Lý thuyết Từ trường (mới 2023 + Bài Tập) - Vật lí 11

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 19: Từ trường

Bài giảng Vật lí 11 Bài 19: Từ trường

1. Nam châm

- Loại vật liệu có thể hút được sắt vụn gọi là nam châm.

- Mỗi nam châm có hai cực: Cực Bắc (kí hiệu là N) và cực Nam (kí hiệu là S).

- Các cực cùng tên của nam châm đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau. Lực tương tác giữa các nam châm gọi là lực từ và các nam châm có từ tính.

- Các loại nam châm:

2. Từ tính của dây dẫn có dòng điện

- Dây dẫn có dòng điện cũng có từ tính như nam châm.

- Giữa hai dây dẫn có dòng điện, giữa hai nam châm, giữa một dòng điện và một nam châm đều có lực tương tác, những lực tương tác ấy gọi là lực từ.

VD: Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song.

VD: Lực từ do dòng điện tác dụng lên nam châm.

3. Từ trường

- Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.

- Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

4. Đường sức từ

a. Định nghĩa

- Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó.

- Quy ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.

b. Các ví dụ về đường sức từ

VD1: Từ trường của dòng điện thẳng rất dài.

+ Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

+ Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải: “Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ”.

VD2: Từ trường của dòng điện tròn.

+ Quy ước mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ còn mặt Bắc thì ngược lại.

+ Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

c. Các tính chất của đường sức từ

- Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức.

- Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.

- Chiều của đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc).

- Quy ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chỗ có từ trường mạnh, thưa ở chỗ có từ trường yếu.

5. Từ trường Trái Đất

- Tại một vị trí đặt la bàn, kim nam châm luôn chịu tác dụng của từ trường Trái Đất và chỉ hướng Nam – Bắc địa lý.

- Tại một vị trí xác định trên Trái Đất xét trong một khoảng thời gian dài thì từ trường Trái Đất thay đổi, chỉ có thành phần địa từ trường trung bình được gọi là không đổi.

Trắc nghiệm Vật lí 11 Bài 19: Từ trường

Câu 1: Chọn câu sai? Từ trường tồn tại ở gần

A. một nam châm.

B. một thanh thủy tinh được nhiễm điện do cọ xát.

C. dây dẫn có dòng điện.

D. chùm tia điện tử.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Từ trường tồn tại ở gần nam châm, dây dẫn mang dòng điện, điện tích chuyển động.

Xung quanh thanh thủy tinh nhiễm điện do cọ xát có điện trường.

Câu 2: Chọn câu sai?

A. Các đường mạt sắt của từ phổ cho biết dạng của đường sức từ.

B. Các đường sức từ của từ trường đều là những đường thẳng song song, cách đều nhau.

C. Nói chung các đường sức điện thì không kín, còn các đường sức từ là những đường cong kín.

D. Qua mỗi điểm trong không gian vẽ được vô số đường sức từ.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

A – đúng.

B – đúng.

C – đúng.

D – sai, vì qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.

Câu 3: Có hai thanh kim loại bề ngoài giống nhau. Khi đặt chúng gần nhau thì chúng hút nhau. Có kết luận gì về hai thanh đó?

A. Đó là hai thanh nam châm.

B. Một thanh là nam châm, thanh còn lại là thanh sắt.

C. Có thể là hai thanh nam châm, cũng có thể là hai thanh sắt.

D. Có thể là hai thanh nam châm, cũng có thể là một thanh nam châm và một thanh sắt.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

A – chưa đúng vì có thể xảy ra trường hợp một thanh là sắt, một thanh là nam châm.

B – chưa đúng vì có thể là hai thanh nam châm, có 2 cực khác nhau đưa lại gần nhau.

C – sai vì 2 thanh sắt không thể hút nhau.

D – đúng vì trường hợp này đầy đủ các trường hợp có thể xảy ra: có thể là hai nam châm đưa 2 cực khác nhau lại gần nhau, hoặc một thanh là nam châm, một thanh là sắt.

Câu 4: Trong bức tranh các đường sức từ, từ trường mạnh hơn được diễn tả bởi

A. các đường sức từ dày đặc hơn.

B. các đường sức từ nằm cách xa nhau.

C. các đường sức từ gần như song song nhau.

D. các đường sức từ nằm phân kì nhiều.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

A – đúng từ trường mạnh được biểu diễn bởi các đường sức từ dày đặc hơn.

B – sai vì các đường sức từ nằm xa nhau (mật độ thưa) thì từ trường yếu.

C – sai vì các đường sức từ song song với nhau chưa chắc đã khẳng định đó là từ trường mạnh.

D – sai.

Câu 5: Chọn câu sai? Đường sức của từ trường

A. là những đường cong kín.

B. là những đường cong không kín.

C. là những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

D. không cắt nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.

Đường sức của từ trường có tính chất sau:

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

+ Các đường sức từ là các đường cong kín. Các đường sức từ không cắt nhau.

+ Nơi nào có từ trường lớn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào từ trường nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn.

Câu 6: Kim nam châm có 

A. đầu trên là cực Bắc, đầu dưới là cực Nam.

B. đầu dưới là cực Bắc, đầu trên là cực Nam.

C. cực Bắc ở gần thanh nam châm hơn.

D. không xác định được các cực.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Đường sức từ của thanh nam châm có chiều vào Nam, ra Bắc.

⇒ Kim nam châm có đầu trên là cực Nam, đầu dưới là cực Bắc.

Câu 7: Đường sức từ của dòng điện gây ra bởi

A. dòng điện thẳng là những đường thẳng song song với dòng điện.

B. dòng điện trong ống dây đi ra từ cực Bắc, và đi vào cực Nam của cuộn dây đó.

C. dòng điện tròn là những đường tròn.

D. dòng điện tròn là những đường thẳng song song và cách đều nhau.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

A – sai, đường sức từ của dòng điện thẳng là các đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

B – đúng.

C – sai, đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

D – sai, đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

Câu 8: Từ trường của một nam châm giống từ trường được tạo bởi

A. một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.

B. một ống dây có dòng điện chạy qua.

C. một nam châm hình móng ngựa.

D. một vòng dây tròn có dòng điện chạy qua.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Từ trường của một nam châm giống từ trường được tạo bởi một ống dây có dòng điện chạy qua. Chúng đều có chiều đi ra từ cực bắc (mặt bắc của ống dây) và đi vào cực nam (mặt nam của ống dây).

Câu 9: Các đường sức từ quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng:

A. các đường thẳng song song với dòng điện.

B. các đường thẳng vuông góc với dòng điện như những nan hoa xe đạp.

C. những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua.

D. những đường xoắn ốc đồng trục với trục là dòng điện.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Các đường sức từ quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng các đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

Câu 10: 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.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

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

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 20: Lực từ. Cảm ứng từ

Lý thuyết Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Lý thuyết Bài 22: Lực Lo-ren-xơ

Lý thuyết Bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ

Lý thuyết Bài 24: Suất điện động cảm ứng