

• Mật độ các đường cảm ứng

từ tỉ lệ với độ lớn của

B

• Đường cảm ứng từ là

đường khép kín, đi ra ở cực

N, đi vào cực S của nam

châm.

- Tính chất xoáy của từ trường:

Trường có các đừng sức là các

đường cong kín gọi là trường

xoáy. Từ trường là một trường

xoáy.

16

Từ trường của Trái Đất:

17

7.2.2. Từ thông



B



n

Từ thông gởi qua yếu tố diện tích dS là



dS

 



d S  n.dS [7.13]

dm  BdScos  Bd S

Từ thông gởi qua một mặt [S] bất kì:

 

m  Bd S



B

[7.14]

[S]



[S]



Mặt kín thì

n

hướng ra ngoài.

Đơn vị đo từ thông là vêbe [Wb]

18

Ý nghĩa: Từ thông cho biết số đường sức từ gởi

qua mặt [S].

 

m  Bd S

m  0



m  BS

[S]

Từ thông của từ trường đều gởi

qua một diện tích phẳng.

m  BS.cos

19

7.2.3. Định lý Gauss cho từ trường

Nội dung: Từ thông gởi qua một mặt kín bất kì luôn

bằng không

 

m  Bd S  0

Biểu thức:

[7.15]



[S]

Ý nghĩa:

•Đường cảm ứng từ phải là đường khép kín.

20

Tải về để xem bản đầy đủ

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 7: Từ trường - Phùng Việt Hải", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

• bai_giang_vat_ly_dai_cuong_1_chuong_7_tu_truong_phung_viet_h.pdf