Gián án từ trường của dòng điện trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Ba
̀
i 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ
HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
I. Mu
̣
c tiêu.







- Phát biểu được cách xác định phương, chiều và viết được công thức tính cảm ứng từ B của:
+ dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài (được coi là dài vô hạn) tại một điểm bất kì.
+ dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn tại tâm của nó.
+ dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ dài tại một điểm bên trong lòng ống dây.





- Vận dụng nguyên lý chòng chất từ trường để giải các bài tập đơn giản.
II. Chuâ
̉
n bi
̣
.
1.Giáo viên: mô hình ống dây.
2.Học sinh: xem bài trước.

III. Tiến trình da
̣
y ho
̣
c.
1. Ô
̉
n đi
̣
nh lơ
́
p
2. Kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Định nghĩa vectơ cảm ứng từ

s
? Nêu các yếu tố của vectơ cảm ứng từ

s
?
Câu 2: Nêu quy tắc bàn tây trái? Vận dụng xác định lực từ trong các trường hợp sau?

3. Bài mới:
Nội dung ghi bảng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1:
Đặt vấn đề.
-ĐVĐ: Ở bài từ trường, chúng ta đẫ xác định
được hình dạng, chiều của đường sức từ. Vậy độ
lớn của


s
của các từ trường này được xác định
như thế nào? Để trả lời chúng ta đi vào bài mới.
Hoạt động 2:
Xác định các
đặc điểm
chung của từ
trường


 Qua những bài mà các em đã học về từ trường,
em cho biết từ trường của dòng điện phụ thuộc
vào những yếu tố nào?
- GV thông báo:

s
còn phụ thuộc vào vị trí đang
xét và môi trường xung quanh.
- GV thông báo: Trong chương trình, ta chỉ xét

s
trong môi trường chân không. Và một cách
gần đúng ta có thể áp dụng cho môi trường xung
■ Cường đội dòng điện I , dạng hình học của dây
dẫn.
- HS ghi nhớ.
N S
I
+
I


r
quanh là không khí.
Hoạt đông 3:
Tìm hiểu đặc
điểm của từ
trường của
dòng điện
chạy trong dây
dẫn thẳng dài
I. Từ trường của dòng điện chạy trong
dây dẫn thẳng dài

+ Điểm đặt: tại điểm đang xét.
+ Phương: trùng với phương tiếp
tuyến với đường sức từ tại điểm
đang xét.
+ Chiều: xác định theo quy tắc nắm
bàn tay phải: “ Đặt bàn tay phải
nắm lại dọc theo dây dẫn, chiều
của ngón cái chỉ chiều dòng
điện, khi đó chiều quay của các
ngón tay còn lại chỉ chiều của
cảm ứng từ”.
+ Độ lớn:
-7
I
B=2.10
r
trong đó, I: là cường độ dòng điện chạy

trong dây dẫn. (A)
r: là khoảng cách từ dây dẫn
đến điểm đang xét. (m)
● Đường sức từ của dòng điện chạy trong dây
dẫn thẳng dài có hình dạng và chiều như thế
nào?
- GV vẽ hình và cho HS lên bảng vẽ vectơ

s

tại điểm M trong từ trường của dòng điện thẳng
dài.
● Dựa vào hình vẽ, hãy xác định điểm đặt
phương, chiều của

s
?
- GV : yêu cầu HS trả lời câu C1.
- GV thông báo công thức tính độ lớn của

s
?
- HS trả lời.
■ Khi chưa có điện trường các ion chuyển động
hỗn loạn.
- HS vẽ hình.

- HS trả lời.
-HS trả lời câu C1.
- HS tiếp thu.

Hoạt động 4:
Tìm hiểu từ
trường của
dòng điện
trong dây dẫn
uốn thành
II - Từ trường của dòng điện chạy trong
dây dẫn uốn thành vòng tròn.


 Đặc điểm của đường sức từ của dòng điện
trong khung dây dẫn?
- GV vẽ hình và cho HS lên vẽ chiều của đường
sức từ đi qua tâm O.
- HS trả lời.
- HS vẽ hình.
B
r
.
×

r

r
O
I
vòng tròn.
Cảm ứng từ

s

do dòng điện gây ra tại tâm
O của vòng dây:
+ Điểm đặt: tại tâm O.
+ Phương: vuông góc với mặt
phẳng chứa dòng điện.
+ Chiều: Vào mặt Nam, ra mặt Bắc
của dòng điện tròn.
+ Độ lớn:
-7
I
B=2. .10 

π
trong đó, R là bán kính của khung dây
tròn.
N: số vòng dây tròn.
 Đường sức từ đi qua tâm O là một đường
thẳng. Vậy, vectơ cảm ứng từ

s
tại tâm O sẽ có
điểm đặt, phương, chiều như thế nào ?
- GV giới thiệu thêm quy tắc nắm bàn tây phải;
quy tắc cái định ốc.
- HS trả lời.
Hoạt động 5:
Tìm hiểu từ
trường của
dòng điện
chạy trong

ống dây dẫn
hình trụ.
III - Từ trường của dòng điện chạy
trong ống dây dẫn hình trụ.
- Đường sức từ:
+ Bên ngoài ống dây: đường sức từ giống
với dạng đường sức của nam châm thẳng.
+ Bên trong ống dây: từ trường là từ
trường đều.
- Cảm ứng từ
B
r
trong lòng ống dây:
+ Phương: song song với trục của
ống dây.
+ Chiều: xác định theo quy tắc nắm
tay phải: “ Dùng bàn tay phải
nắm lấy ống dây sao cho các
ngón tay hướng theo chiều
dòng điện; khi đó ngón cái
choãi ra cho ta chiều của đường
sức từ.
+ Độ lớn:
-7 -7
N.I
B=4. .10 nI=4. .10
l
π π
trong đó: N : số vòng dây trên ống
dây

 : chiều dài của ống dây (m)
n: số vòng quấn trên 1 đơn vị
- GV giới thiệu hình vẽ 21.4.
 Nhận xét dạng đường sức bên ngoài ống dây
giống với dạng đường sức nào mà ta đã quan
sát?
- GV thông báo: Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng,
trong ống dây từ trường là từ trường đều.
- GV vẽ hình và thông báo cách xác định chiều
đường sức.
- Dựa vào tính chất đường sức là những đường
cong khép kín hoặc dài vô hạn. GV cho một HS
lên vẽ đường sức trong lòng ống dây.
 Dựa vào hình vẽ, hãy xác định phương chiều
của vectơ cảm ứng từ

s
?
 Đường sức bên ngoài ống dây giống với dạng
đường sức của nam châm thẳng.
- HS vận dụng quy tắc nắm tay phải (hoặc quy
tắc cái đnh ốc) để xác định chiều đường sức.
- HS vẽ hình.
- HS trả lời.
B
r
B
r
chiều dài của ống. (
N

n=
l
)
IV – Từ trường của nhiều dòng điện gây
ra tại một điểm.
Nguyên lý chồng chất từ trường: SGK
Nếu
1 2
; 
r r
lần lượt là cảm ứng từ do I
1
, I
2

gây ra tại M thì:

1 2
  = +
r r r
*
1 2
, 
r r
cùng phương cùng chiều thì:
B
M
= B
1
+ B

2
,
1 2
,  ↑↑
r r r
*
1 2
, 
r r
cùng phương ngược chiều thì:
B
M
= B
1
- B
2
( nếu B
1
> B
2
),
1
 ↑↑
r r
*
1 2
, 
r r
vuông góc thì:
2 2

1 2
  = +
,

r
tạo với
1

r
góc α với:
2
1
tan


α
=
*
1 2
, 
r r
cùng độ lớn và hợp nhau góc α
thì:
1
2 .cos
2
 
α
=
,


r
tạo với
1

r
góc
2
α
*
1 2
, 
r r
khác độ lớn và hợp nhau góc α
thì:
2 2
1 2 1 2
2 cos    
α
= + +
- GV đặt vấn đề và dựa vào sự tương tự của
nguyên lý chồng chất điện trường để đưa ra
nguyên lý chồng chất từ trường.
Hoạt động 6:
Củng cố, vận
dụng.
- GV: củng cố bài học.
- Bài tập vận dụng: Hai dây dẫn thẳng dài sông
song dài vô hạn, cách nhau a =10 cm trong
không khí, trong đó lần lượt có hai dòng điện I

1

= I
2
= 5A chạy ngược chiều nhau. Xác định cảm
ứng từ tại điểm:
a. M, biết M cách dây 1: 4cm, cách dây 2: 6 cm.
b. N, biết N cách dây 1: 4cm, cách dây 2: 14 cm.
c. P, biết P cách dây 1: 6cm, cách dây 2: 8cm.
IV- Rút kinh nghiệm:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..