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

---

I. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN

Lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn dài L mang dòng điện có cường độ I, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) có: 

• Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây mang dòng điện; 
• Phương vuông góc với I và \(\overrightarrow{B}\); 
• Chiều tuân theo theo quy tắc bàn tay trái; Đặt lòng bàn tay trái hứng lấy cảm ứng từ, các ngón trỏ theo chiều dòng điện, ngón cái choãi chính là chiều lực từ.

• Độ lớn: \(F = BILsin\alpha.\) 

Thí nghiệm đo lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện:

Dụng cụ chính

Nam châm điện có lõi thép; nguồn DC 12 V.

Khung dây chữ nhật N ≈ 200 vòng, cạnh hữu ích trong từ trường l ≈ 10 cm.

Biến trở, 2 ampe kế (giới hạn ~0.2–2 A), 2 công tắc đảo chiều.

Đòn cân/lực kế lò xo 0.5 N để đo lực; đèn chỉ hướng từ trường trong lõi.

Lắp đặt nhanh

Nối nguồn DC → công tắc → biến trở → khung dây (có ampe kế nối tiếp để đo I).

Cấp nguồn cho nam châm điện; đặt cạnh dài của khung dây nằm trong khe từ giữa 2 cực.

Treo khung dây vào đòn cân/lực kế để thấy lực kéo/đẩy.

Tiến hành & quan sát

Đóng mạch khung dây, tăng dòng qua biến trở → khung bị kéo lệch/cân lệch.

Dùng đèn chỉ hướng xác định chiều B trong khe từ.

Đảo chiều dòng điện (I) qua khung → lực đổi chiều.

Đổi cực nam châm (B) → lực cũng đổi chiều.

Đảo đồng thời I và B → lực không đổi chiều (cùng đổi → tích IB giữ dấu).

Ghi lại I trên ampe kế và F trên lực kế cho vài giá trị.

Kết quả

Sau khi đo lực từ tương ứng với cường độ dòng điện ta rút ra kết luận lực từ F tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện I

Đồ thị kiểm chứng: F tỉ lệ thuận I (đường thẳng qua gốc).

Nhận xét – kết luận ngắn

Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường chịu lực từ.

Đảo I hoặc đảo B → đảo chiều lực; đảo cả hai → giữ nguyên chiều.

II. CẢM ỨNG TỪ

Vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) của từ trường tại một điểm: 

• Có phương trùng với phương của nam châm thử đặt tại điểm đó. 
• Có chiều đi từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử đặt tại điểm đó. 
• Có độ lớn \(B = \frac{F}{IL sin \alpha}\) 

Cách xác định độ lớn cảm ứng từ của từ trường đều bằng thiết bị thí nghiệm:

Từ thí nghiệm đo lực từ ở phần I. Ta có thể tính được độ lớn của cảm ứng từ dựa vòng công thức:

 \(B = \frac{F}{IL sin \alpha} \) 

---

Bài tập ôn tập (7 tổng câu hỏi)

*Lưu ý: làm hết câu này rồi đến câu khác. Xin đừng nôn nóng.

---