BÀI 15. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN. CẢM ỨNG TỪ

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong từ trường đó. Vậy lực từ có đặc điểm như thế nào?

I. THÍ NGHIỆM VỀ LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN

Hoạt động 1:Thí nghiệm

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra với khung dây.

2. Quan sát đèn chỉ hướng từ trường trong lòng nam châm điện, các cực của nguồn điện nối với khung dây, chiều chuyển động của khung dây, từ đó xác định chiều của cảm ứng từ bên trong lòng nam châm điện, chiều dòng điện và chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện I trong từ trường.

3. Dự đoán hiện tượng xảy ra nếu đổi chiều dòng điện chạy qua nam châm điện hoặc khung dây.

4. Đề xuất cách xác định chiều của lực từ.

Hoạt động 2: Sử dụng quy tắc bàn tay trái để kiểm chứng chiều của lực từ tác dụng lên thanh kim loại M₁M₂ trong Hình 15.2.

Câu hỏi: Ba dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường như Hình 15.4

1. Hãy xác định phương và chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn ở Hình 15.4a, 15.4b.

2. Trong trường hợp Hình 15.4c, có lực từ tác dụng lên dây dẫn không? Dự đoán lực từ còn phụ thuộc vào yếu tố nào khác?

II. ĐỘ LỚN CẢM ỨNG TỪ

Câu hỏi 1: Xét một đoạn dây dẫn thằng có chiều dài L=1m, có dòng điện I = 3A chạy qua được đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ T. Hãy xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện nếu phương của dây dẫn hợp với vecto cảm ứng từ một góc .

Câu hỏi 2: Một dây dẫn dài 50 cm có dòng điện chạy qua được đặt vuông góc với từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 5 m T.

a) Nếu có electron chạy qua dây dẫn trong mỗi giây thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn bằng bao nhiêu? (Cho biết độ lớn diện tích electron là 

b) Tính độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn.

III. THỰC HÀNH ĐO ĐỘ LỚN CẢM ỨNG TỪ.

Hoạt động 1: a) Từ công thức (15.1), hãy cho biết để xác định cảm ứng từ thì cần đo các đại lượng nào?

b) Nên đặt góc bằng bao nhiêu? Tại sao.

c) Mô tả các bước tiến hành thí nghiệm để đo được cảm ứng từ của nam châm điện.

Hoạt động 2: 

- Tính và điền vào bảng như ví dụ minh hoạt ở Bảng 15.1

- Tính giá trị trung bình, sai số phép đo độ lớn cảm ứng từ B của từ trường nam câm. 

Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm:

Nhận xét về nguyên nhân gây sai số của phép đo và đề ra giải pháp để giảm sai số đó.

Em có thể: Giải thích được nguyên tắc hoạt động của tàu đệm từ.

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Đáp án: - Là một lực tương tác và chỉ xuất hiện khi có hai vật liệu từ (nam châm, sắt, thép) hoặc giữa nam châm và dòng điện tương tác với nhau.

- Là lực đẩy hoặc lực hút

- Có phương vuông góc với đường sức từ

I. THÍ NGHIỆM VỀ LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN

Đáp án HĐ1: 

1. - Đóng công tắc: khung dây quay

- Mở công tắc: khung dây về vị trí ban đầu

Giải thích: dòng điện chạy qua khung dây sẽ tạo ra một từ trường, sẽ tương tác với từ trường của nam châm điện, tạo ra lực từ làm cho khung dây quay.

2. 

- Cảm ứng từ:  quy tắc nắm bàn tay phải.

- Dòng điện: quy tắc nắm bàn tay phải

- Lực từ: quy tắc bàn tay trái.

3. 

- Qua nam châm điện: chiều của cảm ứng từ và chiều của lực từ đều sẽ bị đổi, chiều khung dây sẽ quay theo chiều ngược lại.

- Qua khung dây: chiều của từ trường do khung dây tạo và chiều của lực từ sẽ bị đổi, chiều khung dây sẽ quay theo chiều ngược lại.

4. Áp dụng quy tắc bàn tay trái

Đáp án HĐ2: 

Đáp án CH: 

1. Hình 15.4a, lực từ hướng vào trong; Hình 15.4b, hướng từ trên xuống dưới

2. Lực từ không tác dụng lên dây dẫn.

II. ĐỘ LỚN CẢM ỨNG TỪ

Đáp án CH1: 0,13 N

Đáp án CH2: a)  0,16 Al b) 4.10^-4 N

III. THỰC HÀNH ĐO ĐỘ LỚN CẢM ỨNG TỪ.

Đáp án HĐ1: 

a) I, F, L, góc hợp giữa B và I.

b) . Vì sin 90=1, giúp tính toán dễ dàng hơn.

c) - Bật khoá K và điều chỉnh biến trở để thay đổi cường độ dòng điện chạy qua nam châm điện

- Ghi lại kết quả giá trị I (A) bằng ampe kế.

- Đo cảm ứng từ.

- Tính toán kết quả.

Đáp án HĐ2: - Bảng giá trị

- . Sai số: 0,001

- Nhận xét: sai số của phép đo trên là rất nhỏ

- Nguyên nhân: sai số dụng cụ, thao tác chưa chuẩn, điều kiện thí nghiệm chưa đảm bảo.

Giải pháp: dùng dụng cụ có độ chính xác cao hơn, làm cẩn thận, nhìn kĩ, đọc giá trị đúng, làm thí nghiệm trong môi trường đảm bảo, hạn chế tác động bên ngoài.

Đáp án: Dựa trên: lực nâng từ và lực đẩy từ.