Lý thuyết Từ trường Vật lí lớp 12 (Kết nối tri thức)

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 14: Từ trường

I. Tương tác từ

Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ.

II. Từ trường

1. Khái niệm từ trường

- Xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện có từ trường.

- Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm khác đặt trong nó.

2. Tính chất cơ bản của từ trường

Tính chất cơ bản của từ trường là nó gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm, một dòng điện hay một hạt mang điện chuyển động đặt trong nó. Nhờ tính chất này người ta dùng kim nam châm, gọi là nam châm thử để phát hiện sự tồn tại của từ trường.

3. Cảm ứng từ

- Để đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực, người ta đưa vào một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ, kí hiệu là $\overrightarrow{B}$. Khi nam châm thử nằm cân bằng ở các điểm khác nhau trong từ trường thì nói chung nó định hướng theo các phương khác nhau. Điều đó gợi ý rằng có thể coi phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ của từ trường tại điểm đó. Người ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$.

- Ta thừa nhận rằng lực từ tác dụng lên một dòng điện (đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua) hay một nam châm đặt trong từ trường ở điểm nào lớn hơn thì cảm ứng từ tại điểm đó lớn hơn.

- Từ trường đều là từ trường có cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ tại mọi điểm đều bằng nhau.

III. Đường sức từ

1. Từ phổ

Để có được hình ảnh trực quan của từ trường, ta sử dụng các mạt sắt.

Hình ảnh những đường tạo ra bởi các mạt sắt trong các thí nghiệm trên được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta thấy hình ảnh trực quan của từ trường.

2. Đường sức từ

Để biểu diễn về mặt hình học của từ trường trong không gian, người ta đưa ra khái niệm đường sức từ.

Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của đường sức từ là chiều của vectơ cảm ứng từ.

- Các đặc điểm của đường sức từ:

+ Tại mỗi điểm trong từ trường, chỉ có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi.

+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín.

+ Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ dày hơn, nơi nào từ trường yếu hơn thì các đường sức từ vẽ thưa hơn.

Để xác định chiều của đường sức từ theo quy tắc nắm bàn tay phải như sau:

+ Đối với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay đó là chiều của đường sức từ.

+ Đối với dòng điện tròn và ống dây: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ.

Sơ đồ tư duy Từ trường

Trắc nghiệm: Từ trường

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 7. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.

Câu 1: Xung quanh vật nào sau đây không có từ trường?

A. Dòng điện không đổi.

B. Hạt mang điện chuyển động.

C. Hạt mang điện đứng yên.

D. Nam châm chữ U.

Câu 2: Tính chất cơ bản của từ trường là

A. gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.

B. gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó.

C. gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó.

D. gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh.

Câu 3: Từ phổ là

A. hình ảnh của các đường mạt sắt trong từ trường.

B. hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau.

C. hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm.

D. hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song.

Câu 4: Tìm phát biểu sai.

A. Chiều của các đường sức từ là chiều của từ trường.

B. Qua mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một đường sức từ.

C. Các đường sức từ là các đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.

D. Các đường sức từ của cùng một từ trường có thể cắt nhau.

Câu 5: Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về từ trường?

A. Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường sức từ đi qua.

B. Các đường sức từ là những đường cong không khép kín.

C. Các đường sức từ không cắt nhau.

D. Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó.

Câu 6: Vật liệu nào sau đây không thể dùng làm nam châm?

A. Sắt và hợp chất của sắt.

B. Nickel và hợp chất của nickel.

C. Cobalt và hợp chất của cobalt.

D. Nhôm và hợp chất của nhôm.

Câu 7: Các đường sức từ là các đường cong vẽ trong không gian có từ trường sao cho

A. pháp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

B. tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

C. pháp tuyến tại mỗi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi.

D. tiếp tuyến tại mọi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi.

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai

Câu hỏi: Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

a) Đường sức từ là đường được vẽ trong từ trường sao cho tiếp tuyến tại một điểm bất kì trên đường trùng với phương của vecto cảm ứng từ tại điểm đó.

b) Bên ngoài một thanh nam châm, các đường sức từ đi từ cực nam đến cực bắc.

c) Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó dày hơn, nơi nào từ trường yếu hơn thì các đường sức từ ở đó thưa hơn.

PHẦN III. Câu trả lời ngắn.

Câu hỏi: Quy tắc bàn tay phải đối với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng …, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ … đó là chiều của đường sức từ. Điền từ có thiếu vào chỗ trống.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 sách Kết nối tri thức, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 15: Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ

Lý thuyết Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Lý thuyết Bài 17: Máy phát điện xoay chiều

Lý thuyết Bài 18: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ

Lý thuyết Bài 19: Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 12:

Giải Vật lí 12 Bài 14: Từ trường

Giải SBT Vật lí 12 Bài 14: Từ trường

Giáo án Từ trường lớp 12

Giáo án điện tử Từ trường lớp 12