Bài tập về Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua

Kiến thức cần nhớ

Từ phổ, đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua

Rắc đều một lớp mạt sắt trên tấm nhựa có luồn sẵn các vòng dây của một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua. Gõ nhẹ tấm nhựa. Ta thấy:

- Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua rất giống phần tử phổ ở bên ngoài thanh nam châm. Trong lòng ống dây cũng có các đường sức từ, được sắp xếp gần như song song với nhau.

- Đường sức từ của ống dây là những đường cong khép kín.

- Giống như thanh nam châm, tại hai đầu ống dây, các đường sức từ có chiều cùng đi vào một đầu và cùng đi ra ở đầu kia.

Chú ý: Hai đầu của ống dây có dòng điện chạy qua cũng là hai từ cực. Đầu có các đường sức từ đi ra gọi là cực Bắc, đầu có các đường sức từ đi vào gọi là cực Nam.

Quy tắc nắm tay phải

1. Chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào?

Đặt một kim nam châm trước một đầu của ống dây dẫn có dòng điện chạy qua. Khi đổi chiều dòng điện trong ống dây, thấy kim nam châm cũng đổi chiều.

Kết luận: Chiều đường sức từ của ống dây phụ thuộc và chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây.

2. Quy tắc nắm tay phải

- Để xác định chiều đường sức từ của ống dây khi biết chiều dòng điện, người ta sử dụng quy tắc nắm tay phải.

- Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Các dạng bài tập về Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua

Dạng 1: Từ trường - Sự nhiễm từ của các vật

Phương pháp giải

Những bài tập này thường là các câu hỏi lí thuyết về từ trường, nam châm và các câu hỏi yêu cầu sử dụng kiến thức về từ trường để giải thích các hiện tượng. Để làm được những câu hỏi này, các em cần đọc kĩ lí thuyết để hiểu rõ những kiến thức liên quan đến câu hỏi sau đó vận dụng vào trả lời câu hỏi cụ thể.

Dạng 2: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua

Phương pháp giải

Ống dây có dòng điện chạy qua chính là nam châm điện: phần từ phổ ở bên ngoài nam châm điện giống từ phổ bên ngoài của nam châm thẳng, hai đầu của nó là hai cực từ. Đầu ống dây có các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia có đường sức từ đi vào là cực Nam.

Dạng 3: Lực điện từ - Động cơ điện một chiều

Phương pháp giải

Để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện ta dùng quy tắc bàn tay trái:

-    Trường hợp dây dẫn có phương song song với đường sức từ thì lực điện từ bằng 0.

-    Lực điện từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện:

 -   Nếu mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ thì lực từ làm biến dạng khung.

Bài tập tự luyện

Câu 1: Một ống dây dẫn được đặt sao cho trục chính của nó nằm dọc theo thanh nam châm như hình dưới. Đóng công tắc K, đầu tiên thấy thanh nam châm bị đẩy ra xa.

Đầu B của nam châm là cực gì?

A. Cực Bắc

B. Cực Nam

C. Cực Bắc Nam

D. Không đủ dữ kiện để xác định

Câu 2: Một dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế) có cấu tạo được mô tả như hình sau:

Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục OO’ đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy. Nếu dòng điện qua ống dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị sẽ:

A. Quay sáng bên phải

B. Quay sang bên trái

C. Đứng yên

D. Dao động xung quanh vị trí cân bằng

Câu 3: Quy tắc nắm tay phải được phát biểu:

A. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của đường sức từ trong lòng ống dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện chạy qua các vòng dây.

B. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

C. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho ngón tay cái hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay còn lại chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

D. Nắm tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái khom lại theo bốn ngón tay chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Câu 4: Ống dây có chiều dòng điện chạy qua như hình vẽ:

Chọn phương án đúng về từ cực của cuộn dây.

A. A là cực Bắc

B. A là cực Nam

C. B là cực Bắc

D. Không xác định được

Câu 5: Trong hình sau, kim nam châm nào bị vẽ sai?

A. Kim nam châm số 1

B. Kim nam châm số 3

C. Kim nam châm số 4

D. Kim nam châm số 5